ENCOUNTER
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Technology

Text
Johannes Köbler

Illustrationen
Marcel Mendler

NOx-Capturing
Stickstoffoxide stehen im Fokus der öffentlichen Wahrnehmung. Wie wäre es, wenn man sie direkt aus der Umgebungsluft heraus­filtern könnte? Audi arbeitet gemeinsam mit einem Partnerunternehmen an einer entsprechenden Capturing-Technologie. In Kürze startet ein Feldversuch mit einem Prototypen.

Das NOx-Capturing kann ein revolutionärer Beitrag zur Reinigung der Stadtluft werden – vorerst ein unauffälliger, rein optisch. Die neue Technologie steckt in einem handelsüblichen Frachtcontainer, den nur die Vier Ringe zieren. In diesem Spätsommer will Audi ihn an einer vielbefahrenen Straße in Heilbronn aufstellen lassen.

Alexander Krajete, Inhaber eines mit Umwelttechnik befassten Start-ups in Linz, erklärt das Grundprinzip des NOx-Capturings: „Unser Container enthält drei zylindrische Adsorbereinheiten. Sie sind mit ei­nem speziellen Granulat gefüllt, trockenen Kügelchen von einem bis drei Millimeter Durchmesser. Ein Gebläse saugt die Umge­bungsluft in die Adsorber, das NOx lagert sich an den Kügel­chen an. Die Luft, die aus dem Container wieder austritt, ist zu mehr als 85 Prozent von NOx gereinigt.“

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Straßenverkehr
Der Straßenverkehr ist für einen großen Teil des NOx-Aufkommens verantwortlich. Dieselmotoren emittieren mehr Stickstoffoxide als Benzinmotoren.

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85%

85 Prozent oder mehr ist der Reinigungsgrad der Adsorber von Audi-Partner Krajete.

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Audi-Kooperationspartner:
Alexander Krajete leitet in Linz (Österreich) ein Start-up, das sich mit Umwelttechnik befasst.

Die Technologie aus Oberösterreich verspricht pragmatisch und robust zu sein. Krajete: „Der Prozess ist so effizient, dass eine Granulatfüllung für einige Monate ausreichen dürfte. Unser Verfahren arbeitet an sehr kalten Wintertagen genauso gut wie in der Sommerhitze, und es holt auch bei niedrigen Konzentrationen Stickstoffoxide aus der Luft. Dabei liegen die Stromkosten für die Gebläse aktuell bei wenigen Euro am Tag.“

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Adsorption
Ein Gebläse im Container saugt Umge­bungsluft in sogenannte Adsorber: Sie sind mit speziellem Granulat gefüllt, das NOx bindet. Die gereinigte Luft gelangt in die Umgebung zurück.

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WAS IST EIGENTLICH NOx?

Stickstoff spielt für das Leben auf der Erde eine entscheidende Rolle. Die Umgebungsluft besteht zu 78,1 Prozent aus Stickstoff (beim Rest handelt es sich fast vollständig um Sauerstoff). Zudem ist Stickstoff ein Motor des Pflanzenwachstums und ein Grundbestandteil von Düngemitteln. Durch Verbrennungsprozesse oxidiert er jedoch zu einer Vielzahl gasförmiger Moleküle, den Stickstof­foxiden (NOx), die aus den Atomen Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) bestehen. Die wichtigsten von ihnen sind Stickstoff­monoxid (NO) und Stickstoff­dioxid (NO2). Stickstoffox­ide üben auf Menschen, Umwelt und Klima verschiedene negative Einflüsse aus.

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Adsorbereinheit:
Drei solcher mit Granulat befüllter Zylinder stehen im Container.

80 g

Die Anlage kann am Tag 80 Gramm NOx aus der Luft binden – so viel, wie rund 10.000 Fahrzeuge NOx ausstoßen.

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Reinigungscontainer:
Was aussieht wie ein normaler Frachtcontainer, birgt eine revolutionäre Technologie.

