Pionierlösungen

Mineralisierung

Umwandlung von Kohlenstoff in ein Mineral, das dauerhaft gespeichert werden kann

Eine Ansammlung von sich verfestigenden Mineralien, die langsam eine dunkelgraue Farbe annehmen

Dauerhaftes Entfernen von Kohlenstoff

Wenn Kohlendioxid mit bestimmten Gesteinsarten in Berührung kommt, wird CO₂ durch chemische Reaktionen in ein festes Mineral umgewandelt. Das CO₂ wird eingeschlossen, wodurch es dauerhaft aus der Atmosphäre entfernt wird.

Dieser faszinierende Vorgang findet auf ganz natürlichem Wege statt. Natürliche Gesteinsverwitterung gibt es schon immer. Dadurch werden jedes Jahr etwa eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernt. Doch Wissenschaftler untersuchen derzeit, wie man diesen Prozess beschleunigen und skalieren kann, um die Menge von CO₂ zu maximieren, die wir auf diese Weise dauerhaft lagern können. Dieser Prozess ist unter vielen Namen bekannt, wie z. B. Enhanced Rock Weathering (beschleunigte Gesteinsverwitterung) und CO₂-Mineralisierung – und es ist ein spannendes neues Forschungsgebiet. Mehrere Methoden sind denkbar: Es ist möglich, CO₂ in Gestein tief unter der Erde einzuspeisen (so wie Climeworks es mit dem aufgenommenen Kohlenstoff macht), oder man kann die Erdoberfläche benutzen.

Ein Gestein, das Kohlenstoff besonders gut aufnimmt, ist Olivin, ein grünliches Mineral mit einem hohen Anteil an Magnesium und Eisen. Wenn es zu Gesteinsstaub zermahlen wird, kann man es über Land oder Wasser streuen, so dass es mit viel CO₂ in Kontakt kommt und es aufnimmt. Je feiner das Gestein ist, desto mehr Fläche steht dem CO₂ zur Verfügung. Doch leider ist die Herstellung in den meisten Fällen auch mit höheren Kosten und einem größeren Energieaufwand verbunden. Im Moment wird für den Prozess der Veredelung von Olivin so viel Energie benötigt, dass dadurch bis zu 80 % der positiven Effekte wieder zunichte gemacht werden. Aber wenn man es richtig und in großem Umfang macht, könnte man damit jedes Jahr schätzungsweise zwei Milliarden Tonnen von CO₂ aufnehmen.Fußnote 1

Ein vielversprechender Weg zur Mineralisierung ist die Bergbauindustrie. Zerkleinerte Bergbauabfälle, sogenannte Tailings, könnten eine effektive Methode sein, um CO₂ zu lagern und diese Industrie zu dekarbonisieren. Man könnte die CO₂-Emissionen aus dem Bergbau aufnehmen und sie dann direkt vor Ort auf den Rückständen der Mine zur dauerhaften Lagerung verteilen.

Zerkleinerte Bergbauabfälle sind vielleicht ein effektiver Weg, um CO₂ zu lagern

Überall auf der Welt liegen riesige Mengen von Bergbauabfällen brach. Einige von ihnen werden derzeit getestet. Wenn diese Tests zeigen, dass Potenzial für das Direct Air Capture-Verfahren vorhanden ist, wäre dies eine riesige Chance für die Entfernung von Kohlenstoff, die Unternehmer und Bergbaufirmen nutzen könnten.

Ein Großteil dieser Forschungsarbeiten wurde allerdings in Labors durchgeführt, mit sehr wenigen Praxistests. Es gibt noch keine konkreten Pläne für diese Branche, und es sind noch viele Fragen in Bezug auf die Kosten, die Skalierbarkeit und die möglichen Auswirkungen offen. Wir haben noch keine Investitionsmöglichkeiten in diesem Bereich gefunden, aber wir werden diesen vielversprechenden Sektor auf jeden Fall im Blick behalten und haben 3 % unseres Fonds dafür reserviert. Wir hoffen, an dieser Stelle bald Updates dazu geben zu können.

Unternehmen im Spotlight

Heirloom

Sedimentäre Gesteinsformationen sind mit Abstand die weltweit größten Speicher für Kohlenstoff mit über 1.000 Mal mehr Kapazität als alle anderen Kohlenstoffsenken. Auf der geologischen Zeitskala betrachtet geht Kohlenstoff langsam aus der Atmosphäre in Gesteinsform über und bildet irgendwann Karbonatmineralien, die stabil und sicher tief in der Erdkruste sitzen. Aber wir haben nicht Millionen Jahre Zeit, um den Klimawandel zu entschleunigen, sondern nur ein paar wenige Jahre. Heirloom wurde gegründet mit dem Ziel, das Potenzial dieses natürlichen Vorgangs auszuschöpfen und zu beschleunigen, um das atmosphärische Gleichgewicht wiederherzustellen.

Im ersten Schritt verteilt Heirloom dünne Schichten reaktiver Oxide auf Schalen und stapelt diese aufeinander. Das maximiert die mineralische Oberfläche, die mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt. Das Unternehmen konnte die Geschwindigkeit beschleunigen, mit der diese Mineralien CO₂ aufnehmen: Was in der Natur mehrere Jahre dauert, vollzieht sich in nur zwei Wochen. Haben die Mineralien CO₂ wie ein Schwamm aufgesogen, werden sie in einem elektrischen Brennofen erhitzt und geben CO₂-Moleküle ab. Dieses CO₂ wird dann aufgefangen und dauerhaft unterirdisch gespeichert. Die übrigen Mineralien aus dem Brennofen lassen sich recyclen und in dünnen Schichten verteilen, sodass der Kreislauf sich kontinuierlich fortsetzen lässt.

In großem Maßstab könnte dieses Verfahren günstiger als das traditionelle Direct Air Capture-Verfahren und insgesamt auch energiesparender sein. Die von Heirloom verwendeten Mineralien sind in großen Mengen verfügbar, und das Verfahren basiert darauf, dass diese Mineralien passiv mit Luft in Kontakt kommen. Es setzt also nicht auf Ventilatoren mit hohem Energiebedarf, die Luft einsaugen.

Seit der Einrichtung unseres Fonds waren wir auf der Suche nach einer vielversprechenden Lösung auf Grundlage von Mineralisierung , um sie in unser Portfolio aufzunehmen. Mitte 2020 trat Heirloom im Entrepreneur in Residence Fellowship von Carbon180 in Erscheinung und präsentierte sich als marktreife Lösung. Alles andere ist Geschichte.

Shopify hat zugesagt, 400 Tonnen entfernten Kohlenstoff von Heirloom zu kaufen. Dieser nicht unerheblichen Umsatz unterstützt das Unternehmen bei seiner Anschubfinanzierung. Der Plan besteht darin, bis 2035 1 Mrd. Tonnen Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre zu entfernen.

„In ein paar wenigen Jahrzehnten muss das Ausmaß der Kohlenstoffentfernung 2-3 Mal so groß sein wie die Ölbranche“, so Shashank Samala, CEO von Heirloom. „Wir dürfen die Fehler der Vergangenheit nicht wiederholen und brauchen kompromisslose Ansätze. Die dauerhafte, kompakte und umweltgerechte Entfernung von Kohlenstoff in großem Umfang zu erschwinglichem Preis ist möglich. Und genau daran arbeiten wir.“