Von CO2-Abfall zu wertvollem Methan und Wasserstoff
Die CO2-Abscheidung und -Speicherung könnte eine Schlüsselkomponente im Kampf gegen den Klimawandel sein. Das Konzept ist recht einfach: Eine Industrieanlage stößt CO2 aus, dieses CO2 wird abgeschieden, komprimiert und an einen Ort transportiert, an dem es wiederverwendet oder tief in der Erde gespeichert werden kann. Wo liegt also das Problem? Wie bei den meisten Dingen geht es auch hier um Geld. „Die CO2-Abscheidung, -Transportierung und -Speicherung ist ein teurer Prozess mit kaum Gewinnen“, sagt Samuel Marre, leitender Forschender am CNRS, dem französischen Zentrum für wissenschaftliche Forschung. Marre stimmt dem jedoch nicht zu. Er sieht CO2 nicht als teuren Abfall, sondern als verschenkte Chance. „Wenn CO2 tief unter der Erde in salzhaltigen Grundwasserleitern gespeichert wird, kann dieses CO2 in wertvolle Rohstoffe umgewandelt werden“, erklärt er. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts Big Mac leitet Marre Bemühungen, dieses Potenzial auszuschöpfen.
Aufwertung von gespeichertem CO2
Das Projekt wurde über den Europäischen Forschungsrat unterstützt mit dem Ziel, eine einzigartige Strategie zu prüfen, die Vorteile von gespeichertem CO2 als Rohstoff wiederherzustellen. „Bei dieser Strategie kommt ein biologischer Aufwertungsprozess zum Einsatz, mit dem große Mengen entsorgtes CO2 verwertet werden können, bevor sie sich natürlich in Karbonate zersetzen“, ergänzt Marre. Die Forschenden konzentrierten sich auf CO2, das in Grundwasserleitern gespeichert ist. Diese natürlichen Speicher enthalten Mikroorganismen, die gespeichertes CO2 ohne Sonnenlicht in wertvolles Methan umwandeln können. „Im Kern soll dieser natürliche biogeologische Kohlenstoffkreislauf mit unserer Strategie angekurbelt werden, und zwar ab dem Moment, an dem das CO2 in den Grundwasserleiter gelangt. So können wir die Treibhausgasemissionen reduzieren und eine Energieressource wiederherstellen“, merkt Marre an.
CO2 und Eisenabfälle in Wasserstoff umwandeln
Die gute Nachricht: Die Strategie funktioniert! „Wir konnten erfolgreich nachweisen, dass mit Mikroorganismen ein Teil des gespeicherten CO2 in wertvolles Methan recycelt werden kann“, so Marre. Die Forschenden zeigten auch, dass in diesen unterirdischen CO2-Speichern Wasserstoff erzeugt werden kann. „Um Methan biologisch aus CO2 zu gewinnen ist Wasserstoff erforderlich. Dieser kann in großen Mengen über Karbonisierungsreaktionen eisenhaltiger Mineralien erzeugt werden“, sagt Marre. Im Projekt wurden die Mineralien, die natürlich unter der Erde vorkommen, mit Eisenabfällen kombiniert, um sicherzustellen, dass genug Wasserstoff entsteht, um die Methanbildung aufrecht zu erhalten. Dabei wurde gleich eine weitere Abfallart aufgewertet: industrieller Eisenschrott.
Makro-Bioreaktoren für das CO2-Recycling
Mit dem Projekt Big Mac konnte gezeigt werden, dass tiefe unterirdische Umgebungen als Makro-Bioreaktoren für das Recycling von CO2 genutzt werden können. „Genau wie auf dem Kompost im Garten Mikroorganismen biologisch abbaubare Abfälle in wertvollen natürlichen Dünger verwandeln, können Grundwasserleiter CO2-Abfälle in wertvolles Methan oder Wasserstoff umwandeln“, schließt Marre. Über einen neuen ERC-Zuschuss für einen Konzeptnachweis hofft Marre, das Konzept zur Erzeugung von Wasserstoff aus CO2 und Eisenschrott weiter auszubauen.
Schlüsselbegriffe
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