Nr. 05/2019 vom 31.01.2019

Abgase zu Stein, Blasen ins Wasser

Kohlendioxid aus der Luft filtern und zu Stein werden lassen: Das könnte alle Klimaprobleme lösen, verspricht die Zürcher Firma Climeworks. Ist das realistisch? Und warum verkauft Climeworks auch Kohlensäure an Coca-Cola?

Von Bettina Dyttrich

Eine magische Maschine, die die Welt retten kann? Direct-Air-Cap­ture-Anlage der Firma Climeworks auf dem Dach der Kehrichtverbrennungsanlage Hinwil im Zürcher Oberland. Foto: Branko de Lang, Keystone

Es wird heiss, die Zeit drängt: Um die gefährliche Erwärmung des Klimas auf 1,5 Grad zu begrenzen, ist schnelles Handeln nötig. Doch die grosse Transformation der Wirtschaft, die es brauchen würde, um den Treibhausgasausstoss drastisch zu senken, ist nicht in Sicht. Darum hoffen viele auf technische Lösungen.

«Es ist höchst unwahrscheinlich, dass wir ohne Negativemissionen das 1,5-Grad-Ziel noch erreichen», sagt Anthony Patt, Professor für Klimapolitik an der ETH Zürich. «Negativemissionen» heisst: Das CO2 muss aus der Luft oder direkt aus Abgasen entfernt und in den Boden gebracht werden – dorthin, wo Kohle, Öl und Gas hergekommen sind. Das Pariser Abkommen basiert auf der Annahme, dass es in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts im grossen Stil möglich sein wird, Negativemissionen zu produzieren. Auch der Weltklimarat IPCC geht davon aus.

Grosse Versprechen

Eine Zürcher Firma ist an vorderster Front dabei: Climeworks, vor zehn Jahren von den ETH-Maschinenbauingenieuren Christoph Gebald und Jan Wurzbacher gegründet. Auf ihrer Website verspricht Climeworks Grosses – das auf Englisch noch grösser klingt: «Was, wenn wir verhindern könnten, dass der Klimawandel gefährliche Levels erreicht? Unsere Vision ist es, das zu schaffen.» Im Werbevideo fährt Firmengründer Christoph Gebald* zu dramatischer Klaviermusik mit dem Mountainbike durch die Alpen: «I’m motivated mostly by challenge» – und wenig sei so herausfordernd wie «das grösste Problem, dem sich die Menschheit je gegenübersah: der Klimawandel».

Climeworks betreibt eine Pilotanlage auf dem Dach der Kehrichtverbrennungsanlage (KVA) Hinwil im Zürcher Oberland. Sie sieht ein bisschen aus wie eine Ansammlung von Klimaanlagen, wie sie in heissen Ländern aussen an den Wohnungen hängen – nur grösser. Diese Pilotanlage filtert CO2 aus der Luft: etwa 900 Tonnen im Jahr. Der Vorgang nennt sich Direct Air Capture (DAC). Die dafür nötige Wärme liefert die Kehrichtverbrennung.

Die Anfrage der WOZ kommt für Climeworks offenbar im falschen Moment: Hinwil kann zurzeit nicht besichtigt werden – «aus vertraulichen Gründen», weil gerade eine neue Anlage gebaut werde. Und auch die Ingenieure sind nicht zu sprechen, nur die Presseabteilung.

Gleichzeitig ist Climeworks zusammen mit Reykjavik Energy an einem Projekt namens Carbfix in Island beteiligt, das CO2 dauerhaft aus dem Verkehr zieht: Das dort aus der Luft gefilterte Gas wird in Wasser gelöst zu Kohlensäure. Dieses «Sprudelwasser» wird in 700 Meter Tiefe gepumpt und verbindet sich mit dem vulkanischen Basaltgestein zu Kalzit, einem festen Kalkstein. Die Versuche der Pilotanlage seien erfolgreich verlaufen, sagt Climeworks-Pressesprecherin Louise Charles. Spätestens nächstes Jahr gehe die neue Anlage in Betrieb, die jährlich bis zu 1500 Tonnen CO2 aus der Luft entfernen könne. Die Pilotanlage** wird unter anderem vom EU-Forschungsförderprogramm «Horizon 2020» unterstützt.

