Forschung zur CO2-Entnahme aus der Atmosphäre: Erste Fortschritte der CDRterra-Projekte
Wie sieht der aktuelle Forschungsstand zu neuen Methoden aus, um das klimaschädliche Treibhausgas CO2 aus der Atmosphäre zu entnehmen? Auf der CDRterra-Vollversammlung berichteten zehn vom BMBF geförderte Projekte von ihren aktuellen Forschungen.
Deutschland strebt bis 2045 Klimaneutralität an. In erster Linie müssen dazu die Emissionen von Treibhausgasen weiterhin deutlich reduziert werden. Zusätzlich suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach neuen Methoden, um Kohlendioxid aktiv aus der Atmosphäre zu entnehmen. Dieser Herausforderung stellen sich die zehn CDRterra-Forschungsprojekte, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt rund 21 Millionen Euro fördert.
Das übergeordnete Ziel aller Projekte: durch sogenannte CDR-Methoden (CDR = Carbon Dioxide Removal) aktiv CO2 aus der Atmosphäre entziehen und langfristig speichern. Die Forschenden untersuchen dabei ganz unterschiedliche Ansätze. Auf der CDRterra-Vollversammlung vom 22. bis 24. Mai 2023 trafen sich in der Nähe von Kassel über 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und stellten den jeweiligen Zwischenstand der Projekte vor. So konnten die Forschenden von den neuen Erkenntnissen der anderen Projekte profitieren. Forschungsministerin Bettina Stark-Watzinger eröffnete die Veranstaltung und betonte in ihrem Grußwort, wie wichtig die Forschungsergebnisse auch für die Politik seien: „Ihre Erkenntnisse finden direkt Eingang in die Diskussionen von uns Politikern. Ihre Forschungsergebnisse sind das Fundament unserer Langfriststrategie zum Umgang mit unvermeidbaren Restemissionen."
Neue, nachhaltige Technologien zur CO2-Entnahme aus der Atmosphäre
Wie groß die Bandbreite der CDRterra-Projekte ist, zeigt ein Blick auf das Themenspektrum: So erforscht beispielsweise das vom BMBF geförderte Projekt NETPEC, wie mit künstlicher Photosynthese CO2 aus der Atmosphäre entnommen und in langfristig lagerfähiges Material umgewandelt werden kann. Ziel ist es, ein umgewandeltes CO2-Endprodukt – wie etwa sogenanntes Oxalat, organische Minerale oder Kohleflocken – zu erhalten, das sicher und unschädlich für Mensch und Natur ist. Für eine mögliche Langzeitlagerungen dieses Produkts führt das NETPEC-Projektteam zudem geologische Untersuchungen durch. So sollen die geologischen Voraussetzungen für eine solche Einlagerung evaluiert werden. Aktuell wird ein erstes Verfahren zur Umwandlung von CO2 durch künstliche Photosynthese entwickelt und auf Effizienz und Einsatzfähigkeit getestet.
Ein weiteres Projekt kombiniert bereits zwei erprobte CDR-Methoden und untersucht, wie diese optimal verknüpft werden können: Bei der einen Methode wird CO2 aus der Atmosphäre in Pflanzenkohle gebunden, bei der anderen wird durch die Verwitterung von Gestein Kohlendioxid gebunden. Durch die Kombination beider Methoden will das CDRterra-Projekt PyMiCCS die CO2-Bindung insgesamt erhöhen und gleichzeitig die Qualität landwirtschaftlicher Böden verbessern. Denn: Das zermahlene, CO2-bindende Gesteinsmehl kann als Dünger für landwirtschaftliche Böden genutzt werden. Ein Vorteil von Pflanzenkohle ist, dass sie zum Beispiel zur Steigerung des Wasserhaltevermögens im Boden beiträgt. Derzeit forscht das PyMiCCS-Projektteam an verschiedenen „Säulenversuchen": In Säulen werden unterschiedliche Kombinationen von Bodenmaterial, Gesteinsmehl, Pflanzenkohle und PyMiCCS-Produkten (Biomasse und Gesteinsmehl gemischt und dann pyrolysiert) untersucht. So können die Forschenden vergleichen, wie sich der Kohlenstoffgehalt in den Böden verändert. Das Experiment startet mit einem tropischen Boden, der sehr nährstoffarm ist und von der Applikation von Pflanzenkohle und/oder Gesteinsmehl vermutlich am meisten profitieren kann (siehe Foto). Später wiederholen die PyMiCCS-Forschenden diese Experimente mit einem lehmigen und einem sandigen Boden, die in Deutschland weit verbreitet sind.
Auch die acht weiteren Projekte stellten die aktuellen Zwischenstände ihrer Forschung auf der CDRterra-Vollversammlung dar und regten so den gemeinsamen Fachaustausch für eine möglichst effektive CO2-Entnahme an.