Die letzten Meter zur Treibhausgasneutralität – Entwicklungspotentiale bei der Abscheidung von CO2 aus der Luft

Abstract

Direct Air Capture (DAC), das Abscheiden von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft, ist in den letzten Jahren als vielversprechender Ansatz zum Erzielen von negativen Emissionen in den Fokus gerückt. Diese Technologie ist dennoch aufgrund des frühen Entwicklungsstadiums hinsichtlich ihrer techno-ökonomische Eigenschaften und Potentialen von großen Unsicherheiten geprägt. In dieser Arbeit wird daher eine systematische Literaturrecherche zum techno-ökonomische Entwicklungsstand und den Funktionsprinzipien der verschiedenen DAC-Technologien durchgeführt. Die am weitesten entwickelten DACVerfahren, das Hochtemperaturverfahren (HT-DAC) und das Niedertemperaturverfahren (NT-DAC), werden in einem nächsten Schritt einer detaillierten technischen Analyse unterzogen, um mögliche erwartbare technische Entwicklungen zu identifizieren. Auf Basis dieser Ergebnisse wird anschließend ein vereinfachtes Modell entwickelt mit dessen Hilfe, eine ökonomische Bewertung der beiden Verfahren möglich ist. Dieser Schritt impliziert auch die Durchführung von Sensitivitätsanalysen. Mit Hilfe von Methoden zur Technologiefortschreibung werden zudem zukünftige Kostenentwicklungen der Technologien prognostiziert. Im weiteren Verlauf werden die DAC-Technologien miteinander verglichen, um verallgemeinerbare Aussagen abzuleiten zu können. Zuletzt werden die Technologien in den Kontext von Treibhausgasminderungsstrategien eingeordnet.

Direct Air Capture (DAC), the capture of carbon dioxide from ambient air, has come into focus in recent years as a promising approach to achieving negative emissions. However, due to its early stage of development, this technology is characterized by large uncertainties regarding its techno-economic properties and potential. Therefore, in this thesis, a systematic literature review is conducted on the techno-economic development status and operating principles of different DAC technologies. The most advanced DAC processes, the high-temperature capture (HT-DAC) and the low-temperature capture (LT-DAC) are subjected to a detailed technical analysis in the next step to identify possible technical developments. Based on these results, a simplified model will then be developed, with the help of which an economic evaluation of the two processes is possible. This step also implies the execution of sensitivity analyses. In addition, technology update methods are used to anticipate the future cost development of the technologies. The DAC technologies are compared with each other to be able to derive generalisable statements. Finally, the technologies are placed in the context of greenhouse gas reduction strategies.