Aus Abgasen wird Stein: Ist das vielleicht die entscheidende Technologie, die das Klima retten könnte? Wurzbacher und Gebald haben ein ehrgeiziges Ziel: Bis 2025 wollen sie ein Prozent des globalen CO2-Ausstosses mit solchen Anlagen aus der Luft filtern. Wenn noch ein paar weitere Firmen das Gleiche täten – wäre das Klimaproblem dann gelöst?

ETH-Professor Anthony Patt und Umweltwissenschaftler Matthias Honegger vom Institut für transformative Nachhaltungsforschung (IASS) Potsdam halten es beide technisch für möglich, die Methode von Climeworks im grossen Stil zu betreiben. Die praktischen Herausforderungen seien aber gigantisch, sagt Honegger: «Um die nötige Grösse zu erreichen, müsste man eine Infrastruktur schaffen, die vergleichbar mit der globalen Infrastruktur der gesamten heutigen Energiewirtschaft ist.»

Dazu kommt: DAC braucht enorm viel Energie. Um eine Tonne CO2 aus der Luft zu filtern – so viel, wie ein Retourflug nach Tel Aviv pro Economy-PassagierIn verursacht –, braucht Climeworks nach eigenen Angaben 2500 Kilowattstunden. Das ist etwa gleich viel Strom, wie ein Paarhaushalt im Jahr verbraucht. Zukünftige Anlagen sollten mit erneuerbarer Energie und Abwärme betrieben werden, heisst es bei Climeworks. Die Lösung mit der KVA-Abwärme in Hinwil ist clever – doch um DAC im grossen Stil zu betreiben, wird es andere Energiequellen brauchen. Grosse DAC-Anlagen sollte man darum am besten in Wüsten bauen, meint Anthony Patt. Dort stehe am meisten Solarenergie zur Verfügung. «Viele Fragen sind noch zu klären», sagt Matthias Honegger. «Wo gibt es geeignetes Gestein, wo günstige Energie, wo genug Platz für grosse Anlagen? Gibt es Regionen, auf die das alles zutrifft? Wenn nicht, muss das CO2 weit transportiert werden, das braucht Energie und die entsprechende Infrastruktur.»

Das Klimaproblem ist gigantisch – die Lösungsvorschläge sind es auch. Sie haben etwas Grössenwahnsinniges: Allein um das angestrebte Prozent der globalen CO2-Emissionen zu entfernen, würde es 400 000 Anlagen wie in Hinwil brauchen. Und das reicht noch lange nicht. Honegger schätzt die langfristigen Kosten für die nötige globale CO2-Entfernung grob auf 2000 Milliarden US-Dollar – pro Jahr. Das sind über zwei Prozent der heutigen globalen Wirtschaftsleistung. Wer soll das finanzieren? Diese Frage macht den beiden Klimaexperten am meisten Sorgen. Und im Gegensatz zu erneuerbarer Energie gebe es für die CO2-Entfernung heute keinen Markt, sagt Honegger. Patt pflichtet bei: «Niemand hat Interesse an DAC, wie man Interesse an einer Solaranlage auf dem eigenen Dach hat. Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Markt dieses Problem lösen kann.» Der ETH-Professor ist deshalb überzeugt, dass es eine international koordinierte, öffentliche Finanzierung braucht: «Wie bei den Militärausgaben: Die Staaten müssen einen Prozentsatz ihres Budgets dafür reservieren.»

«Güsel-Blööterli» fürs Klima?

Im Dezember veröffentlichte die Firma Coca-Cola, der das Valser Mineralwasser gehört, eine Medienmitteilung: «Valser wird weltweit als erste Marke die neue Technologie von Climeworks nutzen, mit welcher CO2 aus der Luft gewonnen und zur Verwendung in Getränken aufbereitet werden kann.» Unterstützt werde das Ganze vom Bundesamt für Umwelt (Bafu) und vom Klimafonds Stadtwerk Winterthur. Tönt ja toll: Können wir jetzt Negativemissionen erzeugen, indem wir Mineralwasser trinken? Leider nein: Anders als wenn es in Island zu Stein wird, wird das CO2 so der Atmosphäre nicht dauerhaft entzogen. Die Bläschen im Wasser steigen an die Oberfläche, und auch der vom Körper beim Trinken aufgenommene Kohlenstoff wird früher oder später wieder ausgeschieden.

