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Mar 13, 2023

Lernen Sie Direct Ocean Capture kennen

Ein Großteil der Diskussion über die Kohlenstoffentfernung drehte sich um die Luftabscheidung.

Ein Großteil der Diskussion über die Kohlenstoffentfernung drehte sich um die Luftabscheidung, aber auch die Meeresabscheidung, die CO2 aus der Hohen See entziehen würde, gewinnt an Bedeutung. Ein prominenter aufstrebender Akteur ist Captura Technologies, das durch eine kürzlich durchgeführte Serie-A-Finanzierungsrunde finanzielle Unterstützung von Equinor und Saudi Aramco erhalten hat. Das Unternehmen glaubt, dass es die Kosten schnell senken kann, sagt CEO Steve Oldham gegenüber Energy Intelligence in einem Interview. „Der große Vorteil der ozeanischen Kohlenstoffentfernung besteht darin, dass der Ozean bereits existiert, wirklich groß ist, ein bewährter Kohlenstoffabsorber ist und jedem kostenlos zur Verfügung steht“, sagt Oldham. Zuvor war er CEO des kanadischen Unternehmens Carbon Engineering, dem Unternehmen, das Occidental Petroleum für die Entwicklung seiner großen DAC-Ambitionen ausgewählt hatte.

Während Direct Air Capture (DAC) darauf abzielt, CO2 aus der Atmosphäre abzusaugen, zielt die Direct Ocean Capture (DOC)-Technologie von Captura darauf ab, CO2 auf ähnliche Weise, jedoch aus Meerwasser, einzufangen und es dann entweder zu nutzen oder unter der Erde zu speichern. Die Anlagen könnten entweder in Küstennähe oder vor der Küste platziert werden. Die Technologie von Captura basiert auf der Elektrodialyse, einem Prozess mit Elektrizität und Ionenaustauschmembranen, der üblicherweise zur Reinigung oder Entsalzung von Wasser verwendet wird. Im Gegensatz zu DAC – bei dem „von Natur aus viel Luft bewegt wird, wofür man Maschinen braucht“ – erfordert das Verfahren von Captura keine CO2-absorbierenden Chemikalien und deren anschließende Regeneration. „Der Ozean dient als Luftkontaktor, als Absorber, und wir haben keine Nebenprodukte“, sagt Oldham.

Effizienter Prozess

Elektrodialyse ist energieintensiv, aber Captura, das von Caltech-Wissenschaftlern gegründet wurde, verwendet ein an der Universität entwickeltes proprietäres Verfahren, das „sieben bis zehnmal effizienter ist als die derzeit beste kommerzielle Elektrodialyse“, erklärt Oldham. „Dadurch ist unser Energieverbrauch für die Elektrodialyse viel geringer, als wenn jemand nach einer Lösung mit Standardtechnologie suchen würde. Deshalb gehen wir davon aus, dass wir bei einem Drittel bis einem Viertel liegen werden.“ den Energiebedarf heutiger DAC-Systeme.“

Sowohl DOC als auch DAC sind energieintensiv, wobei ersteres das Pumpen von Wasser in das System erfordert und letzteres einen ähnlichen Aufwand mit Luft erfordert. Aber die volumetrische CO2-Konzentration im Ozean ist 150-mal höher als in der Luft – im Grunde muss man also mit DOC vergleichsweise weniger Wasser pumpen als mit Luftsaugen mit DAC, um vergleichbare Mengen an CO2 zu erhalten, sagt Oldham. „Es ist teurer, Wasser zu bewegen, aber nicht 150-mal teurer.“

Rollen von Aramco, Equinor

Captura beabsichtigt außerdem, bestehende Anlagen zum Pumpen und Filtern großer Meerwassermengen zu nutzen, beispielsweise Entsalzungsanlagen und Küstenkraftwerke. „Eines der interessanten Dinge mit Aramco als Investor ist, dass Saudi-Arabien über die weltweit größte Entsalzungskapazität verfügt“, sagt Oldham. Er glaubt, dass Aramco die Captura-Technologie in saudischen Entsalzungsanlagen einführen und dann das entstehende CO2 mit sauberem Wasserstoff kombinieren könnte, um synthetische Kraftstoffe herzustellen.

