Treibstoff – Aus der Luft gegriffen

CO2 climate crisis renewable energy hydrogen

Bild von Free-Photos / Pixabay 

Steigt der CO2 Gehalt in der Atmosphäre weiter, prognostizieren Forscher für das 21ste Jahrhundert einen weltweiten Temperaturanstieg zwischen 1,4 °C und 5,8 °C. Das wird, ihrer Voraussagen nach, den Anstieg des Meeresspiegels und eine Häufung von Umweltkatastrophen zur Folge haben. Wäre es dann nicht toll, wenn man überschüssiges CO2 aus der Atmosphäre entfernen könnte? Wäre es nicht großartig, wenn man dieses CO2 dann auch noch zur Herstellung von umweltfreundlichem Treibstoff nutzen könnte? Was nach einer Utopie klingt, wird von Forschern des Karlsruher Instituts für Technik gerade realisiert.

Herstellung von Treibstoff mit CO2 aus der Atmosphäre

Treibstoffe, wie Benzin, sind chemisch gesehen aufgebaut wie Ketten, bei denen sich anstatt Perlen Kohlenstoffatome aufreihen. CO2, oderKohlenstoffdioxid, ist damit einer einzelnen Perle ähnlich, da das kleine Molekül nicht viel mehr als ein Kohlenstoffatom in seiner Struktur besitzt. In einer chemischen Reaktion kann man viele dieser einzelnen Moleküle zu einer Kette auffädeln.

Wie wird aus dem Kohlenstoffdioxid nun eine ganze Kette?

Im so genannten Energy Lab 2.0, am Karlsruher Institut für Technik, haben Forscher ausgetüftelt, wie aus dem CO2 in der Luft Treibstoff gewonnen werden kann. Dazu pumpen sie Luft in die schiffscontainergroße Anlage und filtrieren das Treibhausgas heraus. Dann wird das Kohlenstoffdioxid zusammen mit Wasserstoff in einen Reaktor geleitet, wo die Stoffe durch Zugabe von Energie in mehreren Schritten zu Kohlenwasserstoffketten verarbeitet werden.

Die Mischung macht‘s

Benzin, Diesel oder Kerosin, all diese Treibstoffe können in der Anlage gewonnen und dann in Verbrennungsmotoren genutzt werden. Denn sie unterscheiden sich nur darin, aus welcher Mixtur verschieden langer Kohlenwasserstoffketten sie bestehen. Die Forscher können die Länge der entstehenden Ketten kontrollieren, und damit welchen Kraftstoff sie entwickeln, indem sie das Mischungsverhältnis der Ausgangsstoffe und die Reaktionsbedingungen anpassen.

Wie umweltfreundlich ist die Methode?

Diese Form der Treibstoffgewinnung kann das CO2-Problem allerdings nicht alleine lösen, da das Treibhausgas zwar zunächst aus der Atmosphäre geholt, aber bei der Verbrennung im Motor wieder in die Luft geblasen wird. Das CO2 wird also in einem Kreislauf aus der Luft geholt und ihr wieder zugeführt. Immerhin kann dies verhindern, dass die Menge an Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre ansteigt, wie das der Fall ist, wenn man fossile Quellen zur Treibstoffgewinnung nutzt.

Noch besser für das Klima wäre es allerdings, wenn man das CO2 als Basis für die Produktion von Stoffen nutzen könnte, bei deren Gebrauch das Gas nicht wieder in die Atmosphäre gelangt. Aber auch das ist mit dem Energy Lab 2.0 möglich. Die Forscher tüfteln daran Plastik und Kosmetika, sowie Chemikalien aus CO2 herzustellen.

Doch, für all diese Prozesse wird Energie benötigt, diese muss grün produziert sein, genau wie der in der Reaktion benötigte Wasserstoff, damit die Methode wirklich umweltfreundlich ist. Noch ist das ganze Verfahren recht teuer, es muss sich erst noch etablieren. Ist es erst einmal massentauglich, kann der Treibstoff preisgünstig produziert werden.  

Wie schneidet der CO2-Treibstoff im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien ab?

Der CO2 basierte Treibstoff hat weniger Nachteile als andere erneuerbare Energien oder Fortbewegungsmittel.

