CDR-Carbon Dioxide Removal

Die globale Erwärmung stellt eine der größten Herausforderungen unserer Zeit dar. Um die Klimaziele einzuhalten, reicht die bloße Reduktion von Treibhausgasemissionen nicht aus. Zusätzlich ist es notwendig, bereits vorhandenes CO₂ durch gezielte menschliche Aktivitäten aus der Atmosphäre zu entfernen und dauerhaft in geologischen und ozeanischen Reservoiren oder in Produkten zu speichern. Dieser Prozess wird als Carbon Dioxide Removal (CDR) bezeichnet.

Zu den bekanntesten CDR-Methoden zählen unter anderem Aufforstung, die Wiedervernässung von Mooren oder die Nutzung von Biomassebrennstoffen in Verbindung mit CO₂-Speicherung (BECCS, siehe Pfad II). Bei allen CDR-Methoden wird atmosphärisches CO₂ aufgenommen und dauerhaft gebunden oder gespeichert.
Gleiches geschieht beim Prinzip der Karbonatisierung, eine Art der mineralischen CO₂-Speicherung, bei der CO₂ permanent gebunden und in Kalkstein umgewandelt wird. Damit ermöglicht Kalk eine Vielzahl an CDR-Anwendungen.

CDR ist ein unverzichtbarer Bestandteil der globalen Klimastrategie und Kalkprodukte sind dabei nicht nur ein wichtiger Baustein in CO₂-negativen Baustoffen, sondern auch ein wesentliches Element in innovativen Verfahren wie z.B. Ozeanalkalinisierung oder DACCS. Aufgrund der großen Kalkvorkommen sind kalkbasierte CDR-Methoden in ihrem Anwendungsumfang nahezu unbegrenzt. Das Potential für Negativemissionen ist damit immens.


Alkalinitätserhöhung:

Die Ozeane gelten als die größten CO₂-Speicher der Erde, da sie Kohlendioxid (CO₂) hauptsächlich in Form von Bikarbonat- und Karbonationen binden. Die Methode der ozeanischen Alkalinitätserhöhung zielt darauf ab, die Kapazität der Ozeane zur CO₂-Aufnahme zu steigern. Dies geschieht durch die Zugabe von alkalischen Stoffen, wie z.B. Kalk, die die Alkalinität des Meerwassers erhöhen. Auf diese Weise wird das natürliche Potenzial der Ozeane zur CO₂- Aufnahme verstärkt. Das gebundene CO₂ bleibt stabil im Meerwasser, was die Alkalinitätserhöhung zu einer vielversprechenden Methode mit großem Potential zur Eindämmung des Klimawandels macht.
Auf Seite 26 ist unser Engagement in der BMBF-Forschungsmission CDRmare beschrieben. Hier wird untersucht, in welchem Umfang der Ozean eine wesentliche Rolle bei der Entnahme und Speicherung von CO₂ aus der Atmosphäre spielen kann.

Beschleunigte Verwitterung von Gesteinen:

Die beschleunigte Verwitterung von kalkhaltigen Gesteinen ist ein Prozess, bei dem die natürliche Verwitterung von Gesteinen, die hauptsächlich aus Kalziumkarbonat (CaCO₃) bestehen, durch menschliche Intervention intensiviert wird. Ziel ist es, die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der diese Gesteine CO₂ aus der Atmosphäre aufnehmen und binden.

BECCS:

Wie in Pfad II beschrieben, bietet die Kalkherstellung die perfekten Voraussetzungen für BECCS als CDR-Methode. Damit ist BECCS fester Bestandteil der zukünftigen Kalkherstellung.


CO₂-negative Baustoffe:

Hierbei handelt es sich um Baustoffe, die mehr CO₂ während ihrer Lebensdauer binden, als sie emittieren. Kalk dient als Grundlage vieler Baustoffe und trägt mit seiner Karbonatisierung zur Aufnahme von CO₂ bei.


DACCS:

Im Bereich DACCS handelt es sich um eine Kalkherstellung einzig und allein im Sinne des Klimaschutzes. Die Firma Heirloom Carbon Technologies verdeutlicht dieses Konzept besonders anschaulich. Kalkstein wird mit erneuerbarer Energie zu Kalk gebrannt und das CO₂ aus dem Brennprozess unterirdisch gespeichert. Der Branntkalk wird daraufhin auf Trägern verteilt und ausgelegt. Das Material auf den Trägern wird der Umgebungsluft ausgesetzt, wodurch binnen weniger Tage die Karbonatisierungsreaktion stattfindet und der Kalk unter Einbindung von atmosphärischem CO₂ zu Kalkstein reagiert. Die Kalksteine auf dem Träger können dann erneut im Ofen gebrannt werden und geben dabei das aus der Atmosphäre aufgenommene CO₂ ab, welches direkt verpresst wird. Diese Schleife lässt sich beliebig oft wiederholen, wobei der Stein dauerhaft im Kreis geführt wird. Somit findet das Kalkbrennen nicht zur Herstellung von klassischen Kalkprodukten statt, sondern ausschließlich zur CO₂-Abscheidung aus der Atmosphäre.
 

Das Potential von gezielter atmosphärischer CO₂-Entnahme durch Kalkprodukte ist nahezu unbegrenzt