Die Medienmitteilung macht das allerdings nicht klar. Sie klingt, als wäre sie bewusst unscharf formuliert: «Climeworks liefert reines, aus der Luft gefiltertes CO2 an ihre Kunden, wobei sie ihnen gleichzeitig die Möglichkeit bietet, ihre Emissionen rückgängig zu machen», heisst es darin zum Beispiel. Mit «gleichzeitig» sei gemeint, dass die Kunden zusätzlich die Möglichkeit hätten, Negativemissionen zu kaufen, sagt Climeworks auf Anfrage. Ebenso unscharf ist das Zitat von Climeworks-Mitgründer Jan Wurzbacher: Man sei begeistert, «mit einem Marktführer in der Getränkebranche im Rahmen unseres übergreifenden Zieles zusammenzuarbeiten, ein Prozent der weltweiten CO2-Emissionen bis 2025 zu entfernen». Wer sich nicht genauer mit DAC und Negativemissionen beschäftigt hat, kann beim Lesen durchaus zum Schluss kommen: Valser Wasser trinken hilft dem Klima.

Und so verstanden es dann auch einige EmpfängerInnen der Medienmitteilung: «Warum ‹Güsel-Blööterli› dem Klima helfen», titelte der «Blick». Auch die Medienverantwortliche von Coca-Cola selbst scheint den Unterschied nicht zu verstehen, wenn sie auf Anfrage der WOZ antwortet: «Dank der Zusammenarbeit mit Climeworks können wir nun aus der Luft gefiltertes CO2 aus einer nachhaltigeren Quelle verwenden und gleichzeitig damit CO2 aus der Luft entfernen.»

Eine ähnliche Unschärfe prägt die Climeworks-Website. Infos über das Islandprojekt und den Verkauf von CO2 an Gewächshäuser und die Getränkeindustrie stehen nebeneinander, ohne dass klar unterschieden wird, dass das eine mit Negativemissionen zu tun hat, das andere nicht. Auf diese Unschärfe angesprochen, nimmt Climeworks nicht wirklich Stellung. Die Medienstelle schreibt nur, der Weltklimarat betrachte DAC als eine Schlüsseltechnologie für die Erreichung der Pariser Klimaziele, und die Getränkeindustrie sei ein wichtiger «Enabler» für eine Anwendung im grossen Stil.

Der Umweltwissenschaftler Matthias Honegger hat Verständnis für die Kommunikation von Climeworks: «Die Firma sieht sich als Lösungsträger und legt ein entsprechendes Pathos hin. Aber sie ist eine der innovativsten Firmen in diesem Bereich. Wenn man ehrlich kommuniziert, dass das Wasser nicht das Klima rettet, aber möglicherweise einen wichtigen Zwischenschritt darstellt, ist es schon sinnvoll. Die Medienmitteilung könnte das noch deutlicher machen.» ETH-Professor Anthony Patt sieht es ähnlich: «Das Mineralwasserprojekt ist nicht direkt Klimaschutz, sondern Forschungsförderung – aber Forschungsförderung ist dringend nötig.»

Mit ähnlichen Argumenten unterstützt das Bafu die Mineralwasserpilotanlage mit einer Million Franken. Das Projekt sei einerseits ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft, andererseits ermögliche es die Weiterentwicklung der DAC-Technologie, «die langfristig für den Klimaschutz von grosser Bedeutung sein könnte», schreibt das Bundesamt auf Anfrage. Die Schweiz tue gut daran, «sich mit den Einsatzmöglichkeiten, theoretischen und realisierbaren Potenzialen, Kosten und Risiken» dieser Technologien auseinanderzusetzen. Und Climeworks bezahle während zehn Jahren acht Prozent des Umsatzes aus Kohlensäureproduktion und Anlagevertrieb an den Bund zurück.

