Wie bekommen wir das Kohlendioxid aus der Atmosphäre?

Ziel vieler Staaten ist es den Ausstoß von Kohlendioxid zu senken. Niemand glaubt daran, dass wir ihn auf 0 bekommen werden – Das ist auch ein utopisches Ziel, denn selbst wenn wir es schaffen sollten Strom aus regenerativen Energiequellen zu bekommen, Treibstoffe aus Wasser (durch elektrolytische Spaltung oder aus der Natur (Öl, Ethanol) und wir Nullenergiehäuser haben so verbrauchen wir doch immer noch fossile Energie in Form von Kunststoffen, Lösungsmitteln usw. und von diesem wird ein Teil auch beim besten Recycling irgendwann verbrannt um die Müllberge nicht zu groß werden zu lassen.

Gerechterweise muss man sagen, dass wir aber unsere Emissionen auch nicht auf 0 bringen müssen, denn einen Teil des derzeit emittierten Kohlendioxid kommt schon heute nicht bei der Atmosphäre an, sondern wird von Pflanzen genutzt um besser zu wachsen. Von den 5.5 Gt die wir emittieren kommen noch 4.0 MT Gt in der Atmosphäre an. 1.5 Gt wird von den Pflanzen zum Wachstum genutzt oder landet in den Meeren.

Daher ist alles was ich hier schreibe recht utopisch, Gedanken für eine ferne Zukunft in der die Menschheit ihre Emissionen auf 0 gebracht hat� Wie bekommet man das Kohlendioxid aber aus der Atmosphäre heraus? Nun ein Vorschlag für heute (wo wir noch jede Menge davon produzieren) war das Gas dort wo es entsteht zu verflüssigen. Das kann z.B.. in Kraftwerken geschehen, sicher aber nicht bei jeder Heizung oder jedem Auto. Das verflüssigte Kohlendioxid hätte man dann in Tiefseegräben “verfüllt”. Das ist so eine typische “Lieschen Müller” Idee. Einfach raus aus den Augen, raus aus dem Sinn. Das Konzept den “Müll2 denn wir produzieren einfach abzulassen ist ja nicht gerade neu. Wer mal an unsere Mülldeponien denkt weiß, das dies nur Probleme macht. Auch beim Verfüllen in Tiefseegräben gilt dies. Zum einen mal bedeutet dies, dass diese danach parktisch tot sind. Das Kohlendioxid tötet jedes Leben ab. Vor allem aber gibt es heute keine Erkenntnisse, dass das Kohlendioxid dort bleibt, zumindest über längere Zeiträume.

Es ist vor allem eine Lösung für heute. Sie taugt nicht um das Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu bekommen. Das dürfte ein Problem werden. Derzeit sind 0.381 % der Atmosphäre Kohlendioxid. vielleicht werden es mal 0.5-0.7 % werden. Doch das wieder aus der Atmosphäre zu bekommen ist nicht so einfach.

Natürlich gibt es chemische Prozesse die man nutzen kann. Über 100 Jahre alt ist z.B. die Technik koks zu verschwelen, das entstandene Kohlendioxid mit Wasserstoff umzusetzen und dadurch ein Gasgemisch zu bekommen, dass man früher für Heizung und Beleuchtung nutzte:

H2 + CO2 + 41.19 KJ ? H2O + CO (1)

3H2 + CO ? H2O + CH4 + 206.24 KJ (2)

2H2O + 572 KJ ? 2 H2 + O2 (3)

Summe:

2H2 + CO2 ? CH4 + O2 (4)

Den Wasserstoff kann man aus der Elektrolyse von Wasser gewinnen, Wie Gleichung (3) zeigt. Der Wasserstoff wird dann benutzt um in einem ersten Schritt Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid zu reduzieren und in einem zweiten Schritt das Kohlenmonoxid zu Methan. Aus dem Methan kann man dann Kunststoffe oder künstliches Erdöl herstellen und dieses wieder in den Boden pumpen und so das Kohlendioxid dem Kreislauf entziehen (der Tatsache, dass man einen Stoff der heute immer teurer wird und der Nationen zu Invasionen provoziert um die Kontrolle über diese Vorräte zu haben, einmal vergraben soll um ihn der Atmosphäre zu entziehen, zeigt dass ich von einer sehr fernen Zukunft rede).

