Wolkenkratzer in New York setzen auf CO2-Abscheidung, um den Klimawandel einzudämmen

Mar 19, 2023

NEW YORK (AP) – Von außen sieht das Wohnhochhaus in Manhattans Upper West Side fast wie jedes andere Luxusgebäude aus: Ein Portier begrüßt die Besucher in einer geräumigen Lobby, die mit Wandteppichen und Marmor geschmückt ist.

Doch direkt darunter im Keller befindet sich eine ungewöhnliche Ausstattung, die kein anderes Gebäude in New York City – und tatsächlich nur wenige auf der Welt – für sich in Anspruch nehmen kann. Um die Emissionen des 30-stöckigen Gebäudes drastisch zu reduzieren, haben die Eigentümer ein Labyrinth aus gewundenen Rohren und Tanks installiert, die das Kohlendioxid aus den riesigen, gasbefeuerten Kesseln im Keller sammeln, bevor es in den Schornstein gelangt und in das Gebäude abgegeben wird Luft.

Ziel ist es, zu verhindern, dass das klimaerwärmende Gas in die Atmosphäre gelangt. Und es besteht ein dringender Bedarf, die Emissionen solcher Wolkenkratzer in einer so vertikalen Stadt zu reduzieren. Nach Angaben des städtischen Hochbauamts sind Gebäude mit rund zwei Dritteln die mit Abstand größte Quelle für Treibhausgasemissionen.

Die Gebäude des Staates New York stoßen außerdem mehr Luftverschmutzung aus als die Gebäude jedes anderen Staates.

Daher müssen Bauherren ab dem nächsten Jahr drastische Kürzungen vornehmen, andernfalls drohen im Rahmen eines neuen Stadtgesetzes steigende Geldstrafen. Etwa 50.000 Gebäude – mehr als die Hälfte der Gebäude in der Stadt – unterliegen dem Local Law 97. Andere Städte wie Boston und Denver folgten diesem Beispiel mit ähnlichen Regeln.

Aus diesem Grund bemühen sich Immobilienverwalter darum, die Funktionsweise ihrer Gebäude zu ändern. Einige installieren Kohlenstoffabscheidungssysteme, die Kohlendioxid herausfiltern, es in Tanks leiten und für den Verkauf an andere Unternehmen aufbereiten, um kohlensäurehaltige Getränke, Seife oder Beton herzustellen.

Sie sehen darin eine Möglichkeit, die Emissionsziele zu erreichen, ohne dass die Bewohner für umfangreiche Renovierungsarbeiten umgesiedelt werden müssen. In diesem Fall wird das Kohlendioxid an einen Betonhersteller in Brooklyn verkauft, wo es in ein Mineral umgewandelt und dauerhaft in Beton eingebettet wird.

„Wir glauben, dass das Problem darin besteht, die Emissionen so schnell wie möglich zu reduzieren“, sagte Brian Asparro, Chief Operating Officer von CarbonQuest, dem Hersteller des Systems. „Die Zeit ist nicht auf unserer Seite, und eine solche Lösung kann schnell, kostengünstig und ohne größere Unterbrechung installiert werden.“

Doch Kritiker, von denen viele Umweltverbände vertreten, sagen, Gebäudemanager sollten noch viel weiter gehen: Sie argumentieren, dass Gebäude erheblich modernisiert und auf Strom aus erneuerbaren Energiequellen umgestellt werden sollten, anstatt weiterhin fossile Brennstoffe zu verbrennen, um eine sinnvolle Reduzierung der Emissionen zu erreichen. Sie äußern auch Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Speicherung großer Mengen des erstickenden Kohlendioxids in einer dicht besiedelten Gemeinde.

