Bakterien verschlingen CO2 aus Rauchgasen: Drastische Senkung des Energieverbrauchs

Mit einem neuen biotechnischen Verfahren zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus Rauchgasen sinkt der Energie bedarf um bis zu 29 Prozent. Damit könnte beispielsweise Deutschland, das zunehmend auf den Einsatz von Erdgaskraftwerken angewiesen ist, um wetterbedingte Lücken zu stopfen, die Klimagasemissionen deutlich senken. Amalie Kirstine Hessellund Nielsen, Doktorandin, und Mads Ujarak Sieborg, Postdoc am Institut für Bio- und Chemieingenieurwesen an der Universität Aarhus in Dänemark übertragen einen Teil der Aufgabe an Bakterien, die im Laufe der Evolution gelernt haben, sich von CO2 zu ernähren. Sie produzieren Kohlenstoffmonoxid (CO), das sich mit Wasserstoff in Sprit für Verbrennungsmotoren, Chemikalien oder Brennstoff für Erdgasheizungen umwandeln lässt. Der Wasserstoff soll per Elektrolyse erzeugt werden, bei der grüner Strom eingesetzt wird.

Mikroorganismen statt Erhitzen

Die klassische Methode, CO2 aus Industrie- und Kraftwerksabgasen zu entfernen, besteht aus zwei Schritten. Im ersten, der Aminwäsche, wird das entstaubte Rauchgas in eine Flüssigkeit mit Chemikalien geleitet, die CO2 an sich binden. Damit diese Chemikalien weitergenutzt werden können müssen sie von den CO2-Molekülen befreit werden. Dass geschieht durch Erhitzen auf bis zu 140 Grad Celsius, eine sehr energieintensive Prozedur. Das so freigesetzte CO2 dient als Chemierohstoff oder wird in tiefe geologische Formationen gepresst, wo es dauerhaft verbleibt und das Klima nicht mehr belasten kann.

Lernprozess dauerte Millionen Jahre

Die dänischen Wissenschaftler lassen die Trennarbeit Bakterien verrichten. „Mikroorganismen sind auf die Absorption und Umwandlung von CO2 hochspezialisiert und haben diesen Prozess über Millionen von Jahren verfeinert“, so Sieborg. „Wir nutzen dies in unseren Bioreaktoren. Anstatt Wärme zu verwenden, fügen wir Mikroorganismen hinzu, die CO2 gewissermaßen verspeisen, sodass wir Energie einsparen.“

CO2-Abtrennung ist bisher die Ausnahme

Bisher wird die CO2-Abtrennung noch nicht von vielen Branchen eingesetzt. Ausnahmen sind Biogasanlagen, in denen der Anteil an Klimagas bis zu 50 Prozent beträgt. Auch das bei der Erdgasförderung anfallende CO2 wird abgetrennt und endgelagert, etwa in Norwegen oder Nordamerika. Im normalen Rauch aus Industrieschornsteinen beträgt der Anteil von CO₂jedoch nur fünf bis zehn Prozent. Dadurch wird der Prozess sehr energieaufwändig. Bei Kraftwerken beispielsweise kann die Abtrennung des Klimagases 30 Prozent des erzeugten Stroms verschlingen.

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