Da DOC-Anlagen auch vor der Küste liegen könnten, kann Equinor hier eingreifen. Der norwegische Ölkonzern ist ein großer Entwickler von Offshore-Windkraftanlagen. Sofern geeignete Richtlinien vorhanden sind, könnten DOC-Einheiten attraktive Abnehmer für Offshore-Windparks sein und den Bau teurer Hochspannungsverbindungen zum Ufer vermeiden, betont Oldham. „Die Idee, eine Offshore-Öl- und Gasplattform zu nutzen und sie mithilfe unserer Technologie als Plattform zur CO2-Entfernung umzufunktionieren, ist ebenfalls sehr verlockend. Und natürlich befinden sich diese Öl- und Gasplattformen auf möglichen [möglichen] Sequestrierungsstandorten.“

Captura hat eine erste Anlage mit einer Kapazität von einer Tonne pro Jahr in Newport Beach, Kalifornien, installiert, baut die nächste Anlage mit 100 Tonnen pro Jahr und geht davon aus, dass die „letzte“ Pilotanlage mit einer Kapazität von 1.000 Tonnen pro Jahr im Jahr 2024 in Betrieb genommen wird. „Das ist dann unser Plan.“ „Ein Anlagenentwickler ist bereit, mit der ersten kommerziellen Anlage fortzufahren, basierend auf der Arbeit, die wir am Entwurf großer Anlagen geleistet haben, und den Ergebnissen der Pilotanlagen“, sagt Oldham. „Wenn man es mit Carbon Engineering vergleicht, hat sich Occidental verpflichtet, die erste große Anlage zu bauen, bevor die Validierungsanlage überhaupt fertiggestellt war.“

Generell glaubt Oldham, dass DOC drei Jahre hinter DAC zurückliegt, aber „hoffentlich aufholen“ wird. Vor ein paar Jahren wurde DAC „nicht allgemein verstanden oder anerkannt“. Es ist jetzt Teil des US-amerikanischen Inflation Reduction Act (IRA) und kommt für mehrere europäische Förderprogramme infrage. Die großzügige 45Q-Steuergutschrift der USA für die CO2-Sequestrierung sei für DAC „sehr wichtig“ gewesen, sagt Oldham, aber die US-Steuerbehörde Internal Revenue Service hat kürzlich einen Aufruf zur Stellungnahme zu diesem System gestartet, auf den Captura reagierte. „Wenn das 45Q um andere Formen der technologischen Kohlenstoffentfernung wie die Ozeanabscheidung erweitert würde, dann denke ich, dass man ziemlich schnell zum Einsatz kommen wird.“

Schnelle Kostensenkung

Im Hinblick auf die Kosten ist Captura zuversichtlich, die Entfernung und Sequestrierung für weniger als 100 US-Dollar pro Tonne zu erreichen. Dies ist vergleichbar mit dem, was DAC-Unternehmen anstreben, aber Oldham glaubt, dass Captura dieses Niveau viel schneller erreichen kann, da seine Technologie weniger kapitalintensiv und modularer ist. „Grundsätzlich können wir mit der Technologie, über die wir heute verfügen, diesen Preis erreichen. Wenn uns morgen jemand mit dem Bau eines ersten Systems im industriellen Maßstab beauftragen würde, bin ich zuversichtlich, dass wir diesen Preis erreichen würden.“

Laut Wissenschaftlern absorbieren die Ozeane jedes Jahr etwa 25–30 % der menschlichen CO2-Emissionen. Die Fähigkeit der Ozeane, Kohlenstoff einzufangen und zu speichern, hat zwar die Anreicherung von atmosphärischem CO2 – und damit das Tempo der globalen Erwärmung – verlangsamt, doch dies hat seinen Preis. CO2 führt dazu, dass das Meerwasser saurer wird, was sich negativ auf das Leben im Meer, insbesondere auf Muscheln und Korallen, auswirkt. Um dieses Problem anzugehen, verspricht das DOC, dekarbonisiertes Wasser zurück in den Ozean einzuleiten und es ihm zu ermöglichen, mit minimalen Auswirkungen mehr CO2 aus der Atmosphäre zu extrahieren.