Doch es funktioniert so nicht: Die Reaktion geht nicht mit der irdischen Atmosphäre. Die Konzentration an Kohlendioxid ist zu gering und vor allem ist da Sauerstoff vorhanden, heute 50 mal mehr als Kohlendioxid. Dieser reagiert viel leichter mit dem Wasserstoff als das Kohlendioxid. Man müsste also erst einmal – mit weiterem Aufwand – das Kohlendioxid aus der Atmosphäre entziehen, dazu benutzt man Molekularsiebe z.B. auf Zeolitbasis. Das ist energieaufwendig.

Es gibt einen anderen Weg. Der ist viel einfacher. Die Natur bekommt das was wir mit Technik machen müssen viel einfacher hin, Pflanzen bilden Biomasse indem sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre entziehen. Solange sie nicht gefressen werden oder verrotten ist das Kohlendioxid in ihnen gebunden. Man sollte also anfangen (und damit schon heute) Pflanzen anzubauen die langlebig sind und die schnell wachsen. Das sind leider konträre Anforderungen. Schnell wachsend sind z.B. bestimmte Grassarten die heute als Quellen für alternative Energiequellen angesehen werden. Langlebig sind viele Baumarten, die jedoch nur langsam wachsen. In der Mitte liegen einige schnell wachsende Baumarten wie Weiden oder Pappeln. Eine sinnvolle “Anti-CO2″ Politik würde also darin bestehen, schon jetzt anzufangen landwirtschaftliche Flächen in Wald umzuwandeln. Dies geht bei uns recht gut, in vielen anderen Gegenden weniger. Natürlich sollte man auch beginnen in andern Ländern nicht mehr Wald abzuholzen und Brandtrodung zu betreiben. Gräser sind auch möglich, jedoch laugen sie die Böden stark aus und sind daher gerade das Gegenteil einer langfristigen Landwirtschaft.

Irgendwann muss man natürlich die Bäume fällen – je nach Art in einigen Jahrzehnten bis über nach einem Jahrhundert. Dann kann man das Kohlendioxid dem Kreislauf entziehen, indem man sie zu Holzkohle umwandelt und damit die alten Kohlebergwerke auffüllt. Bei Gräsern vergärt man diese und erzeugt dabei Methan, das man wie oben beschrieben dann zu Kohlenwasserstoffen umwandelt.

So… doch wie viele Wälder braucht man dazu? Nun basierend auf den derzeit verfügbaren Wäldern (1000 GT Kohlenstoff auf 62 Millionen km² Wälder, bräuchte man für die 212 GT die wir derzeit zu viel in der Atmosphäre haben etwa 13 Millionen km² Wald – etwa die doppelte Fläche wie seit Beginn des Ackerbaus gerodet wurden (7.5 Millionen km²) – Das ist ein Problem, den irgendwo braucht man ja auch landwirtschaftliche Fläche.

Die Meere helfen nur wenig: Sie haben zwar eine viel größere Fläche, doch viel weniger Biomasse und diese ist zudem raschen Veränderungen unterworfen – Es gibt nicht so etwas haltbares wie Holz im Meer. Die einzige Alternative zu Wäldern wäre es dann landwirtschaftlich Gräser wie Chinaschilf in großen Mengen zu ernten, zu vergären und das Methan dann zu Kohlenwasserstoffen umzuwandeln und diese aus dem Stoffkreislauf zu entziehen. Der Ertrag bei Chinaschilf liegt bei etwa 25 t/ha. Bei der typischen Zusammensetzung von Cellulose sind dies 10 t Kohlenstoff pro Hektar – dies aber pro Jahr. In 100 Jahren könnte man so das emittierte Kohlendioxid aus der Atmosphäre entziehen, wenn man etwa 2.12 Millionen km² damit anpflanzt – Also eine geringere Fläche als bei Wäldern. doch geht es bei einem Anbau in diesem Still dann nicht ohne Düngung. Trotzdem ist dies eine enorme Fläche, 7 mal größer als die Bundesrepublik.

