Neben der Kohlenstoffabscheidung aus den Abgasen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen (Kohle, Gas, Öl, Holz) ist die direkte Abscheidung aus der Luft (Direct Air Capture - DAC). Bei dem Direct Air Capture-Verfahren strömt die Umgebungsluft durch ein Absorbens, das ihr einen Teil des Kohlendioxids entzieht. Hier haben sich zur Zeit zwei Verfahren (High Temperature-DAC-Verfahren und das Low Temperature-DAC-Verfahren) durchgesetzt. Mit dem DACS-Verfahren geht es um die Speicherung des aus der Luft entzogenem CO2.
Diese Verfahren sind immer noch in der Entwicklung und scheinen vielversprechend zu sein. Sie sind aber mit hohen Kosten verbunden.
Stark vereinfacht ist das DAC-Prinzip mit überdimensionalen Staubsaugern vergleichbar. Dabei werden große Luftmengen durchströmen eine Kammer mit einem CO2-Filter. Ist der Filter mit CO2 gesättigt, schließt sich die Kammer und wird erhitzt. Durch einen chemischen Prozess scheidet sich das konzentrierte Kohlendioxid ab und wird separiert.
Direct Air Capture (DAC) ist ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid (CO2) direkt aus der Umgebungsluft, also eine Technologie zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Das Grundprinzip ist, dass Umgebungsluft durch einen Filter strömt, der einen Teil des CO2 entzieht. Das gewonnene reine CO2 lässt sich anschließend für verschiedene Zwecke verwenden, z. B. zur Förderung des Pflanzenwachstums in Treibhäusern, mittelfristig fossile durch synthetische Kraftstoffe zu ersetzen oder langfristig zum Speichern im tiefen Untergrund (CCS-Technologie), also als "negative Emissionen".
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Auch das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) befasst sich mit Direct-Air-Capture-Technologien (DAC). Neben dem Einsatz von DAC zur Gewinnung von CO2 für die Weiterverarbeitung in nachgelagerten Prozessen, wird geprüft, wie viele DAC-Anlagen in Kombination mit Langfristspeichersystemen im Hinblick auf den Bedarf an negativen Emissionen für die Einhaltung des 1,5°C-Ziels erforderlich sein werden.
Grundsätzlich lassen sich DAC-Verfahren in Hoch- und Niedertemperaturverfahren unterscheiden. Während Hochtemperaturverfahren auf Basis von alkalischen Kalium- oder Natriumhydroxidlösungen als Sorbens und mit Desorptions-Temperaturen von ca. 900 °C arbeiten, werden bei Niedertemperaturverfahren Amine als Sorbens eingesetzt und die Desorptions-Temperatur liegt nur bei ca. 100 °C.
Die Hochtemperaturverfahren können aufgrund des wässrigen Sorbens als kontinuierlicher Prozess konzipiert werden. Bei den Niedertemperaturverfahren überwiegt der Einsatz von feststoffgebundenen Aminen, welche durch ihren immobilen Charakter in der Regel als Batch-Betrieb (hintereinander) umgesetzt werden.
Bei dem am ZSW entwickelten DAC-Verfahren wird eine wässrige Poylethyleniminlösung im Gegenstrom zur Luft durch einen als Gaswäscher aufgebauten Absorber geführt, so dass hier auch im Niedertemperaturbereich ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Die Zwangsdurchströmung der Luft wird mithilfe eines Gebläses realisiert. Ein vor dem Gebläse installierter Pollenfilter verhindert den Eintrag von Verunreinigungen in die PEI-Waschlösung. Im Absorber selbst wird die Phasengrenzfläche zwischen der Waschlösung und Luft durch den Einsatz einer Packung bzw. Schüttung erhöht. Die mit CO2 angereicherte PEI-Waschlösung wird zur Regeneration mittels einer Förderpumpe in den Desorber geführt, wo unter erhöhter Temperatur das CO2 aus der Waschlösung abgetrennt wird. Das noch feuchte CO2 wird in einem nachgelagerten Prozessschritt aufbereitet, indem es mithilfe einer Kondensationstrocknung entfeuchtet wird. Die CO2 abgereicherte PEI-Waschlösung wird vom Desorber wieder in den Absorber gefördert, wo der Prozess von neuem beginnt. quelle: ZSW