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Weiterverwendung
Das Ziel der Entwicklung ist es, die von den Adsobereinheiten gebundenen Stickstoffoxide anderen Branchen wie der Landwirtschaft zur Verfügung zu stellen.

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Und wie viel NOx kann der Adsorber im Container speichern? „In der Spitze leiten wir pro Stunde 1.500 Kubikmeter Luft durch die Anlage“, sagt Krajete. „Wir planen, täglich 30.000 Kubikmeter Luft zu filtern und dabei 80 Gramm NOx zu binden. Diese Menge entspricht dem Ausstoß von 10.000 Fahr­zeugen, die am Tag die Kreuzung passieren.“

Die ausgestoßenen Stickstoffoxide werden in der Luft rasch verdünnt. Am Ort der Emission ist die NOx-Konzentration noch hoch, aber schon leichter Wind verweht sie, Regen wäscht sie aus. Deshalb wird die An­saugung im Container tief liegen und die Anlage so nah am Straßenrand stehen wie möglich. Das Projekt in Heilbronn ist ein ers­ter Pilot­versuch, mit dem Audi und Krajete Erkennt­nisse für die nächsten Entwicklungs­schritte gewinnen wollen. Aber es wird den Anwoh­nern und der Umwelt vom ersten Tag an Nut­zen bringen.

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DIE LUFT VON SCHADSTOFFEN BEFREIEN

Audi Air Capturing? Was sich dahinter verbirgt, erklärt Hagen Seifert, Leiter Nachhaltige Produktkonzepte.

Herr Seifert, Audi hat ein Programm mit der Bezeichnung Audi Air Capturing aufgelegt. Es geht über die Stickstoffoxide hinaus – was ist die Idee dahinter?

Seifert: Der Grundgedanke ist, die schädlichen Bestandteile der Luft einfangen zu können. Und zwar sowohl in hohen Konzentra­tionen wie zum Beispiel am Abgasstrang als auch bei sehr niedrigen Konzen­trationen wie in der Umgebungsluft.

Wie wollen Sie diese Stoffe gewinnen?

Seifert: Wir entwickeln einen ganzen Baukasten von Maßnahmen, um CO2, Stickstoffoxide und andere Emissionen aufzufangen. Je nach Konzentration dieser Emissionen kommen unterschiedliche sogenannte Direct-Air-Capturing-Verfahren (DAC) in Betracht, die nach demselben Grundprinzip funktionieren: Die jeweiligen Emis­sions­produkte werden auf einem trockenen Adsorber gebunden, der anschließend sehr einfach mit Wärme oder mit wässrigen Me­dien gereinigt wird. Wir sind bereits in der Lage, CO2 und NOX sehr effizient und kostengünstig aufzunehmen – in der normalen Umge­bungsluft, in geschlossenen Räumen oder auch in Abgasen.

Welcher Weg ist der vielversprechendste?

Seifert: Die größten Erfahrungen haben wir bislang mit der Auf­nahme von CO2 direkt aus der Umgebungsluft gemacht. Mit dem Züricher Start-up Climeworks als Partner haben wir in den letzten vier Jahren die dafür notwendige Technologie entwickelt. Sie wird gegen Ende 2018 in einer kommerziellen Anlage münden, die etwa drei Tonnen CO2 am Tag aus der Luft binden kann und einem der größten Her­steller von Erfrischungsgetränken zur Verfügung gestellt wird. Ein bekanntes Verfahren ist auch die Nutzung von CO2 bei der Her­stel­lung von synthetischen Kraftstoffen, etwa in der Audi e-gas-Anlage in Werlte im Emsland. Auch beim Einfangen von NOX sind die Aus­sichten vielversprechend. Hier bauen wir derzeit mit unserem Ko­ope­ra­tionspartner einen neuartigen stationären Container auf, der den täglichen NOX-Ausstoß an einer vielbefahrenen Kreuzung in Heilbronn fast vollständig aufnehmen soll.

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