Baustein für die Energiewende

Erste Direct Air Capture-Anlage in der Metropolregion Hamburg in Betrieb genommen.

Die Anlage am Technologiezentrum Energie-Campus des Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) filtert Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft. Dieses wird in einen Power-to-Gas-Prozess integriert. Hier geht es zum Livestream zur jetzigen Eröffnung der Direct Air Capture Anlage von 10 bis 13 Uhr: https://cc4e.gr-live.de/

Die erste Direct Air Capture-Anlage in Norddeutschland ist in Betrieb: Den Startschuss gaben heute am Technologiezentrum Energie-Campus (TEC) des Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank, Umweltsenator Jens Kerstan und Prof. Dr. Micha Teuscher, Präsident der HAW Hamburg.

Die Anlage ist ein wichtiger Baustein, zukünftig CO2-Quellen für die Dekarbonisierung zu nutzen. Sie filtert Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft, bereinigt es und leitet das so gewonnene Kohlendioxid zusammen mit Wasserstoff aus der Elektrolyse in einen Bioreaktor. Darin wandeln spezielle anaerobe Einzeller, sogenannte Archaeen, die beiden Gase in Methan um – das später zum Beispiel in einem Heizkraftwerk Strom und Wärme erzeugen kann, wenn die Stromproduktion aus Windkraft und Photovoltaik zu niedrig ist. Der Prozess ist CO2-neutral: Die Verbrennung des erzeugten Methans setzt nur genauso viel CO2 frei, wie die Direct Air Capture-Anlage zuvor der Atmosphäre entnommen hat.

Katharina Fegebank, Senatorin für Wissenschaft, Forschung, Gleichstellung und Bezirke: „Der Klimawandel ist die Herausforderung unserer Zeit. Das hat uns der vergangene Woche veröffentlichte IPCC-Report des Weltklimarats noch einmal deutlich vor Augen geführt. Um die Erderwärmung zu verlangsamen ist die Reduzierung von CO2-Emissionen in der Umgebungsluft entscheidend. Lösungsansätze wie der des Closed Carbon Loops können mithilfe Norddeutschlands erste Direct Air Capture Anlage die Energiewende entscheidend voranbringen. Das Competence Center für erneuerbare Energien der HAW Hamburg entwickelt sich zu einem großen Player in der Erforschung neuer regenerativer Energien und das zeigt einmal mehr, dass der Wissenstransfer zwischen Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft entscheidend für Innovationen ist, aber auch entscheidend für unsere Zukunft.“

Jens Kerstan, Senator für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft: „Wir müssen Hamburg smart, klimafreundlich und widerstandsfähig gegenüber den Folgen des Klimawandels aufstellen. Damit unsere Stadt zukunftsfähig bleibt. Ein wichtiger Baustein stellt das effiziente Zusammenspiel von Forschung und Politik dar. Neue Energiewende-Technologien müssen erprobt und bewertet werden, was hier an der HAW Hamburg – unter anderem mit diesem Projekt – eindrucksvoll unter Beweis gestellt wird. Ich hoffe sehr, dass sich diese Technologie in naher Zukunft auch im großen Maßstab einsetzen lässt – das wäre ein kaum zu unterschätzender Beitrag aus Hamburg für die weltweiten Bemühungen um mehr Klimaschutz.“

Prof. Dr. Micha Teuscher, Präsident der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg): „Als fakultätsübergreifende wissenschaftliche Einrichtung der HAW Hamburg ist das CC4E eine der bedeutendsten wissenschaftlichen Einrichtungen für die Energiewende in Norddeutschland. Mit der heutigen Eröffnung der ersten Direct Air Capture-Anlage in Norddeutschland bestätigt sich einmal mehr die Vorreiterrolle der HAW Hamburg in Sachen Erneuerbare Energien und Klimaneutralität. Die Suche nach wirksamen und nachhaltigen Lösungen für eine erfolgreiche Energiewende bleibt unverzichtbar. Das hat nicht zuletzt der vor wenigen Tagen vorgelegte aktuelle Bericht des Weltklimarats unterstrichen.“

Prof. Dr.-Ing. Hans Schäfers, stellvertretender Leiter CC4E und Leiter des Technologiezentrums Energie-Campus: „Um bis zum Jahr 2045 Klimaneutralität zu erreichen, ist die Kombination unterschiedlichster Technologien im Bereich von geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen und negativer CO2-Emissionen notwendig. Mit der neuen Direct Air Capture-Anlage können wir nun hier am TEC an direkter Kohlenstoffabscheidung für stark vernetzte Sektorkopplungs- und Power-to-Gas Technologien forschen. Im Projekt Closed Carbon Loop erreichen wir einen geschlossenen CO2 Kreislauf und damit Klimaneutralität. Zukünftig wollen wir zeigen, wie sich auf diese Weise und mit Hilfe erneuerbarer Energien auch negative CO2 Emissionen erreichen lassen.“