Kreislaufwirtschaft – das klingt gut. Doch ist der Begriff hier gerechtfertigt? Bisher war die Kohlensäure für Valser Wasser ein Nebenprodukt von industriellen Prozessen, bei denen CO2 sowieso entsteht. Und vor allem: Laut der Schaffhauser Ökobilanzfirma Esu-Services verursacht schon ungekühltes, stilles Mineralwasser eine 450-mal höhere Umweltbelastung als Leitungswasser. Flaschenwasser ist Teil des Problems, nicht Teil der Lösung.

«Glücksspiel mit hohem Einsatz»

Die Diskussion über Negativemissionen verläuft seit Jahren kontrovers. 2016 veröffentlichten zwei britische Forscher, Kevin Anderson und Glen Peters, einen Text im renommierten Wissenschaftsmagazin «Science»: Sie warnten, Technologien für Negativemissionen seien keine Versicherung, sondern ein «Glücksspiel mit hohem Einsatz». Das Risiko, dass sie nicht im erwarteten Massstab funktionieren würden, sei gross. Sie befürworteten weitere Forschung zum Thema, betonten Anderson und Peters – aber klimapolitisch sei es ratsam, so zu handeln, als wären Negativemissionen nicht möglich. Manche ForscherInnen reagierten empört auf den Text, interpretierten ihn als Sabotage ihrer Bemühungen. Das ist das Problem mit Negativemissionen: Darf man Projekte hinterfragen, die sich die Rettung der Welt auf die Fahne geschrieben haben?

Man muss sogar, sagt Lili Fuhr, Referentin für internationale Umweltpolitik bei der Heinrich-Böll-Stiftung in Berlin. «Bringen uns diese Technologien auf den nötigen Transformationspfad? Nein, sie forcieren neue industrielle Strukturen, die enorm Ressourcen wie Land, Wasser und Energie verbrauchen.» Es sei kein Wunder, dass in den USA ausgerechnet Ölfirmen in DAC investierten.

Die Heinrich-Böll-Stiftung und viele weitere NGOs wie Greenpeace, Biovision und Brot für die Welt propagieren stattdessen Ökolandbau, die Restauration gestörter klimarelevanter Ökosysteme wie Wälder oder Feuchtgebiete und die Stärkung indigener Landrechte. Wundermittel seien das nicht; ein schneller Ausstieg aus der fossilen Energie sei unabdingbar, sagt Fuhr. «Manche meinen, das sei unrealistisch – aber es ist viel realistischer als diese ganzen gigantischen Grosstechnologien. Die einzige sichere Form, CO2 aus dem Verkehr zu ziehen, ist, Öl, Kohle und Gas nicht aus dem Boden zu holen.»

Torpedieren Projekte zur CO2-Entfernung den Klimaschutz? Die Sorge von Anderson, Peters und Fuhr ist berechtigt. Denn es liegt nahe, dass viele schlussfolgern werden: Wenn wir das CO2 nachträglich wieder entfernen können, müssen wir gar keine Emissionen mehr reduzieren. In den USA setzen manche Kohlekraftwerke auf CO2-Entfernung – in der Hoffnung, dadurch möglichst lange Kohle verbrennen zu dürfen. Einige haben ihre Versuche bereits wieder aufgegeben.

Climeworks betont auf Anfrage, wichtig sei beides: Emissionen reduzieren und CO2 entfernen. Auch Matthias Honegger sagt: «Wir müssen deutlich kommunizieren, dass es kein Entweder-oder sein kann.» Doch wird diese Botschaft ankommen? Climeworks werde die CO2-Entfernung allen zugänglich machen, heisst es bei der Firma. Auch PrivatkundInnen – ähnlich, wie man heute schon bei Firmen wie Myclimate Emissionen «kompensieren» kann. Und genau wie dort besteht die Gefahr, dass manche sagen: «Dann fliege ich doch noch nach New York – ich habs ja kompensiert.» Das Geschäft mit PrivatkundInnen könnte jedoch am Preis scheitern: Die Entfernung und Einlagerung einer Tonne CO2 kostet etwa 600 Franken. Bei Myclimate ist eine Tonne «Kompensation» schon ab 32 Franken zu haben. Climeworks gibt sich gelassen: «Wir gehen davon aus, dass es auch im Nachhaltigkeitskontext ein Premiumsegment gibt.»

