Direct air capture wächst in der ganzen Welt, aber es ist mehr politische Unterstützung erforderlich

Der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) bekräftigte kürzlich die Notwendigkeit dringender Maßnahmen zur Eindämmung des katastrophalen Klimawandels. Der Netto-Null-Pfad des Berichts beinhaltet den Einsatz von direct air capture (DAC), einer Technologie zur Kohlenstoffentfernung, bei der Kohlenstoff direkt aus der Atmosphäre abgeschieden und gespeichert wird. Dem IPCC zufolge müssen wir zunächst durch Maßnahmen wie die Verbesserung der Energieeffizienz und die Weiterentwicklung von Dekarbonisierungstechnologien für eine erhebliche Verringerung der Emissionen sorgen. Punktuelle Quellen CO2-abscheidung und Speicherung können in diesem Prozess eine wichtige Rolle spielen, indem sie erhebliche Mengen an Emissionen in stark emittierenden Industrieanlagen reduzieren. 

Darüber hinaus können Methoden zur Verringerung der atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration sowohl schwer abbaubare Emissionen aus diffusen Quellen ausgleichen als auch historische Emissionen, die den Planeten derzeit erwärmen, reduzieren. Direct air capture hilft uns bei beidem. Der IPCC bezeichnet DAC als eine wichtige Technologie zur Kohlenstoffentfernung, die in den meisten Szenarien zur Emissionsminderung eingesetzt wird.

Wie funktioniert direct air capture ? 

DAC ähnelt der Abscheidung von Kohlenstoff aus einer punktuellen Quelle, z. B. einer Fabrik oder einem Kraftwerk, entfernt jedoch Kohlendioxid direkt aus der Umgebungsluft und nicht aus einem Schornstein. Bei der punktuellen Abscheidung CO2-abscheidung werden in der Regel so genannte Wäscher mit einem flüssigen Lösungsmittel oder einem festen Sorptionsmittel eingesetzt, das sich mit dem CO2 im Rauchgas verbindet. Durch Wärmezufuhr wird das CO2 dann in einem reinen Strom freigesetzt, der komprimiert und zu einer dauerhaften Lagerung, z. B. in salinen Aquifer-Formationen, transportiert oder zu neuen Produkten verarbeitet werden kann.  

Punktuelle Quellen CO2-abscheidung und DAC haben viel gemeinsam. Die Wäschertechnologie wird häufig bei beiden Projekttypen eingesetzt. Auch die Methoden für den Transport, die Injektion und die Speicherung von CO2 sind bei DAC und Point Source Capture gleich. Schließlich besteht eine Methode zur Wärme- und Stromversorgung einer DAC-Anlage in der Verwendung von Erdgas mit CO2-abscheidung. Diese Gemeinsamkeiten ermöglichen es, dass Innovation und Fortschritt in einer Projektart die Innovation in der anderen vorantreiben. Aus diesen Gründen betrachtet CATF direct air capture und die Punktquellenabscheidung CO2-abscheidung unter demselben Dach des Kohlenstoffmanagements.  

Wo steht direct air capture in der Welt? 

Vereinigte Staaten 

Die USA sind seit langem führend auf dem Gebiet des Kohlenstoffmanagements. Derzeit bietet die 45Q-Steuergutschrift Anreize für CO2-abscheidung und direct air capture , indem sie bis zu 50 US-Dollar pro Tonne CO2 zahlt, die in Salzlagerstätten gebunden wird. Die ursprünglich 2008 verabschiedete Steuergutschrift wurde 2018 reformiert, um sie für Projektentwickler leichter zugänglich zu machen. Seitdem verfolgt CATF das beispiellose Interesse an neuen Kohlenstoffmanagement-Projekten auf unserer interaktiven Karte.  