„Kohlenstoffabscheidung reduziert die Emissionen nicht wirklich; sie zielt darauf ab, sie an einen anderen Ort zu bringen“, sagte Anthony Rogers-Wright, Direktor für Umweltgerechtigkeit bei New York Lawyers for the Public Interest. „Die Emissionen existieren immer noch. Und wir sollten uns darüber im Klaren sein, dass der einzige Weg, die Emissionen zu reduzieren … darin besteht, mit dem Ausstoßen aufzuhören.“

Es ist immer noch unklar, ob die Technologie zur CO2-Abscheidung von New York City überhaupt als qualifizierte Emissionsreduzierung anerkannt wird. Die Stadt muss sich noch entscheiden. Asparro und andere versuchen, die Stadtbeamten davon zu überzeugen, dies zu akzeptieren.

Im Keller des Apartmenthauses Upper West Side brummen zwei gewaltige 500-PS-Kessel, die Erdgas verbrennen und Kohlendioxid freisetzen. Die Kessel, die voraussichtlich noch 10 bis 20 Jahre halten, produzieren etwa die Hälfte der Emissionen des Gebäudes, sagte Asparro.

Die andere Hälfte der Emissionen, für die das Gebäude aus Sicht der Stadt verantwortlich ist, entsteht in den Kraftwerken, aus denen das Gebäude seinen Strom bezieht. Laut Asparro fängt das Kohlenstoffabscheidungssystem etwa 60 % der Kesselemissionen ein. Alles in allem, einschließlich der Stromversorgung des Systems, werden die Emissionen des Gebäudes um etwa 23 % reduziert.

„Solche Kessel sind überall installiert, in Schulen und Krankenhäusern auf der ganzen Welt“, sagte Asparro. „Es ist eine wirklich große Herausforderung, vor der Gebäude stehen, um Emissionen zu reduzieren.“

Das Kohlendioxid und andere Gase werden vom Schornstein abgeleitet und in einen Raum geleitet, in dem einige Parkplätze für die Unterbringung des Kohlenstoffabscheidungssystems umfunktioniert wurden. Die Gase strömen über ein spezielles Material, das das Kohlendioxid abscheidet. Dann wird es komprimiert und auf minus 23 Grad Celsius abgekühlt, wodurch es zu einer Flüssigkeit wird, die dann in Tanks gelagert wird. Dieser Prozess erfordert Energie und die Abscheidung von Kohlendioxid erhöht zwar den Stromverbrauch des Gebäudes, aber insgesamt reduziert das System immer noch die Emissionen des Gebäudes.

Weitere Rohre führen zu Zapfstellen außerhalb des Gebäudes, wo ein- bis zweimal pro Woche ein LKW vorfährt, um verflüssigtes CO2 einzuladen. Der LKW transportiert es durch die Straßen der Stadt und über eine Brücke nach Brooklyn, wo es an einen Betonhersteller verkauft wird.

Technologien zur Kohlenstoffabscheidung gibt es bereits seit Jahrzehnten im industriellen Maßstab. Sie werden von Öl- und Gasunternehmen sowie einigen Produktionsanlagen eingesetzt, um das klimaerwärmende Kohlendioxid einzufangen und es entweder zu verkaufen oder damit mehr Öl aus dem Untergrund zu fördern.

Doch nun versuchen einige Green-Tech-Unternehmen und Gebäudeeigentümer erstmals, diese Technologie in deutlich kleinerem Maßstab in Wohngebäuden einzusetzen. Das Gesetz der Stadt New York schreibt vor, dass Gebäude mit einer Fläche von mehr als 25.000 Quadratfuß die Emissionen reduzieren müssen. In Minnesota hat das Hotel Radisson Blu Mall of America ein System installiert, das Kohlendioxid auffängt, das schließlich zur Herstellung von Seife verwendet wird.

Gebäudeeigentümer, die es sich leisten können, für Anlagen zur CO2-Abscheidung zu bezahlen, erhalten für die Installation der Systeme einige bundesstaatliche Steuererleichterungen. Laut NYC Accelerator, einem Programm, das Hausbesitzern und Immobilienverwaltern hilft, Wege zur Reduzierung von Emissionen zu finden, gibt es weitere Anreize, um bei der Modernisierung von Gebäuden zu helfen.

