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Unternehmen macht CO2 mit Hilfe eines Vulkans zu Flüssigtreibstoff
Als 1976 ein geothermisches Kraftwerk begann, heißes Wasser in die karge Vulkanlandschaft der südlichen Halbinsel Islands zu spucken, verwandelten die Einheimischen den dampfenden See in ein Heilbad, das heute von einer halben Million Menschen jährlich besucht wird. Jetzt hofft ein kleines isländisches Unternehmen, mit dem Kohlendioxid aus der gleichen Anlage Gewinn zu machen.
Wärmebehandlung: Das geothermische Kraftwerk Svartsengi erhebt sich über dem hellblauen Wasser eines nahegelegenen Kurortes.
Carbon Recycling International hat eine angrenzende Anlage gebaut, die das Kohlendioxid in Methanol umwandelt, einen Brennstoff und Rohstoff für die Herstellung von Sperrholz, Farben und anderen Produkten. Es könnte das erste Unternehmen weltweit sein, das einen kommerziell praktikablen Weg zur direkten Herstellung von Flüssigkraftstoff aus Kohlendioxid demonstriert hat, der zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beitragen könnte.
Bisher funktioniert die Ökonomie jedoch nur an seltenen Orten, die über billigen Strom und billiges Kohlendioxid verfügen. Damit das Kohlendioxid-Recycling einen großen Beitrag zu den Emissionen leisten kann, brauchen wir Durchbrüche in der Katalyse und mit ziemlicher Sicherheit eine Steuer auf Kohlendioxid-Emissionen, um einen Anreiz für die Abscheidung und Nutzung des Kohlendioxids zu schaffen.
In Island betragen die Industriestrompreise nur vier Cent pro Kilowattstunde, etwa ein Drittel dessen, was die Industrie in Deutschland oder in Neuengland in den USA zahlt.
Das von der Geothermie emittierte Kohlendioxid ist zudem günstiger abzuscheiden als das Kohlendioxid aus fossil befeuerten Kraftwerken. In Kohlekraftwerken entsteht Kohlendioxid bei der Verbrennung von Kohle in Luft – das entstehende Rauchgas besteht wie Luft hauptsächlich aus Stickstoff, und die Abtrennung des Kohlendioxids ist teuer.
Geothermische Kraftwerke werden mit Wasser betrieben, das von heißen unterirdischen Gesteinen erhitzt wird, die oft mit Vulkanen in Verbindung gebracht werden. Carbon Recycling vermarktet sein Methanol Vulcanol, sagt CEO K-C Tran , weil es mit der Energie eines Vulkans hergestellt wird. Kohlendioxid entsteht durch die Zersetzung von unterirdischen Karbonatgesteinen. Die Menge an Kohlendioxid ist relativ gering – pro Kilowattstunde Strom etwa ein Zwanzigstel so viel wie bei Kohlekraftwerken. Aber die geothermische Anlage emittiert hochkonzentrierte Kohlendioxidströme, die weniger Energie und Ausrüstung zum Trennen und Abscheiden erfordern.
Um aus Kohlendioxid Methanol herzustellen, benötigen Sie eine Wasserstoffquelle, da Methanol teilweise aus Wasserstoff besteht. Wasserstoff ist auch ein eigener Kraftstoff und liefert die chemische Energie, die zur Bildung von Methanol benötigt wird. Carbon Recycling gewinnt seinen Wasserstoff, indem es Strom aus dem Geothermiekraftwerk zur Wasserspaltung nutzt. Tran sagt, dass der Prozess im nächsten Jahr profitabel sein wird, wenn die Fünf-Millionen-Liter-Methanolanlage voll ausgelastet ist.
Da das Unternehmen darüber nachdenkt, über Island hinaus zu expandieren, sucht es nach anderen Nischen. Die Wirtschaftlichkeit könnte, sagt Tran, an Orten wie Deutschland funktionieren, wo die Umweltpolitik nachts zu einer Flut von Windstrom geführt hat (siehe Audi, um Kraftstoff mit Solarstrom herzustellen).
Unterdessen suchen Forscher nach anderen Ideen, um das Kohlenstoffrecycling rentabel zu machen. Matthew Kanan , ein Chemieprofessor in Stanford, entwickelt Katalysatoren, die die Energiemenge verringern, die erforderlich ist, um Kohlendioxid in nützliche Chemikalien umzuwandeln, und die es auch ermöglichen, Chemikalien herzustellen, die wertvoller sind als Methanol, wie beispielsweise den chemischen Rohstoff Propanol. Er sagt, dass er mit dem Strompreis in Island mit weniger als 800 Dollar Strom eine Tonne Propanol (das für etwa 3.200 Dollar verkauft wird) herstellen könnte.
Der Markt für Propanol ist jedoch relativ klein. Um die großtechnische Produktion von flüssigem Kraftstoff aus Kohlendioxid rentabel zu machen, wenden sich Forscher auch der Biologie und der Gentechnik zu (siehe Diesel aus CO2 und Sonnenlicht herstellen). Oder sie konzentrieren Sonnenlicht, um Katalysatoren auf extrem hohe Temperaturen zu erhitzen, um die Reaktionen zu erleichtern (siehe Demonstration eines CO2-Recyclers ). Aber biologische Ansätze bleiben vorerst kostspielig, und Systeme, die sehr hohe Temperaturen verwenden, sind anfällig für Ausfälle.
Technologie allein wird wahrscheinlich nicht ausreichen, um Kraftstoffe aus Kohlenstoffrecycling rentabel zu machen, sagt Kanan. Damit sich aus Kohlendioxid hergestellter Kraftstoff durchsetzen kann, müssen die Regierungen wahrscheinlich den Ausstoß von Kohlendioxid verteuern. Mit Öl aus einem Brunnen könne man nicht konkurrieren, sagt er.