Im Jahr 2021 verabschiedeten die USA den Infrastructure Investments and Jobs Act (IIJA). Dieses überparteiliche Infrastrukturgesetz enthält mehrere Bestimmungen, die DAC unterstützen. Der IIJA stellt die für den Ausbau der CO2-Transport- und -Speicherkapazitäten erforderlichen Mittel bereit. Es schafft ein zinsgünstiges Darlehensprogramm für CO2-Transportinfrastrukturen, finanziert die EPA für die Genehmigung von Bohrlöchern der Klasse VI (für die Injektion von CO2 in Speicherformationen), bietet FEED-Zuschüsse und baut auf dem CarbonSAFE-Programm mit einer Kostenbeteiligung des Energieministeriums (DOE) auf. Schließlich enthält das Paket Zuschüsse für vier DAC-Hubs und einen Technologiepreiswettbewerb. 

Das DOE leitet auch eine Initiative, die unter dem Namen " Carbon Negative Shot" bekannt ist. Ziel ist es, die USA als führend in der Forschung, Herstellung und Demonstration von Technologien zur Kohlenstoffentfernung wie DAC zu positionieren. Das Energieministerium kündigte außerdem 14,5 Millionen Dollar an verfügbaren Mitteln für kohlenstoffarme Energie an, um DAC zu erweitern. Die Finanzierungsmöglichkeit wird technische Studien von DAC-Systemen erleichtern, die mindestens 5.000 Tonnen CO2 pro Jahr entfernen können und mit bestehenden kohlenstoffarmen Energien gekoppelt sind. Präsident Biden gab auf der COP26 auch den Startschuss für die Gründung der First Movers Coalition, einer Partnerschaft zwischen dem Weltwirtschaftsforum und dem US-Büro des Sonderbeauftragten des Präsidenten. Zu dieser Koalition von Unternehmen, die sich für die Innovation grüner Lieferketten und die Verbreitung neuer Dekarbonisierungstechnologien einsetzen werden, gehört auch direct air capture.  

CATF arbeitet derzeit mit seinen Partnern daran, die 45Q-Steuergutschrift zu verbessern, damit mehr Projekte auf den Weg gebracht werden können. Zu diesen Bestimmungen gehören die Erhöhung des Gutschriftenwerts auf 180 Dollar pro Tonne (Salzlager) für DAC, die Möglichkeit der direkten Auszahlung, die Senkung der Mindestabscheidungsschwelle einer förderfähigen Anlage auf 1.000 Tonnen pro Jahr und die Verlängerung der Frist für den Baubeginn bis 2032. Schließlich fordert CATF , dass die 45Q-Steuergutschrift an die Inflation angepasst wird, um zu verhindern, dass bis 2026 fast 30 % des realen Wertes der Gutschrift verloren gehen. Diese Maßnahmen werden sicherstellen, dass diese und andere Projekte in großem Umfang entwickelt und eingesetzt werden, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu vermeiden. 

Europa 

Im Vergleich zu den USA hat sich das Kohlenstoffmanagement in Europa langsamer entwickelt, was vor allem auf das Fehlen eines starken, unterstützenden politischen Rahmens zurückzuführen ist, der zu einem Mangel an CO2-Speicherstätten und verfügbaren Finanzmitteln geführt hat. Es gibt jedoch Anzeichen dafür, dass sich dies zu ändern beginnt. Die jüngste Änderung der Verordnung über die transeuropäischen Energienetze (TEN-E) beinhaltete die Unterstützung eines grenzüberschreitenden Kohlendioxidnetzes und ermöglichte die Finanzierung der CO2-Abscheidung und -Speicherung als Priorität. Diese Entwicklung folgte auf eine engagierte Kampagne, die von Clean Air Task Force und Bellona gemeinsam durchgeführt wurde, um die Bedeutung eines solchen Netzes für die Erreichung der europäischen Klimaziele hervorzuheben. Darüber hinaus hat der EU-Innovationsfonds, der mehr als 10 Milliarden Euro für die Demonstration innovativer kohlenstoffarmer Technologien bereitstellen soll, in seiner jüngsten groß angelegten Aufforderung vier CO2-abscheidung und Speicherprojekte unter den sieben Empfängern aufgenommen. 

