CO2 aus Luft filtern teurer als erhofft

Die Schweiz will bis spätestens 2050 klimaneutral werden. Dazu muss sie ihre Treibhausgasemissionen deutlich senken. Gemäss der Klimastrategie des Bundes gilt ein Teil dieser Emissionen – vor allem in der Landwirtschaft oder in der Industrie – als kaum vermeidbar.

Die Schweizer Klimapolitik sieht deshalb vor, fünf Millionen Tonnen CO2 aktiv aus der Luft zu filtern und dauerhaft unterirdisch zu speichern. Zum Vergleich: Weltweit müssten nach Berechnungen des Weltklimarats IPCC ab 2050 bis zu 13 Milliarden Tonnen CO2 jährlich aus der Atmosphäre entfernt werden.

Annahmen zu optimistisch

Die ETH-Forschenden nahm die Kosten genauer unter die Lupe. Wie einfach diese Ziele zu erreichen sind, hängt davon ab, ob es gelingt, die Kosten der als Direct Air Capture (DAC) bezeichneten Technologien zu senken. Das ETH-​Spin-off Climeworks betreibt eine Anlage in Island, die heute 4000 Tonnen CO2 pro Jahr absaugt. Die Kosten pro Tonne liegen dabei etwa zwischen 1000 und 1300 Dollar (903 bis 1175 Fr.). Doch wie schnell werden diese Kosten durch Skaleneffekte sinken?

ETH-​Forschende haben eine neue Methode entwickelt, um die zukünftigen Kosten verschiedener DAC-​Technologien besser abschätzen zu können. CO2 aus der Luft zu filtern wird mit zunehmender Skalierung der Technologien zwar deutlich billiger werden, aber nicht so billig, wie das manche Akteure erwarten. Statt der oft kolportierten 100 bis 300 Dollar (90 bis 118 Fr.)  pro Tonne CO2 dürfte der Preis eher bei 230 bis 540 Dollar (208 bis 488 Franken) liegen.

Drei Technologien und ihre Kosten

Die ETH-​Forschenden vergleichen mit ihrer neuen Methode die mögliche Kostenentwicklung von drei Technologien, die bereits heute CO2 aus der Luft filtern. Das Verfahren der Schweizer Firma Climeworks, bei dem ein festes Filtermaterial mit einer grossen Oberfläche CO2 bindet, könnte bis 2050 zwischen 280 und 580 Dollar (253 bis 524 Fr.) pro Tonne kosten.

Die geschätzten Kosten der beiden anderen DAC-​Technologien liegen in ähnlichen Bereichen: Für die Abscheidung von CO2 als wässrige Lösung mit Kaliumhydroxid – ein Verfahren das zum Beispiel die kanadische Firma Carbon Engineering kommerzialisiert hat –  nennen die Forschenden eine Spanne von 230 bis 540 Dollar (208 bis 488 Fr.) pro Tonne. Und für die Abscheidung mit Kalziumoxid, das aus Kalkstein gewonnen wird, liegen die geschätzten Kosten zwischen 230 und 835 Dollar (208 bis 755 Fr.). Dieses Verfahren wird zum Beispiel von der US-​amerikanischen Firma Heirloom Carbon Technologies angeboten.

Komponenten im Fokus

«Die Kostenentwicklung neuer Technologien ist vor allem dann schwer abzuschätzen, wenn es dafür kaum Erfahrungswerte gibt», schreiben die Forschenden. Dies trifft auf DAC-​Technologien zu: Sie sind noch nicht lange genug im Einsatz, um die zukünftige Kostenentwicklung auf der Grundlage vergangener Daten vorhersagen zu können. Die ETH-​Forschenden lösen dieses Problem, indem sie sich auf die Komponenten der verschiedenen DAC-​Anlagen konzentrieren und deren Kosten einzeln schätzen. Diese Komponenten liessen sie dann von 30 Experten aus der Industrie daraufhin bewerten, wie komplex ihr technologisches Design ist und wie gut sie standardisierbar sind.

Bei wenig komplexen Komponenten, die sich für die Massenproduktion eignen, gehen die Forschenden davon aus, dass die Kosten stärker fallen. Bei komplexen Teilen hingegen, die für jede Anlage neu angepasst werden müssen, dürften die Kosten nur langsam sinken. Zudem werden in DAC-​Anlagen auch bereits ausgereifte Komponenten wie Kompressoren eingesetzt, deren Kosten sich kaum mehr senken lassen. Zu den geschätzten Kosten für die einzelnen Teile kommen dann noch die Kosten für die Integration aller Komponenten sowie die Energie-​ und Betriebskosten hinzu.