Michele Aresta: "CO2 ist eine Ressource, kein Problem"

Michele Aresta, weltweit führender Experte für die Nutzung von Treibhausgasen, über Kunstbenzin aus CO2, Industrie-Emissionen als Energiequelle und den Klimawandel.

Interview: Robert Buchacher

profil: Kohlendioxid wird seit vielen Jahren als schädliches Treibhausgas verteufelt. Es gebe keinen Zweifel mehr daran, dass der Mensch, der das Gas massenhaft in die Atmosphäre pustet, Hauptschuld an der zunehmenden Erderwärmung trägt, sagt der neueste UN-Klimabericht. Ist CO2 nur böse oder hat es auch gute Eigenschaften?
Aresta: Die Natur verwendet Kohlendioxid seit eh und je für die Herstellung tausender Produkte, welche der Mensch seit Urzeiten nutzt. Nehmen Sie Holz als Bau- und Brennstoff, Öl und Kohle als Rohstoff für hunderte verschiedene Produkte, vom Benzin über Kunststoffe bis zu pharmazeutischen Substanzen. Oder denken Sie an die vielen Nahrungs- und Heilmittel, die wir aus Pflanzen gewinnen. Chemiker und Biotechnologen können CO2 in chemische Substanzen und in Treibstoffe verwandeln. Treibstoffe haben aber eine einfachere Molekularstruktur und einen etwa zwölf Mal größeren Markt als chemische Produkte. Dazu kommt: Die Umwandlung von CO2 in Methanol erfordert weniger Energie.

profil: Entscheidend wird aber wohl die Art der Energiequelle sein, die dazu verwendet wird?
Aresta: Fossiler Kohlenstoff kommt dafür nicht infrage, die Natur verwendet Sonnenenergie. Wir müssen diesem Beispiel folgen und für die Umwandlung eine dauerhafte, praktisch grenzenlos vorhandene Energiequelle nutzen. Auf diese Art könnten große Mengen von CO2 in nützliche Chemikalien und in flüssige oder gasförmige Treibstoffe umgewandelt werden.

profil: Sie denken dabei wohl in erster Linie an Methanol als Benzinersatz?
Aresta: Ja, wir wissen eine Menge über die Hydrogenisierung von CO2 zu Methanol, chemische Bezeichnung CH3OH. In den 1980er-Jahren wurde in Japan eine Pilotanlage für die Methanolsynthese gebaut. Die Kernfrage ist dabei die Produktion von Wasserstoff, der mit Hilfe von erneuerbarer Energie aus Wasser gewonnen werden muss. Heute könnte man dafür entweder Fotovoltaik oder elektrische Überschussenergie nutzen, aber dabei wären die Herstellungskosten des Wasserstoffs und in weiterer Folge des Methanols zu hoch: etwa dreimal höher als bei der Herstellung mittels fossilen Kohlenstoffs.

profil: Könnte sich diese ungünstige Kostenrelation einmal ändern?
Aresta: Wenn wir die Kostenentwicklung der Fotovoltaik in den vergangenen zehn Jahren betrachten, dann lässt sich abschätzen, dass es mittelfristig möglich sein wird, große Mengen CO2 mittels Fotovoltaik in Methanol zu verwandeln. Aber das ist nicht die Lösung. Der direkte Einsatz von Sonnenlicht in chemischen Prozessen könnte die viel erfolgreichere Anwendung sein.

profil: Sie schlagen außerdem vor, man sollte das Kohlendioxid direkt an der Emissionsquelle abscheiden, also an Kraftwerks- und Fabriksschloten. Wie stellen Sie sich das vor?
Aresta: Man kann es bei der Rauchgaswäsche zum Beispiel chemisch herauslösen. Eine der Kernfragen bei der CO2-Nutzung sind die Kosten der Rückgewinnung bei den Emittenten. Flüssiggase von Kraftwerken haben eine Energiedichte von etwa zwölf bis 14 Prozent und könnten bestimmte Oxide enthalten, wie etwa Schwefel- und Stickoxid, die man noch eliminieren müsste. Auf der anderen Seite gibt es auch Industriequellen, die ziemlich konzentriertes, reines CO2 ausstoßen.

profil: Welche sind das zum Beispiel?
Aresta: Bei der Ammoniakproduktion wird heute bereits reines CO2 abgeschieden respektive verwertet oder kann in naher Zukunft sehr zweckmäßig genutzt werden, etwa bei Fermentations- oder anderen industriellen Prozessen. Solch industrielle Quellen produzieren jährlich mehr als 3000 Megatonnen Kohlendioxid, das zu geringeren Kosten verwertet werden kann als das CO2 von Kraftwerken.

profil: Ist es notwendig, das Kohlendioxid vor der Verwertung zu lagern?
Aresta: Die ideale Lösung wäre die Abscheidung und Umwandlung von CO2 ohne Zwischenlagerung. Aber auch die Zwischenlagerung wäre kein Problem, ebenso wie der Transport. CO2 wird ja schon heute in flüssiger oder fester Form ohne größere Probleme transportiert.

profil: Gibt es eine Kostenrechnung über Abscheidung, Transport und eventuelle Lagerung von CO2 sowie für die CO2-basierte Treibstoffproduktion?
Aresta: Die Kosten von Abscheidung und Transport des CO2 sind äußerst variabel, abhängig von der Quelle, der notwendigen Reinheit und der Transportdistanz. Die volkswirtschaftlichen Kosten sind ein permanentes Diskussionsthema, und man debattiert, wer dafür aufzukommen hat. Wirklich von Interesse sind die Energiekos-ten, und die sind abhängig von der Quelle und der Transportdistanz. So muss man beispielsweise bei der CO2-Abscheidung in einem Kraftwerk mit einer um 20 bis 50 Prozent geringeren Energieproduktion rechnen.