Die neue Direct Air Capture-Anlage gehört zum Teilprojekt „ClosedCarbonLoop“ der Projektpartnerschaft X-Energy. Zusammen mit 16 regionalen und überregionalen Unternehmenspartnern arbeiten Professor*innen aller Fakultäten der HAW Hamburg im Rahmen von X-Energy interdisziplinär daran, das lastgeführte Stromsystem in ein überwiegend erzeugungsgeführtes, flexibles umzugestalten.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Das Projekt ClosedCarbonLoop wird im Rahmen der Projektpartnerschaft X-Energy vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. In dem Projekt bauen Forscher*innen der HAW Hamburg zusammen mit dem Kooperationspartner Climeworks ein Direct Air Capture-Verfahren zur CO2-Adsorption auf und integrieren es in einen bestehenden Power-to-Gas-Prozess am CC4E Technologiezentrum Energie-Campus. Mit einem großen Ventilator wird dabei Umgebungsluft durch ein hochselektives Adsorptionsmaterial im Inneren des Kollektors geleitet. An der Oberfläche dieses Materials lagern sich durch Chemisorption CO2-Moleküle an. Sobald das Adsorptionsmaterial gesättigt ist und kein weiteres CO2 mehr aufgenommen werden kann, schließt der Kollektor und die Desorptionsphase beginnt. Hierfür heizt der Kollektor auf eine Temperatur von etwa 100 Grad Celsius auf und ein Unterdruck entsteht. In diesem Zustand löst sich das Kohlenstoffdioxid wieder von der Sorptionsoberfläche und kann in hoher Reinheit abgepumpt und in einem Tank gespeichert werden. Das Besondere im ClosedCarbonLoop-Projekt: die intelligente Vernetzung der Direct Air Capture-Anlage mit dem bereits am Technologiezentrum bestehenden Anlagenverbund aus Photovoltaik, Elektrolyseur, Methanisierung, Gasspeicherung und Heizkraftwerk. Das gewonnene Kohlendioxid wird dabei zusammen mit Wasserstoff aus der Elektrolyse in einen Bioreaktor geleitet. Darin wandeln spezielle anaerobe Einzeller, sogenannte Archaeen, die beiden Gase in Methan um. Das Methan kann dann später als Brennstoff verwendet werden und zum Beispiel in einem Heizkraftwerk Strom und Wärme erzeugen, wenn die Stromproduktion aus Windkraft und Photovoltaik zu niedrig ist. Die Verbrennung des erzeugten Methans setzt dann nur genauso viel CO2 frei, wie die Direct Air Capture-Anlage zuvor der Atmosphäre entnommen hat. Der Prozess ist damit CO2 neutral und der Kohlenstoffkreislauf bei der Methanverbrennung geschlossen.

HINTERGRUNDINFORMATIONEN CC4E UND ENERGIE-CAMPUS

Das Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) ist eine fakultätsübergreifende wissenschaftliche Einrichtung der HAW Hamburg, die sich interdisziplinär den gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen der Energiewende annimmt. Damit leistet das CC4E einen nachhaltigen Beitrag zum Klima- und Umweltschutz. Das CC4E intensiviert den Dialog mit der Gesellschaft über die Energieversorgung von morgen und möchte durch die Inhalte und Ergebnisse der Forschungsprojekte für die Energiewende begeistern. Die Kernkompetenzen liegen in den Bereichen Windenergie, Speicher, Systemintegration, Sektorenkopplung, Umwelt und Akzeptanz sowie im hierfür relevanten Innovationsmanagement: www.haw-hamburg.de/cc4e/

KONTAKTE

HAW Hamburg
Pressekontakt CC4E
Deike Haase
Tel. 040.428 75-5828
deike.haase@haw-hamburg.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Hans Schäfers
Department Umwelttechnik
Professor für intelligente Energiesysteme und Energieeffizienz
Competence Center Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
Leiter C4DSI und stellv. Leiter CC4E
Am Schleusengraben 24
21029 Hamburg
T +49 40 428 75-5895
hans.schaefers@haw-hamburg.de

Weitere Informationen:

https://cc4e.gr-live.de/
http://hamburg.de/cc4e/

https://www.haw-hamburg.de/detail/news/news/show/erste-direct-air-capture-anlage-geht-in-betrieb/