direct air capture ist jedoch nicht Teil des europäischen Ziels für 2030, die Treibhausgasemissionen um 55 % zu reduzieren, was bedeutet, dass die politischen Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele noch keine negativen Emissionstechnologien berücksichtigen. Direct air capture sieht sich daher erheblichen Hindernissen gegenüber, wenn es darum geht, einen Business Case zu schaffen. Das EU-Emissionshandelssystem (ETS), das etwa 40 % der Treibhausgasemissionen durch ein Cap-and-Trade-System abdeckt, könnte langfristig einen Anreiz für Technologien zur Kohlenstoffabscheidung bieten. Derzeit lässt das EU-Emissionshandelssystem die Einbeziehung von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung nicht zu, obwohl die Diskussion darüber, ob und wie Technologien zur Kohlenstoffabscheidung integriert werden könnten, in letzter Zeit zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen hat. Bei den derzeitigen ETS-Zertifikatspreisen von etwa 80 € kann das ETS allein jedoch nicht ausreichen, um die Wirtschaftlichkeit von direct air capture zu gewährleisten. 

Es gibt jedoch wichtige Initiativen, die die EU und ihre Mitgliedstaaten ergreifen können, um direct air capture und andere Methoden der Kohlenstoffabscheidung voranzubringen. Ein entscheidender erster Schritt zur Schaffung eines langfristigen Geschäftsmodells für direct air capture in Europa wird in Form des Zertifizierungsmechanismus für die Kohlenstoffabscheidung (Carbon Removal Certification Mechanism - CR CM) erfolgen, der zu einem Rechtsrahmen für die Zertifizierung der verifizierten CO2-Abscheidung führen wird. Das CR CM wird der erste Regelungsrahmen seiner Art sein und einer Vielzahl von Kohlenstoffentfernungsmethoden, einschließlich direct air capture, eine größere Rechtssicherheit bieten. Es muss sichergestellt werden, dass das CR-CM strenge Kriterien und Leitprinzipien für die Zertifizierung der dauerhaften Kohlenstoffabscheidung enthält .  

Längerfristig muss die EU-Klimapolitik die Beseitigung von Kohlendioxid als Teil der Emissionsziele für 2040 und des Gesamtziels der Klimaneutralität bis 2050 einbeziehen, wenn Technologien mit negativen Emissionen wie direct air capture in großem Maßstab eingesetzt werden sollen. Die Entwicklung einer EU-Strategie für das Kohlenstoffmanagement wird ein wichtiger Schritt sein, um die politische Vision zu schaffen, die für die Verbreitung verschiedener CO2-abscheidung Technologien erforderlich ist. Längerfristig wird die Einbeziehung von direct air capture in die EU und in die internationalen Rechnungslegungsvorschriften wichtig sein, um die Lücke zu schließen und die Umweltintegrität zu gewährleisten. Das CR CM wird daher eine entscheidende Rolle in diesem Prozess spielen. 

Privates Kapital  

Die gemeinsamen Ambitionen von DAC-Unternehmen und privaten Investitionen haben sich 2022 enorm ausgeweitet. Im April hat Frontier, ein Konsortium unter der Leitung von Stripe, Google, Shopify, Meta und McKinsey, 925 Mio. USD in einer Vorabmarktzusage zugesagt, um eine Vielzahl von Methoden zur dauerhaften Kohlenstoffentfernung voranzutreiben. Die Initiative soll Innovatoren unterstützen, die ihre Methoden zur dauerhaften Kohlenstoffentfernung skalieren wollen, indem sie einen garantierten Kauf anbieten, sobald sie die dauerhafte Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre nachgewiesen haben. Nach dieser Ankündigung erklärten 1PointFive und Carbon Engineering ihr Ziel, bis 2035 weltweit 70 DAC-Anlagen in Betrieb zu haben. 

