Durch die Unterstützung eines Großprojekts zur Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2 wird die EPFL ihren CO2-Fußabdruck verringern und gleichzeitig aufstrebenden Technologien einen Schub verleihen.
Ein wirklich nachhaltiges System ist ein System, das auf allen Seiten gewinnt, auf die Kreislaufwirtschaft setzt und langfristig angelegt ist. Zum Beispiel ein Modell, das die CO2-Emissionen reduziert, indem es sie an der Quelle einfängt, und das dieses CO2 wiederverwendet, um Energieträger, chemische Rohstoffe für Mehrwertprodukte oder Baumaterialien zu produzieren oder es unterirdisch zu lagern. Ein solches System gibt es noch nicht. Doch die EPFL vereint alle Kompetenzen, um es zu verwirklichen. Deshalb unterstützt die von der Hochschule ins Leben gerufene Initiative Solutions4Sustainability im Wallis die Schaffung eines Demonstrators und die Entwicklung von skalierbaren Lösungen.
Das Erreichen der Kohlenstoffneutralität und damit die Verringerung des Klimawandels erfordert unweigerlich eine Reduzierung des Kohlendioxids in der Atmosphäre. Der Ausbau der erneuerbaren Energien wird die Emissionen senken, aber unsere Atmosphäre muss auch von allen Gigatonnen, die bereits emittiert wurden, "gereinigt" werden. Die Lösung liegt in der Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff (CCUS, carbon capture, utilization and storage). In allen drei Bereichen entstehen neue Technologien, die unbedingt beschleunigt werden müssen, um sie einer industriellen und wirtschaftlich tragfähigen Nutzung näher zu bringen.
Dies ist die Ambition des Projekts SusEcoCCUS , das auf die Schaffung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft für den CCUS abzielt. Konkret geht es darum, einen Pilotdemonstrator im realen Maßstab zu bauen, der verschiedene Campus der EPFL einbezieht und in der Lage ist, bis zu einer metrischen Tonne CO2 pro Tag einzufangen und zu verarbeiten. Das im letzten Herbst gestartete Projekt wird über 6 Jahre mit 9 Millionen Franken unterstützt und umfasst 11 Laboratorien, die auf drei EPFL-Campus (Wallis, Lausanne, Neuenburg) und drei Fakultäten (Grundlagenwissenschaften, ENAC und STI) verteilt sind.
Zunächst die Abscheidung von CO2. Das Prinzip besteht darin, es an der Quelle zu sammeln, in diesem Fall in der Müllverbrennungsanlage von Enevi in Uvrier im Wallis. Diese Anlage soll ab diesem Jahr das Gebäude I17 der EPFL Valais Wallis in Sion über eine Fernheizung beheizen. Durch den Beitrag zur Abscheidung von CO2 am Ausgang der Schornsteine reduziert die EPFL so ihren CO2-Fußabdruck im Einklang mit ihrer Klima- und Nachhaltigkeitsstrategie 2030. Das Abscheideverfahren vermischt zwei Technologien, in denen die EPFL führend ist: Graphenmembranen, die CO2 filtern und die im Labor von Kumar Agrawal entwickelt wurden, und Schwämme, die von Professorin Wendy Queen entwickelt wurden und die gefilterten Moleküle zurückhalten können. Das CO2 wird dann chemisch behandelt, um es in flüssiger Form für eine Reihe von Verwendungszwecken zu speichern. Das Projekt umfasst auch Forschungsarbeiten zur Verbesserung der Technologien zur Abscheidung von CO2 direkt aus der Luft.
Bedingungen für den Einsatz in großem Maßstab
Der zweite große Bereich ist die Umwandlung und Nutzung von Kohlendioxid. Die Gruppe von Jan Van Herle ist auf Elektrolyseverfahren spezialisiert. Die mit erneuerbaren Energien betriebenen Elektrolyseure sind in der Lage, Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. Der so erzeugte grüne Wasserstoff in Verbindung mit CO2 ermöglicht die Herstellung von Synthesegas wie Methan, das transportiert, gespeichert und in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden kann. Ein kleiner Demonstrator soll außerdem zeigen, wie man CO2 zur Herstellung von Ethylen verwenden kann, einem Gas, das die Grundlage für viele Kunststoffmaterialien bildet.
Der dritte Bereich ist die Lagerung. Das Labor für Bodenmechanik von Lyesse Laloui führt zahlreiche Forschungsarbeiten zur Einlagerung von CO2 durch. Es wird einen einzigartigen Prüfstand für die geologische Lagerung von CO2 im Maßstab von einem Meter entwickeln, um insbesondere die kurz- und langfristige Lagerung zu testen.
Der vierte und letzte, nicht unwesentliche Teil befasst sich mit der Frage, wie diese Technologien in Produktionsprozesse und Lebenszyklusanalysen integriert werden können. Das Labor von François Maréchal wird in Zusammenarbeit mit dem Labor von Marina Micari zum Beispiel die Bedingungen für den großflächigen Einsatz dieser Technologien im Rahmen der Energiewende untersuchen. Sascha Nick vom Labor für Umwelt- und Stadtökonomie wird sich mit den wirtschaftlichen und finanziellen Aspekten der CCUS befassen. Schließlich beinhaltet das Projekt auch eine erzieherische Seite, indem es Schüler und Studenten direkt in die Experimentierprozesse einbezieht.
