Direct Air Capture (DAC) Hochtemperaturverfahren
CO₂ aus der Umgebungsluft entfernen: Hochtemperatur-Sorbentien liefern ~99 % Reinheit für Nutzung oder dauerhafte Speicherung – frei platzierbar.
Stand:
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Beim Hochtemperatur-Direct-Air-Capture (DAC) wird CO2 direkt aus der Umgebungsluft durch Chemisorption an festen Metalloxiden oder alkalischen Materialien abgeschieden. Die chemische Bindung ermöglicht eine selektive Abscheidung trotz der sehr niedrigen CO2-Konzentration in der Luft. Zur Regeneration wird das CO2-beladene Sorbens anschließend bei hohen Temperaturen (typisch 600–1000 °C) erhitzt, wobei das CO2 wieder freigesetzt und das Sorbent für den erneuten Einsatz regeneriert wird.
Das Verfahren beinhaltet folgende Prozessschritte:
- Luftkontaktierung: Umgebungsluft strömt über ein festes Sorbent oder durch eine Lösung
- CO2-Bindung: CO2 reagiert chemisch mit dem Sorbent.
- Regeneration (Hochtemperatur): Erhitzung des Sorbents setzt CO2 frei.
- Sorbent-Recycling: Das regenerierte Sorbent wird erneut eingesetzt.
SWOT-Analyse
Welche aktuellen Stärken und Schwächen hat die Technologie? Welche externen Entwicklungen (Chancen, Risiken) beeinflussen die Technologie? Gibt es Normen und Vorgaben?
Stärken
- Echte Negativemissionen durch dauerhafte CO2-Entnahme
- Sehr hohe CO2-Reinheit (≈ 99 %) - ideal für Speicherung (DACCS)
- Geringer Flächenbedarf im Vergleich zu naturbasierten Lösungen
- Unabhängig von Emissionsquellen, frei platzierbar
Schwächen
- Sehr hoher Energiebedarf, insbesondere Hochtemperaturwärme
- Hohe Kosten (heute 600–1.000 €/t CO2)
- Materialdegradation der Sorbentien (Sinterung, Zyklusstabilität)
- Abhängigkeit von CO2-freier Energie für positive Klimabilanz
Chancen
- Zentrale Rolle für Net-Zero- und Net-Negative-Ziele
- Wachsende Märkte für Carbon Removal Credits (CDR)
- Politische Unterstützung (Förderprogramme, Klimaziele)
- Kopplung mit erneuerbarer Hochtemperaturwärme (Solarthermie, elektrische Öfen, Wasserstoff)
- Skalierbarkeit für sehr große CO2-Mengen (Mt/Jahr)
- Technologischer First-Mover-Vorteil für Industrie und Standorte
Risiken
- Kostenreduktion langsamer als erwartet
- Konkurrenz durch günstigere CDR-Optionen (BECCS, Niedertemperatur-DAC)
- Akzeptanzprobleme, wenn als Ersatz für Emissionsvermeidung wahrgenommen
- Energieknappheit oder steigende Strompreise
- Risiko von Lock-in-Effekten, falls fossil betriebene DAC-Anlagen entstehen
Erfolgsbeispiel
- Heirloom Carbon Technologies (USA)
Technologie: Calcium-basierter DAC (CaO/CaCO3-Zyklus); ~900 °C (Kalzinierung); CO2-Aufnahme erfolgt passiv an der Luft (kein Ventilatorbetrieb); Regeneration in elektrischen Hochtemperaturöfen;Fokus auf dauerhafte CO2-Speicherung (DACCS). Zum Erfolgsbeispiel - Carbon Engineering (Kanada): Technologie: Hochtemperatur-DAC mit Kaliumhydroxid-Lösung und Kalzinierung; Demonstration in einer vollintegrierten Forschungs- und Entwicklungsanlage im Innovation Centre in Squamish, British Columbia. Zum Erfolgsbeispiel
- 1PointFive (USA): Technologie: Hochtemperatur-DAC auf Basis der von Carbon Engineering entwickelten Technologie; mit STRATOS entsteht in Texas die nach Unternehmensangaben weltweit größte DAC-Anlage, ausgelegt auf großskalige CO₂-Abscheidung und geologische Speicherung. Zum Erfolgsbeispiel