  • Bioethanol, wie er zum Beispiel im E10 verwendet wird, ist umstritten, da für dessen Herstellung oft Nahrungsmittel verwendet werden. Das erscheint vielen Menschen nicht richtig, wenn gleichzeitig viele andere Hunger leiden.
  • Die Herstellung der Batterien für E-Autos ist so energieaufwendig, dass die Autos erst nach etwa 100.000, mit grünem Strom gefahrenen Kilometern, wirklich umweltfreundlich werden. Außerdem wird für die Herstellung der Batterien viel Lithium benötigt, dessen Abbau meist unter umweltschädigenden, menschenunwürdigen Bedingungen abläuft.

Zusammen mit grün produziertem Wasserstoff sind CO2 basierte Kraftstoffe vielversprechende Optionen für umweltfreundlichen Verkehr und mehr. Thyssen-Krupp experimentiert zurzeit beispielsweise mit durch Wasserstoff angetriebenen Hochöfen, um Stahl klimafreundlich zu produzieren.

Anwendung

Wasserstoff und CO2-basierte Stoffe sind ideale Speicher von umweltfreundlich erzeugter Energie, deren Produktion bekanntlich Schwankungen unterworfen ist. So produzieren Photovoltaik-Anlagen mittags den meisten Strom, während wir den ganzen Tag über Energie benötigen. Der Strom aus der Anlage könnte zur Herstellung von Wasserstoff oder Kraftstoffen auf CO2-Basis verwendet werden. Die Energie wäre damit gespeichert, so wie in einer Batterie, bis sie in einem Auto oder einer Produktionsanlage genutzt wird. Eine einzige Energy Lab 2.0 Anlage passt in einen Seecontainer. Mehrere davon können also einfach an einem Solarpark platziert werden. Das überschüssige CO2 verschwindet mit dieser Methode nicht komplett aus unserer Atmosphäre, aber der Anstieg, und damit die Folgen der Klimakrise, können reduziert werden.


Quellen:

https://www.elab2.kit.edu/

„Doktor Whatson“ on Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=qq0fjl0LQXo

3sat Makro, Sendung vom 25.08.2020

https://www.pv-magazine.de/2019/11/12/thyssen-krupp-testet-den-einsatz-von-wasserstoff-im-hochofen/ vom 12.11.2019 Autor RALPH DIERMANN, gesichtet 11.09.2020

https://www1.wdr.de/fernsehen/die-story/sendungen/elektroautos-wie-umweltfreundlich-sind-sie-wirklich-100.html

Published by Katrin Heidemeyer

Katrin Heidemeyer ist Doktorandin im Bereich Biochemie an der Wageningen University and Research. Durch ihre Arbeit möchte sie das Wissen über die Spezifität von Hormon-Signalen in Pflanzen erweitern. Da ihre Interessen über Pflanzenbiologie hinausreichen, schreibt sie in ihrer Freizeit über diverse Themen. Von Ernährung zu Psychologie, der Neugierde sind keine Grenzen gesetzt.

3 thoughts on “Treibstoff – Aus der Luft gegriffen

  1. Problematisch ist das Ganze, weil die Konzentration an CO2 in der Atmosphre relativ gering ist. Sinnvoller scheint mir, dass wir die Abgabe von CO2 dort sammeln, wo sie entstehen.

    Doch auch ich sehe die Entwicklung von Methanol aus CO2 und H2 eine gute Alternative, weil Methanol den Vorteil hat, dass es bei Raumtemperatur flüssig ist, sodass wir es besser speichern können.

    Zu guter letzt möchte ich dich noch loben, dass du deine Quellen transparent machst. Es wäre aber besser, wenn du diese direkt in den Text einfügst, um es den Leser einfacher macht das zu überprüfen.

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    1. Danke für deinen Kommentar, Überläufer.

      Es wäre natürlich praktisch, das CO2 da abzufangen, wo es entsteht. Vielleicht lassen sich die Entwickler der Anlage dazu noch etwas einfallen 🙂

      Liked by 1 person

      1. Ja, das wird sicherlich noch interessant, was auf uns zu kommt. Und dennoch befürchte ich, dass es zu langsam geht. Immer wieder werden neue Hitzerekorde gebrochen.

        Währenddessen schlägt die deutsche Politik überwiegen vor, dass kimaschädliches Verhaten teurer besteuert werden soll, aber das ist in letzter Konsequenz nur ein Klassenkampf, wobei sich die Armen dann keinen Luxus mehr leisten könbnen, obwohl sie ohnehin shcon weniger Treibhausgase produzieren.

        https://uberlaufer.wordpress.com/2020/07/10/klimakampf-deklassifizieren/

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