Kann CO2 Recycling die Umwelt retten?

Es wird viel geforscht, um das CO2 wieder nutzbar zu machen.
Quelle: siehe unten.

Kohlendioxid ist eines der wichtigsten Treibhausgase auf der Erde. Der natürliche Treibhauseffekt ist gut und sorgt dafür, dass auf der Erde bewohnbare Temperaturen herrschen.

Doch zu viel Treibhausgase wie CO2 sorgen mitunter für die globale Erwärmung, der entgegengewirkt werden muss. Das Recycling vom CO2 ist eine Möglichkeit für den Klimaschutz, mit der ich mich heute beschäftige.

Die Möglichkeiten des Recyclings

• Erzeugung von Synthesegas (eine Mischung aus CO und H2):
Das Synthesegas kann entweder durch katalytische Reduktion mit Wasserstoff oder durch trockene Reformierung von Methan mit CO2 hergestellt werden, wobei letzteres das bessere Verfahren ist, um große Mengen umzusetzen. Das Synthesegas ist industriell sehr wertvoll und hat eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten.

• Erzeugung von Harnstoff:
Mit Ammoniak kann CO2 zu Harnstoff umgesetzt werden, das hauptsächlich als Stickstoffdünger verwendet wird. Aber auch weitere Synthesen auf Grundlage von Harnstoff sind möglich. Ein Beispiel ist die Synthese von Harnstoff-Formaldehyd-Harzen für Spanplatten oder als Isolierstoffe. 

• Erzeugung von Carbonaten:
Wird CO2 mit verschiedenen Epoxiden umgesetzt, können spezielle Carbonate gewonnen werden. Ein Beispiel ist die katalytische Umsetzung von CO2 mit Propylenoxid zum Poly(propylencarbonat). Dieses Polymer ist biologisch abbaubar und kann für Plastiktüten und Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden.

• Erzeugung von Salicylsäure:
Salicylsäure ist Ausgangsstoff für das Aspirin. Hergestellt werden kann die Salicylsäure durch Umsetzung von Natriumphenolat mit CO2.

• Erzeugung von Ameisensäure:
Durch Hydrierung von CO2 ist eine Herstellung von Ameisensäure und von Dimethylformamid möglich. Unter sauren Bedingungen und bei der Verwendung von homogenen Edelmetallkomplexen als Katalysator können die Produkte gewonnen werden. Dieses Verfahren ist sehr kompliziert und es hat bisher niemand geschafft diesen Prozess technisch umzusetzen.

Wie die Zukunft aussieht

Der Trend geht leider weg von Nachhaltigkeit und Klimaschutz, zu mindest global gesehen. Von 1999 bis 2009 sank der Gesamtausstoß vom CO2 in Deutschland zwar um etwa 8%, im selben Zeitraum dagegen stieg der weltweite Ausstoß aber um knapp 39%. (Quelle: weltweiter CO2 Ausstoß)
 
Was das CO2 Recycling angeht, so gibt es zwar viele Ansätze und auch Pilotanlagen, aber kaum technische Umsetzungen, die sich auch wirtschaftlich lohnen. Bis die Zukunfsvision des Bundesministeriums für Bildung und Forschung eintritt, dass "CO2 einmal teurer und knapper werdendes Erdöl ersetzen" kann, dauert es wohl noch viele Jahre. (Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung, 3. Absatz)

Es gibt zwei Hauptprobleme:

1. Kohlendioxid ist das energetische Endprodukt bei einer Verbrennung und somit sehr reaktionsträge. Um das energiearme CO2 nutzbar zu machen muss also sehr viel Energie aufgewendet werden, und diese Investition muss sich am Ende erstmal wieder lohnen. Sonst hat das Verfahren keinen Nutzen. 

2. Die gebrauchten Mengen müssen beachtet werden. Wenn die größten industriellen Herstellungsverfahren von Chemikalien alle CO2 als Rohstoff nutzten, würde sich der weltweite CO2 Ausstoß um nichtmal 1% verringern, wie die Zeit berichtet.

Fazit

Das CO2-Recycling reicht bei weitem nicht aus, um die Probleme vom Treibhauseffekt zu lösen. Es ist definitiv ein Schritt in die richtige Richtung, nur muss in Zukunft sowohl in diesem Recycling-Sektor als auch in allen anderen Bereichen (wie z.B. erneuerbare Energien, Katalyse, der schonendere Umgang mit Rohstoffen, die Suche nach alternativen Rohstoffen usw.) investiert werden, um das Klima und die Natur zu bewahren.

Weitere Quellen: Reinhard Zellner: Chemie über den Wolken... und darunter. Wiley-VCH, 2011.
Bild: Zappys Technology Solutions, CO2, CC 2.0