Um den Energieverbrauch zu senken, verfügt das Wohngebäude außerdem über computergesteuerte Motoren, Ventilatoren und Pumpen, LED-Beleuchtung und Batteriespeicher, sagte Josh London, Senior Vice President bei Glenwood Management Corp., die das Gebäude verwaltet. Das Unternehmen plant, in diesem Jahr in fünf weiteren Gebäuden CO2-Abscheidungssysteme zu installieren.

Ohne Maßnahmen könnten ab 2030 gegen ähnliche Hochhäuser Strafen in Höhe von fast einer Million US-Dollar pro Jahr verhängt werden, schätzte Asparro.

Laut NYC Accelerator verfügen fast 70 % der großen Gebäude in New York City über Dampfkessel, die mit Erdgas oder Öl betrieben werden. Viele haben Heizsysteme, die mehr als ein halbes Jahrhundert alt sind, und oft werden sie unzureichend gewartet, sagte Luke Surowiec, Direktor für Gebäudedekarbonisierung bei ICF, einem Beratungsunternehmen, das NYC Accelerator verwaltet.

„Unsere Gebäude sind sehr alt und ineffizient, und das ist die Realität“, sagte Surowiec. „Es gibt eine Menge Chancen, die nicht genutzt wurden.“

Drüben in Brooklyn klappert und bebt der Boden, während gelbe Maschinen bei Glenwood Mason Supply Company Inc. laufen, einem Betonhersteller, der nichts mit Glenwood Management Corp. zu tun hat. Graue Blöcke rattern unter dem Lärm von Metallgetrieben und Motoren eine Förderstrecke hinunter. Irgendwie sind Vögel eingedrungen und fliegen zwischen hoch aufragenden Blockhaufen hindurch.

In diesem Lärm liefert ein Lastwagen das verflüssigte Kohlendioxid ab, das im Apartmentgebäude in Manhattan gesammelt wurde. Anschließend wird das flüssige Kohlendioxid mit Geräten der Firma CarbonCure komprimiert und in einen Feststoff umgewandelt.

Während die Betonzutaten in einer Struktur, die einem Pizzaofen ähnelt, aufgewirbelt werden, strömt das Kohlendioxid, jetzt im Wesentlichen Trockeneis, wie ein Nebel hinein. Das Kohlendioxid reagiert mit Calciumionen im Zement, einem der Bestandteile von Beton. Dabei entsteht Kalziumkarbonat, das in den Beton eingelagert wird.

Sobald Kohlendioxid in diesem mineralischen Zustand vorliegt, ist es sicher und wird nicht freigesetzt, es sei denn, es wird auf etwa 900 Grad Celsius (1652 Grad Fahrenheit) erhitzt, sagte Claire Nelson, eine Geochemikerin, die sich an der Columbia Climate School auf Kohlenstoffabscheidung spezialisiert hat.

„Wenn also kein Vulkan über Ihrem Betongebäude ausbricht, wird dieser Kohlenstoff für immer dort bleiben“, sagte Nelson.

Einer der Hauptbestandteile von Beton ist Zement, der laut einer Studie der PBL Netherlands Environmental Assessment Agency für etwa 7 % aller Treibhausgasemissionen weltweit verantwortlich ist.

Die Zugabe von mineralisiertem Kohlendioxid zu Beton kann seinen CO2-Fußabdruck verringern, wenn auch nicht wesentlich. Im Durchschnitt reduzieren Betonhersteller, die die CarbonCure-Technologie einsetzen, ihren CO2-Fußabdruck um nur 5 bis 6 %, sagte Robert Niven, CEO von CarbonCure, das mit 700 Betonherstellern in 30 Ländern zusammenarbeitet.

Connie Cincotta, Inhaberin von Glenwood Mason, sagte, ihr Unternehmen ergreife auch andere Maßnahmen, beispielsweise um die Menge an Zement in seiner Betonmischung zu reduzieren, indem es postindustrielles Glas hinzufüge, das sonst auf Mülldeponien gelandet wäre.

