Um die Klimaziele zu erreichen, werden in zahlreichen Szenarien und Strategien sogenannte negative Emissionen diskutiert. Negative Emissionen umfassen die Entfernung von Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre und dessen langfristige Speicherung. Eine mögliche Technologie ist die direkte Entfernung von CO2 aus der Luft, auch als Direct Air Capture (DAC) oder Direct Air Carbon Capture and Storage (DACCS) bezeichnet, wenn anschließend gespeichert wird.
In ihrem Artikel analysieren Simon Block und PD Dr. Peter Viebahn vom Sectors and Technologies Research Unit des Wuppertal Institute sowie Prof. Dr. Christian Jungbluth vom NOWUM-Energy Institute an der Fachhochschule Aachen den Einsatz eines “niedrigtemperaturigen” DAC-Prozesses in mehreren Fallstudien für Nord-, Zentral- und Süddeutschland. Insbesondere betrachteten sie den Ressourcenverbrauch (Energie, Wasser und Land) und die Kosten, die erforderlich wären, um 20 Megatonnen CO2 pro Jahr zu entfernen und zu speichern.
Die Autoren stellten fest, dass die Erzeugung der großen Mengen an Strom und Wärme, die für den Einsatz von DAC erforderlich sind, insbesondere zu einem hohen Flächenbedarf führt. Rund 46 Prozent des elektrischen Energiebedarfs entfallen daher auf den Betrieb von Luft-Wasser-Wärmepumpen, die Elektrizität aus Photovoltaik oder Windkraft nutzen, um den Wärmebedarf des DAC-Prozesses zu decken. Insgesamt würden DAC-Systeme im Jahr 2045 1,4 Prozent des gesamten Strombedarfs in Deutschland ausmachen.
Aufgrund des niedrigen DAC-Temperaturniveaus von 100 Grad Celsius sehen die Autoren insbesondere die Nutzung von vorhandener Abwärme als eine Möglichkeit, den elektrischen Energiebedarf zu reduzieren. Die Investitionskosten für das DAC-System machen jedoch mehr als 60 Prozent der spezifischen CO2-Entfernungskosten aus.
Die Autoren haben spezifische Kosten von 125 bis 138 Euro pro Tonne entferntem CO2 berechnet. Wenn der Transport und die Speicherung des CO2 in geologischen Speichern unter der Nordsee berücksichtigt werden, steigen die Kosten auf 161 bis 176 Euro pro Tonne CO2. Dies entspricht ungefähr dem prognostizierten Preis von 160 Euro pro Tonne CO2 im Emissionshandelssystem der Europäischen Union für 2030.
Da es weltweit nur wenige kleine DAC-Anlagen gibt, unterliegen alle Annahmen und die daraus resultierenden Ergebnisse einem hohen Grad an Unsicherheit. Die Autoren weisen daher auf weiteren Forschungsbedarf hin und skizzieren ein Forschungsprogramm für DAC, das insbesondere die Auswirkungen auf das Energiesystem hervorheben und eine ganzheitliche Bewertung der zukünftigen Implementierung in Deutschland bieten sollte.