Vielleicht ist CO2-Entfernung wirklich das Einzige, was die Katastrophe noch abwenden kann. Vielleicht hat aber auch Greta Thunberg, die berühmt gewordene sechzehnjährige Schulstreikerin aus Schweden, in einem Satz alles gesagt, was es zu diesem Thema zu sagen gibt. An einer Demo im Dezember kommentierte sie, was sie an den Klimaverhandlungen in Kattowitz über CO2-Entfernung gehört hatte: «Sie reden viel über magische Maschinen, die nicht existieren.»

* Korrigendum vom 6. Februar 2019: In der Printversion sowie in der alten Onlineversion stand ein falscher Name.
** Korrigendum vom 6. Februar 2019: In der Printversion sowie in der alten Onlineversion war nicht klar, dass «Horizon 2020» nur die Pilotanlage, nicht aber die neu geplante Anlage unterstützt.

Klimaerwärmung

Wie der Kohlenstoff aus dem Kreislauf kommt

Kohlenstoff ist essenziell: Ohne ihn gäbe es kein Leben in der heutigen Form. Mit der Fotosynthese wandeln Pflanzen Wasser und Kohlendioxid (CO2) in Sauerstoff und Zucker um. Dieser enthält Kohlenstoff und ist grundlegend für die Ernährung von Tieren und Menschen. Bei der Atmung verbrauchen Tiere, Menschen und auch Pflanzen dagegen Sauerstoff und stossen CO2 aus; dasselbe geschieht beim Verbrennen von Biomasse. So zirkuliert Kohlenstoff dauernd zwischen Boden, Lebewesen und Luft.

Seit die Menschen jedoch Kohle, Öl und Erdgas verbrennen, die aus uralten Pflanzenresten entstanden sind, kommt dieser Kreislauf gehörig durcheinander. Das CO2, das diese Pflanzen über Jahrmillionen aufnahmen, wird durch die Verbrennung schlagartig frei und führt zu immer höheren CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre. Um die Klimaerwärmung zu bremsen, müsste ein Teil des Kohlenstoffs dauerhaft aus dem Kreislauf entfernt werden. Das versucht man etwa mit Anlagen, die CO2 auffangen und unter hohem Druck in ausgebeutete Öl- oder Gaslagerstätten pumpen (Carbon Capture and Storage, CCS). Allerdings ist noch völlig unklar, wie gross die Gefahr von Lecks ist. Die Methode von Climeworks in Island ist diesbezüglich sicherer: Kohlensäure mit bestimmten Gesteinen reagieren zu lassen, sodass ein Feststoff entsteht (vgl. Haupttext oben).

Eine Idee gab in den letzten Jahren viel zu reden: Man könnte im grossen Stil Bäume pflanzen, das Holz danach in Kraftwerken verbrennen, dabei das CO2 auffangen und mit einer der erwähnten Methoden unter die Erde bringen. Die Methode klingt nach zwei Fliegen auf einen Streich: Sie liefert auch noch Energie.

Doch ist CCS überhaupt in so grossem Stil machbar? Und wo werden die Bäume gepflanzt? Um spürbar Wirkung zu zeigen, müssten sie je nach Schätzung ein- oder zweimal die Fläche Indiens bedecken – und man sollte sich nicht vielfältige Wälder, sondern industriell bewirtschaftete und gedüngte Plantagen vorstellen. Ökologisch wären diese nicht. Und genau wie der Anbau von Energiepflanzen für Agrotreibstoffe würden sie mit Sicherheit zu Landkonflikten führen – wie so oft vermutlich auf Kosten von Menschen, die für ihre Ernährung auf das umkämpfte Land angewiesen sind.

Bettina Dyttrich

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