profil: Das klingt ja nicht gerade berauschend. Wie kann sich dann die Produktion von Methanol aus CO2 und Wasserstoff überhaupt rechnen?
Aresta: Die Kosten des Methanols werden vom Wasserstoff bestimmt. Für eine ökonomische Anwendung muss der aktuelle Preis des aus Wasser und Solarenergie erzeugten Wasserstoffs um ein Drittel sinken. Man muss aber auch bedenken, dass die Verwertung von CO2 die Kosten des Emissionshandels senkt. Deshalb kann man die Kosten des CO2 nach der Rückgewinnung mit null veranschlagen.

profil: Kann man Methanol bedenkenlos in einen Benzintank füllen oder bedarf es Umbauten am Motor?
Aresta: Das Interesse an Methanol ist deshalb so groß, weil Sie es ohne Probleme in den Benzintank füllen oder mit Benzin vermischen können. Und es ist die Rohbasis für die Produktion etlicher weiterer Treibstoffe, wie des als Dieselersatz einsetzbaren Dimethylether. Der interessanteste Aspekt dieser Anwendungen ist, dass man dafür die existierende Infrastruktur ohne größere Veränderungen nutzen kann. Ein Punkt muss dabei allerdings beachtet werden: Methanol ist eine stark giftige, gesundheitsschädliche Substanz, die mitunter als illegale Komponente von Getränken verwendet wird. Daher besteht die Gefahr, dass diese Machenschaften mehr Verbreitung finden, wenn die Substanz in großen Mengen auf dem Markt ist.

profil: Sie haben aber noch andere mögliche Treibstoffe erwähnt.
Aresta: Die heute meistfokussierte Option ist Methan, kurz CH4, weil die Umwandlung von CO2 in CH4 leichter ist als die Umwandlung in Methanol. Daher ist die Methanproduktion in Deutschland vorrangiges Ziel. CH4 können Sie sofort als Kraftstoff für herkömmliche Motoren verwenden.

profil: Aber es gibt darüber hinaus offenbar noch eine Reihe anderer Möglichkeiten, CO2 als Wertstoff zu nutzen?
Aresta: Heute werden jährlich etwa 175 Millionen Tonnen Kohlendioxid für die Synthese verschiedener Chemikalien verwendet, hauptsächlich Harnstoff, anorganische und organische Carbonate und Polycarbonate. Dieser Markt wird in naher Zukunft stark wachsen, speziell im Bereich der Polycarbonate und anderer Spezialchemikalien, die keinen hohen Energie-Input verlangen – das ist der springende Punkt.

profil: Wo in der Welt wird heute die Nutzung von CO2 für die Herstellung alternativer Treibstoffe erforscht?
Aresta: Etliche Länder investieren in die Nutzung von CO2 und finanzieren entsprechende Forschungsprogramme. Auch die EU unterstützt einige kleinere Forschungsprojekte in diesem Bereich. Diese Investments werden in nächster Zukunft anwachsen, und das wird dabei helfen, die Umwandlung von CO2 als eine Möglichkeit zur Emissionsvermeidung besser einzuschätzen. Besonders wichtig wäre dabei eine Neubewertung der in den Jahren 1970 bis 1990 entwickelten CO2-Chemie. Da existiert eine Menge Wissen, das man unter Verwendung moderner Technologien nutzen könnte.

profil: Würden Sie sogar sagen, Kohlendioxid ist zu wertvoll, um es gedankenlos in die Luft zu blasen?
Aresta: Seit 1986 arbeite ich an Schulen, mittels Büchern und im Rahmen internationaler Konferenzen an der Verbreitung eines fundamentalen Konzepts: CO2 ist eine Ressource, kein Abfall und keine Quelle eines Problems. Es liegt an uns, es auf korrekte Art und Weise zu verwenden und nicht in die Atmosphäre zu pusten.

profil: Angenommen, CO2 ließe sich bei der Verbrennung fossiler Energieträger leicht abscheiden, gut für die Produktion alternativer Treibstoffe verwenden, und dieses Konzept würde weltweit in großem Stil verwirklicht: Glauben Sie persönlich daran, dass das irgendetwas am Klimawandel ändern würde? Schließlich wird das verwendete CO2 ja erst wieder in die Atmosphäre geblasen, nur mit gewisser Verzögerung …
Aresta: Ich muss eines klarstellen: Nur wenn CO2 auf korrekte Weise verwendet würde, wäre es möglich, beides zu reduzieren: die Emissionen in die Atmosphäre und die Ausbeutung fossiler Energieträger. Freilich: Die Umwandlung von CO2 ist nicht per se eine Garantie dafür, dass die CO2-Emissionen reduziert werden.

Zur Person
Michele Aresta, 71, ist seit 1985 ordentlicher Professor für Anorganische Chemie an der Aldo Moro Universität im italienischen Bari, Gründungspräsident der „International Conference on Carbon Dioxide Utilization“ (ICCDU), Autor und Mitautor zahlreicher einschlägiger Bücher sowie EU- und NATO-Experte. Er setzt sich seit Langem intensiv dafür ein, das Klimagas CO2 durch chemische Prozesse sinnvoll nutzbar zu machen.