Als Direct Air Capture wird ein Verfahren zur Gewinnung von CO2 aus der Umgebungsluft bezeichnet, das sich durch präzise Messbarkeit und hochgradige Skalierbarkeit auszeichnet. Die von Heirloom entwickelte Technologie verbindet diese Vorteile mit dem natürlichen Vorgang der CO2-Karbonatisierung, Dabei wird CO2 mit Mineralien – in diesem Fall eben mit Kalkstein (CaCO3) – reagiert, um Karbonate zu bilden und so CO2 dauerhaft zu speichern.
„Kalkstein ist eine chemische Verbindung aus Kalziumoxid und CO2“, erläutert Max Scholten, Head of Commercialization bei Heirloom. „Wenn man ihm das CO2 entzieht, will das Kalziumoxid, also Kalk, zu seinem natürlichen Zustand zurückkehren und saugt entsprechend das CO2 aus der Atmosphäre. Bei Heirloom haben wir nun eine Technologie entwickelt, die diesen natürlichen Vorgang beschleunigt, sodass die CO2-Absorption statt mehrerer Jahre nur noch drei Tage dauert.“
Die Lösung von Heirloom beruht auf dem Verfahren der thermischen Regenerierung. In der Prototyp-Anlage im nordkalifornischen Brisbane – einem modularen Gebäude, das in Serienfertigung reproduziert werden kann – wird Kalkstein in Pulverform in mit erneuerbaren Energien betriebenen Brennöfen erhitzt. Das dabei freigesetzte CO2 wird aufgefangen und gespeichert.
Zur dauerhaften Sequestrierung des CO2 stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung. Teils geschieht sie durch Verpressung in Untergrundgesteinen gemäß den Vorschriften für Class VI Wells der US-amerikanischen Umweltbehörde EPA, teils auch durch Lösung in Wasser. Das isländische Unternehmen Carbfix beispielsweise injiziert karbonisiertes Wasser in die Erde, wo es mit unterirdischem Basaltgestein reagiert und buchstäblich versteinert. Einen Schritt weiter geht der Betonhersteller CarbonCure, der das karbonisierte Wasser nicht nur sicher entsorgt, sondern als Werkstoff zur Betonherstellung weiterverarbeitet.
„Wenn wir die Klimakrise durch CO2–Sequestrierung im großen Maßstab bewältigen wollen, spielen diese unterschiedlichen Techniken alle eine wichtige Rolle“, ist Scholten überzeugt und verweist auf die Geschäftspartnerschaft seines Unternehmens mit CarbonCure. „Das CO2, das Heirloom aus der Umgebungsluft entzogen hat, wurde dauerhaft in Beton gespeichert und für Infrastrukturprojekte im Umkreis von San Francisco verwendet. Beton ist der weltweit am häufigsten verwendete Baustoff und eignet sich hervorragend zur dauerhaften Sequestrierung von CO2. Das Ausmaß der Klimakrise sowie die ambitionierten Klimaziele des Bundesstaats Kalifornien machen eine sofort umsetzbare Lösung unerlässlich – wir können nicht abwarten, ob vielleicht in Zukunft effektivere Ansätze entwickelt werden.“
Das aus der thermischen Regenerierung erzeugte Kalziumoxid (CaO) wird mit Wasser verbunden und zur Absorption von CO2 aus der Atmosphäre eingesetzt. Dadurch entsteht Kalkstein, der dann erhitzt wird, sodass der Regenerierungszyklus wieder von vorne beginnt.
Bei diesem Verfahren bleibt der Kalkstein in seinen chemischen Eigenschaften unverändert und kann jederzeit als Rohstoff für die Papierherstellung, Wasseraufbereitung oder zu landwirtschaftlichen Zwecken weiterverarbeitet werden.