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Zehn Materialien, die Kohlenstoff speichern und helfen, Treibhausgasemissionen zu reduzieren

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In der Fortsetzung unserer Serie über die Kohlenstoffrevolution stellen wir Ihnen diese Woche zehn Materialien vor, die Kohlenstoff speichern, darunter Biokunststoffverkleidungen und Myzel-Dämmstoffe.

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Die Sequestrierung von Kohlenstoff, der der Atmosphäre entzogen wurde, in Gebäuden und Produkten ist ein wichtiger Weg, den Klimawandel zu bekämpfen.

Dies kann geschehen, indem Pflanzenmaterial wie Holz, Kork, Hanf und Algen, das atmosphärischen Kohlenstoff durch Photosynthese aufgenommen hat, direkt verwendet wird. Alternativ kann es auch in andere Materialien umgewandelt werden, die Kohlenstoff dauerhafter speichern.

"Was wäre, wenn alles, was uns umgibt, Emissionen beseitigen würde, anstatt sie freizusetzen?", sagt Neema Shams von Made of Air, die kohlenstoffnegativen Biokunststoff aus Wald- und Landwirtschaftsabfällen herstellt.

Das Material ist kohlenstoffnegativ, weil es mehr Kohlenstoff enthält, als bei der Herstellung und Verwendung des Materials freigesetzt wurde.

"Der Klimawandel ist ein Materialproblem"

"Der Klimawandel ist wirklich ein materielles Problem, weil es zu viel Kohlenstoff in der Atmosphäre gibt. Wie kommt es also, dass wir das nicht zu unserer größten Ressource machen können?" Sagte Shams gegenüber Dezeen in dem Interview, das im Rahmen der Carbon Revolution Serie geführt wurde.

Andere Produkte nutzen den Kohlenstoff, der aus Fabrikschornsteinen und anderen industriellen Prozessen, die Treibhausgase ausstoßen, abgeschieden wird.

Solche Produkte können jedoch nicht als kohlenstoffnegativ angesehen werden, da sie nicht zu einer Nettoreduktion des atmosphärischen Kohlenstoffs führen.

Dezeens Carbon-Revolution-Serie erforscht, wie dieses Wundermaterial aus der Atmosphäre entfernt und auf der Erde genutzt werden könnte.

Hier sind zehn Beispiele für kohlenstoffspeichernde Materialien aus unserem Archiv.

Biokunststoff

Die deutsche Marke Made of Air hat einen kohlenstoffnegativen Biokunststoff entwickelt, der in Autos, Innenräumen und Verkleidungen eingesetzt werden kann.

Das Material enthält Biokohle, eine kohlenstoffreiche Substanz, die bei der Verbrennung von Biomasse ohne Sauerstoff entsteht und verhindert, dass der Kohlenstoff als CO2 entweicht.

"Wenn man Biokohle einfach auf dem Boden liegen ließe und tausend Jahre später zurückkäme, würde sie genau so aussehen", sagte Shams. "Nur wenn man es verbrennen würde, würde der Kohlenstoff wieder freigesetzt werden."

Der Biokunststoff wurde kürzlich für die Verkleidung eines Autohauses in München verwendet, wobei die Installation laut Made of Air 14 Tonnen Kohlenstoff speicherte.

Mycelium-Isolierung

Start-ups wie das in London ansässige Unternehmen Biohm nutzen Myzel, um eine Gebäudeisolierung zu schaffen, die auf natürliche Weise feuerhemmend ist und der Atmosphäre während des Wachstums "mindestens 16 Tonnen Kohlenstoff pro Monat" entzieht.

Mycelium, ein Biomaterial, das das Wurzelsystem von Pilzen bildet, ernährt sich von landwirtschaftlichen Abfällen und bindet dabei den Kohlenstoff, der in dieser Biomasse gespeichert war.

Der Nachhaltigkeitsexperte David Cheshire bezeichnete Mycelium als "Teil der Lösung", um Gebäude kohlenstoffnegativ zu machen.

"Es ist von Natur aus feuerhemmend", sagte er gegenüber Dezeen. "Es hat tatsächlich bessere Dämmeigenschaften als die meisten Standardisolierungen und es bindet tatsächlich Kohlenstoff."

Mycelium ist schnell wachsend und billig in speziell angefertigten Bioreaktoren zu produzieren. Es kann in Formen gezüchtet werden, um brauchbare Produkte wie Verpackungen und Lampen herzustellen.

Es kann auch zu neuen Materialien verarbeitet werden, darunter lederähnliche Produkte wie Mylo. Diese wiederum können zur Herstellung von Handtaschen und Kleidung verwendet werden.

Teppichfliesen

Der amerikanische Teppichfliesenhersteller Interface hat sich zum Ziel gesetzt, seine gesamte Produktpalette bis zum Jahr 2040 kohlenstoffnegativ zu machen, angefangen mit den Teppichen Embodied Beauty und Flash Line, die dieses Jahr auf den Markt kamen.

Sie bestehen fast ausschließlich aus recyceltem Kunststoff und verschiedenen Biomaterialien, die laut der Marke mehr "embodied carbon" speichern, als die Produkte bei ihrer Herstellung emittieren.

Interface beschreibt die Fliesen als kohlenstoffnegativ "von der Wiege bis zum Tor", was bedeutet, dass ihr Lebenszyklus, nachdem sie die Fabrik verlassen haben, nicht berücksichtigt wird.