Nun sagen sie – Was schreibt der Kerl hier. Wer kommt auf die dämliche Idee Kohlendioxid wieder der Atmosphäre zu entziehen? Niemand kommt auf die Idee. Ich möchte nur mit diesem Rechenbeispiel klar machen, dass selbst wenn man es einmal wöllte, es nicht gerade einfach sein wird. Nur mal zur Erinnerung: Vor 120.000 Jahren war es 2 Grad wärmer im globalen mittel. Damals herrschte in Mitteleuropa subtropisches Klima. Es gab Elefanten, Nilpferde und Löwen hier und dies bei einem Kohlendioxidgehalt der in etwa dem Vorindustriellen Wert entspricht trotz kurzperiodischer Schwankungen befinden wir uns immer noch in einer Warmzeit. Vor etwa 8-7 Tausend Jahren war es zuletzt so warm wie heute. Seitdem lag die Temperatur im Mittel niedriger. Und nun die Überraschung: 2 °C Temperaturanstieg sind noch die mildeste Prophezeiung für die Zukunft – siehe beiliegende Grafik.

Früher hätte man gesagt: “Zieht euch warm” an. Heute wohl eher: Packt die Badehose ein…..

Das Raketenrätsel vom letzten Blog ist ürbigens immer noch aktuell und noch nicht gelöst….

4 thoughts on “Wie bekommen wir das Kohlendioxid aus der Atmosphäre?

  1. Hallo,
    auch wenns nicht so chic aussieht möchte ich anmerken, dass mir der weisse Hintergrund wesentlich besser gefällt. Gerade gestern ärgerte ich mich noch ein bisschen wegen der eher schlechten Lesbarkeit heller Buchstaben auf dunklem Grund.
    Die Bekämpfung der globalen Erwärmung wird sich wohl erstmal hinten anstellen müssen, denn zunächst müssen wir die Öl- und Gasreserve der Arktis ausbeuten. Irgendwo muss das nötige Geld für die spätere CO2 Reduktion schliesslich herkomen.
    Und klar, wenns irgendwann wegen weniger CO2 in der Luft wieder k¨lter wird kommen wir nicht mehr an die in der Arktis verborgenen „Reserven“.
    Ein ganz trauriges Thema ist das…

  2. Zum Thema Geoengenering gab es mal die Idee Satelliten zur Verschattung der Erde in passende Umlaufbahnen zu schicken. Das ist allerdings eine sehr teure Aktion, und generiert bei jedem Start eine Menge CO2.

    Andererseits, kann ein Beleuchtungssatellit, mit dem man eine Stadt z.B. im Katastrophenfall beleuchten kann, zur Verschattung der Erde genutzt werden, solange er nicht für die Beleuchtung gebraucht wird? Oder sind die benötigten Umlaufbahnen zu unterschiedlich?

  3. Hallo,

    Der gedanke CO2 sparen ist auf Erdzeitalter gerechnet Nonesens. Wenn wir so weitermachen wie bisher, sind alle zur Verfügung stehenden fossilen Brennstoffen in 200 Jahren verbraucht, wenn wir sparsam mit Kohle, Öl, Gas und Methannitrat umgehen ist halt in 500 Jahren nichts mehr da.

    Da es für den Planeten langfristig keinen Unterschied macht, ob wir die Fossilen nun schnell oder langsam verbrennen, ist die Idee den CO2 zu binden ein sinnvoller Ansatz.

    Aus meiner sicht kommt aber nur eine stabiele chemische Verbindung in Frage, das Verpressen des CO2as im Untergrund wie es derzeit erprobt wird, ist unsinn da es früher oder später wieder zu Tage treten wird.

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