„Wenn es irgendeine Möglichkeit gibt, Zement aus der Mischung herauszubekommen, ist das hilfreich“, sagte sie.

Die Betonblöcke des Unternehmens mit mineralisiertem CO2 wurden unter anderem in Gebäuden von Amazon und einer Charterschule in Manhattan verwendet.

Viele Umweltgruppen stehen der CO2-Abscheidung weiterhin skeptisch gegenüber und befürworten stattdessen Investitionen in den Übergang zu erneuerbaren Energien. Sie befürchten auch, dass die Speicherung von Kohlendioxid, das in extremen Konzentrationen zum Ersticken führen kann, in einem Wohnhaus unsicher sein könnte.

Nach dem Bruch einer Kohlendioxid-Pipeline im Jahr 2020 in Satartia, Mississippi, suchten laut einem Bericht der Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration 45 Menschen ärztliche Hilfe in örtlichen Krankenhäusern auf, darunter auch Menschen, die während der Fahrt in eine Dampfwolke geraten waren. Bei Menschen, die hohen Kohlendioxidkonzentrationen ausgesetzt sind, kann es laut Bericht zu schneller Atmung, Verwirrtheit, erhöhtem Blutdruck und vermehrten Herzrhythmusstörungen kommen. Extreme Kohlendioxidkonzentrationen können zum Erstickungstod führen.

Die Lagerung von konzentriertem Kohlendioxid unter einem Wohngebäude sei besorgniserregend, denn „im Fall von Mississippi lebten die Menschen nicht direkt darüber“, sagte Rogers-Wright. „Wir reden hier in New York City über große Gebäude. Die Risiken sind also unbekannt, aber sie sind auf jeden Fall offensichtlich.“

Es bestehe auch die Gefahr von Undichtigkeiten, wenn ein Lkw, der Kohlendioxid transportiert, in einen Unfall verwickelt werde.

Befürworter der CO2-Abscheidungstechnologie entgegnen, dass es Schutzmaßnahmen gebe, um solche Szenarien zu verhindern. Die in der Wohnung in Manhattan installierte Technologie zur Kohlenstoffabscheidung sei von mehreren städtischen Behörden genehmigt worden, sagte Asparro.

„Wir haben überall in den Städten Kohlendioxid“, fügte er hinzu. „Krankenhäuser, Restaurants, Brauereien – alle nutzen Kohlendioxid. Und das auf ziemlich sichere und überschaubare Weise.“

Nelson, der Geochemiker aus Columbia, der auch ein Unternehmen zur Kohlenstoffabscheidung gründete, behauptet, dass die Lagerung von Erdgas in Kellern gefährlicher sei als die Lagerung von Kohlendioxid, und viele Menschen akzeptieren die Risiken, die Erdgas mit sich bringt.

Die größte Herausforderung besteht laut Befürwortern darin, diese und andere Lösungen schnell genug zu skalieren, um etwas beim Klimawandel zu bewirken.

Deshalb sagen Befürworter, dass viele Lösungen gleichzeitig bereitgestellt werden sollten.

Zurück in Manhattan ist es noch nicht möglich, das Wohnhaus vollständig mit erneuerbarem Strom zu versorgen, da der örtliche Energieversorger nicht über genügend erneuerbare Energie verfügt, um sie an alle New Yorker Kunden zu verkaufen, sagte London.

Und „bei Solarenergie braucht man eine größere Grundfläche als wir in einem Gebäude wie diesem haben“, fügte er hinzu.

London sagte, er wolle Strom aus Windparks kaufen, sobald dieser allgemein verfügbar sei.

Aber „das wird lange dauern, deshalb glaube ich nicht, dass wir uns den Luxus des Sitzens leisten können“, sagte er. „Wir können unsere Emissionen reduzieren, während wir darauf warten.“

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