CO2 als Treibstoff: Eine mögliche Alternative?
Verschiedene Ansätze
Angesichts der drängenden Herausforderungen des Klimawandels suchen Forscher und Ingenieure weltweit nach nachhaltigen Lösungen für den Transportsektor. Eine vielversprechende Idee, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist die Verwendung von CO2 als Treibstoff.
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Seit wann wird diese Methode erforscht?
Die Idee, CO2 als Rohstoff und Treibstoff zu nutzen, wird bereits seit einigen Jahren erforscht. Forscher haben erkannt, dass CO2 als klimaschädliches Gas nicht nur eine Gefahr für die Umwelt darstellt, sondern auch ein wertvoller Rohstoff sein kann.
Die Untersuchungen begannen vor allem mit der Suche nach Möglichkeiten zur Speicherung von CO2 unter der Erde, um die Emissionen zu reduzieren. Doch inzwischen haben Wissenschaftler erkannt, dass CO2 in anderen Branchen und Industriezweigen ebenfalls von großem Nutzen sein könnte.
Wie ist der Stand der Technik und Forschung?
Aktuell steht die Technologie zur Speicherung von CO2 unter der Erde, bekannt als CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage), in Deutschland vor einer möglichen Zulassung. Dabei wird das CO2 aus Kraftwerken oder Industrieanlagen abgeschieden und unterirdisch gelagert, um die Treibhausgasemissionen zu verringern. Allerdings ist diese Methode aufgrund von Bedenken von Umweltschützern und Protesten gegen unterirdische CO2-Lagerstätten umstritten und wird von Vertretern der Energiebranche eher skeptisch betrachtet.
Parallel dazu haben Forscher erkannt, dass CO2 als Rohstoff in verschiedenen Industriezweigen genutzt werden kann. Es wird bereits erfolgreich zu Harnstoff für die Kunstdüngerherstellung und zu Aspirin verarbeitet. Neue Technologien ermöglichen es außerdem, CO2 in einem mehrstufigen Verfahren mit Wasserstoff zu Sprit umzuwandeln – der könnte dann beispielsweise als Treibstoff für Autos und Flugzeuge dienen.
Welche Ansätze gibt es?
Die Forschung konzentriert sich auf verschiedene Ansätze zur Nutzung von CO2. Einerseits geht es darum, CO2 unter der Erde zu speichern, um die Emissionen zu reduzieren. Andererseits forschen Wissenschaftler intensiv daran, CO2 als Rohstoff für verschiedene chemische Prozesse einzusetzen. Dabei wird es mithilfe von speziellen Katalysatoren und Reaktoren aktiviert, um neue chemische Verbindungen wie Kohlenwasserstoffe zu erzeugen. Diese können dann als Grundstoffe für Kunststoffe, Schaumstoffe oder sogar als Treibstoff verwendet werden.Ein vielversprechender Ansatz ist auch die direkte Umwandlung von CO2 und Wasserstoff in Kraftstoffe wie Methanol, Benzin oder Kerosin mithilfe von Solarenergie. An der Standford Universität arbeiten etwa Forscher an Verfahren, bei denen CO2 und Wasser aus der Luft abgeschieden werden, um dann durch solar-thermochemische Prozesse in Treibstoffe umgewandelt zu werden.
Wobei gibt es aktuell noch Probleme?
Trotz der vielversprechenden Forschung und Fortschritte gibt es noch einige Herausforderungen. Zum einen müssen die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Technologien verbessert werden, um eine breite Anwendung zu ermöglichen. Zum anderen ist die Integration von erneuerbaren Energien ein weiterer Faktor. Einige der chemischen Prozesse zur Umwandlung von CO2 erfordern darüber hinaus hohe Temperaturen, was den Energieaufwand erhöht. Auch die Sicherheit und Nachhaltigkeit der Technologien müssen berücksichtigt werden, um Umweltauswirkungen zu minimieren.
Ausblick auf die Zukunft
Die Forschung im Bereich der CO2-Nutzung als Treibstoff und Rohstoff zeigt vielversprechende Ergebnisse. Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass diese Technologien in den kommenden Jahren weiter verbessert werden. Vor allem die Kombination von erneuerbaren Energien wie Solarenergie mit der direkten Umwandlung von CO2 in Kraftstoffe könnte eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen bieten.
Daher sind Ansätze wie etwa von Wissenschaftlern der ETH Zürich interessant: Diese haben bereits 2019 eine solare Anlage gebaut, mit der sich synthetische flüssige Treibstoffe herstellen lassen, die bei der Verbrennung nur so viel CO2 freisetzen, wie zuvor der Luft entnommen wurde. CO2 und Wasser werden dabei direkt aus der Umgebungsluft abgeschieden und mit Solarenergie aufgespalten. Das Produkt ist Syngas, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das anschließend zu Kerosin, Methanol oder anderen Kohlenwasserstoffen verarbeitet wird. Diese können direkt in der bestehenden globalen Transportinfrastruktur verwendet werden.
FAZIT:
Die Nutzung von CO2 als Treibstoff und Rohstoff bietet vielversprechende Möglichkeiten für eine nachhaltigere Zukunft – besonders im Transportsektor. Fortschritte in der Forschung zeigen, dass diese Technologien weiter verbessert werden können, besonders in Kombination mit erneuerbaren Energien. Trotz einiger Herausforderungen besteht die Zuversicht, dass CO2-basierte Lösungen eine vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellen.