Direct Air Capture Projekte 

Wenn es darum geht, Stahl in den Boden zu bringen, ist die DAC hinter der Punktquelle CO2-abscheidung zurückgeblieben, aber es werden weiterhin Projekte angekündigt und in Betrieb genommen. In der nachstehenden Tabelle sind die Projekte von direct air capture in Europa, den USA und der MENA-Region konzentriert. Derzeit sind die in Betrieb befindlichen Anlagen noch relativ klein und konzentrieren sich auf Europa. Im Herbst 2021 wurde die größte Anlage in Island in Betrieb genommen, die bis zu 4.000 Tonnen CO2 pro Jahr beseitigt. Climeworks hat jedoch vor kurzem mit dem Bau einer neuen Anlage, Mammoth, begonnen, die 36.000 Tonnen CO2 pro Jahr beseitigen wird. Zu Beginn dieses Jahres kündigte das US-Energieministerium die Finanzierung erster Studien für fünf DAC-Projekte an.  

Um das zur Abschwächung der schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels erforderliche Niveau der Abscheidung zu erreichen, ist eine rasche Steigerung der Betriebskapazität erforderlich. Carbon Engineering plant drei Anlagen mit einer Kapazität von bis zu einer Million Tonnen CO2 pro Jahr. Weitere Großprojekte werden sicher bald bekannt gegeben. In den USA hat das IIJA im Rahmen eines Programms, das das Energieministerium derzeit entwickelt, vier direct air capture Hubs finanziert. Diese ersten Projekte übernehmen die wichtige Aufgabe, die Kosten durch die Entwicklung einer gemeinsamen Infrastruktur, Innovation und Lernen zu senken. Angesichts des wachsenden Interesses an DAC durch privates Kapital und der potenziellen Verbesserung von 45Q in den USA ist die potenzielle Wirkung dieser wichtigen Klimatechnologie enorm. 

Entität	Land	CO2	Status	Kapazität (Tonnen/Jahr)
Kohlenstofftechnik	Kanada	Verwenden Sie	Betrieb	365
Klimawerkstatt	Deutschland	Verwenden Sie	Operativ	50
Klimawerkstatt	Deutschland	Verwenden Sie	Operativ	50
Klimawerkstatt	Island	Lagerung	In Entwicklung	36,000
Klimawerkstatt	Island	Lagerung	Operativ	4,000
Klimawerkstatt	Island	Lagerung	Operativ	50
Klimawerkstatt	Italien	Verwenden Sie	Operativ	150
Kohlenstofftechnik	Norwegen	Lagerung	In Entwicklung	1,000,000
Klimawerkstatt	Oman	-	In Entwicklung	-
Klimawerkstatt	Schweiz	Verwenden Sie	Operativ	50
Klimawerkstatt	Schweiz	Verwenden Sie	Operativ	900
Klimawerkstatt	Schweiz	Verwenden Sie	Operativ	600
Kohlenstofftechnik	Schottland	Lagerung	In Entwicklung	1,000,000
Kohlenstofftechnik	Texas, U.S.	-	In Entwicklung	1,000,000
Battelle	Alabama, U.S.	-	In Entwicklung	-
Klimawerkstatt	Kalifornien, U.S.	-	In Entwicklung	-
Kohlenstofftechnik	Illinois, U.S.	-	In Entwicklung	-
CarbonCapture Inc.	Indiana, U.S.	-	In Entwicklung	-
AirCapture LLC	Washington, U.S.	-	In Entwicklung	-
Globaler Thermostat	U.S.	-	Operativ	500
Globaler Thermostat	U.S.	-	Operativ	1,000

Weitere Informationen zu Projekten finden Sie bei der IEA, Carbon Engineering und CATF