Das bedeutet, dass der Lebenszyklus nach dem Verlassen der Fabrik nicht berücksichtigt ist. "Es ist nicht kohlenstoffnegativ für den gesamten Lebenszyklus, weil wir Elemente des Transports und der Nutzung am Ende des Lebenszyklus beeinflussen, aber nicht kontrollieren können", sagte Jon Khoo, Leiter der Abteilung Nachhaltigkeit bei Interface, gegenüber Dezeen.

"Also wollten wir uns darauf konzentrieren, mit dem, was wir kontrollieren können, kohlenstoffneutral zu werden."

Holz

Ein ausgewachsener Baum kann im Laufe eines Jahres 22 Kilogramm CO2 aus der Atmosphäre entfernen. Das bedeutet, dass das Material kohlenstoffnegativ ist, solange es verantwortungsvoll beschafft wird und der gefällte Baum durch Neupflanzung kompensiert wird.

Der im Holz gespeicherte Kohlenstoff muss gegen die Emissionen abgewogen werden, die beim Transport und der Verarbeitung entstehen, und die Ersatzbäume müssen lange genug wachsen, damit sie selbst geerntet und in kohlenstoffspeichernde Materialien verwandelt werden können.

Ein Problem bei Holz ist jedoch die enorme Menge an Abfall, die die Holzindustrie produziert. Von jedem Baum wird nur ein Teil genutzt und bei der Verarbeitung von Holz fallen erhebliche Mengen an Verschnitt und Sägemehl an. Darüber hinaus werden nur etwa 10 Prozent des Holzes recycelt.

"Denken Sie nur an das Schnitzen von Holz", sagte der Guru für nachhaltiges Design Willian McDonough in einem Interview mit Dezeen im Rahmen von Carbon Revolution. "Es ist ein negativer Prozess, richtig? Wir schneiden die ganze Zeit Sachen weg."

3D-gedrucktes Holz

Das Additive-Manufacturing-Unternehmen Forust hat eine Methode entwickelt, um Sägespäne und Lignin, die von der Holz- und Papierindustrie weggeworfen werden, in ein 3D-Druck-Filament zu verwandeln.

Durch die Herstellung von Produkten aus Abfällen hofft das Unternehmen, die Abholzung weiterer Bäume zu stoppen und zu verhindern, dass das Abfallholz verrottet oder verbrannt wird, was den gespeicherten Kohlenstoff wieder freisetzen würde.

"Es könnte eine Menge Bäume retten", sagte McDonough. "Es macht irgendwie Spaß und es ist sehr schön."

Olivin-Sand

Olivin, eines der häufigsten Mineralien auf der Erde, ist in der Lage, seine eigene Masse an CO2 zu absorbieren, wenn es zerkleinert und auf dem Boden verstreut wird.

Das bedeutet, dass es sich als Düngemittel und als Ersatz für Sand oder Kies in der Landschaftsgestaltung eignet, während die kohlensäurehaltige Version (oben) als Zusatzstoff bei der Herstellung von Zement, Papier oder 3D-Druck-Filamenten verwendet werden kann.

"Es absorbiert CO2 sehr leicht", sagt Teresa van Dongen, die das Mineral in eine Online-Bibliothek von kohlenstoffbindenden Materialien aufgenommen hat.

"Eine Tonne Olivinsand kann bis zu einer Tonne CO2 aufnehmen, je nach Bedingungen. Man muss es nur ausstreuen und die Natur wird ihre Arbeit tun."

Beton

Das in Montreal ansässige Unternehmen Carbicrete hat eine Art von Beton entwickelt, bei dessen Herstellung Kohlenstoff gebunden wird. Dabei wird der emissionsintensive Zement, der für acht Prozent aller Treibhausgasemissionen verantwortlich ist, durch Abfallschlacke aus der Stahlindustrie ersetzt.

Derzeit beruht der Prozess auf abgeschiedenen Industrieemissionen, was bedeutet, dass er die Menge an neuen Emissionen, die in die Atmosphäre gepumpt werden, reduziert, aber nicht das atmosphärische CO2. Sobald das Unternehmen jedoch sein CO2 über direkte Luftabscheidung (DAC) aus der Atmosphäre zieht, würde das Endmaterial kohlenstoffnegativ werden.

"Es sind negative Emissionen", sagte Carbicrete-CEO Chris Stern gegenüber Dezeen. "Wir nehmen jedes Mal, wenn wir einen Block herstellen, CO2 aus dem System heraus."

Ziegel

Das australische Unternehmen Mineral Carbonation International injiziert CO2 in Industrieabfälle wie Minenabfälle und verwandelt es von einem Gas in einen Feststoff, der dann zur Herstellung von Zementziegeln und anderen Baumaterialien verwendet werden kann.

Der Prozess repliziert denselben Mineralkarbonisierungsprozess, der in der Natur stattfindet, wenn sich Kohlendioxid in Regenwasser löst und mit Gestein reagiert, um neue Karbonatmineralien zu bilden.

"Wir versuchen, die Emissionen in so viel wie möglich in unseren Alltag einzubinden", sagt Sophia Hamblin Wang, Chief Operating Office von MCi. "Wir verwandeln Abfall in neue Produkte. Und wir wollen das auf eine Weise tun, die Geld einbringt."

Lebensmittel

Solar Foods gehört zu einer wachsenden Zahl von Unternehmen, die aus Industrieanlagen abgeschiedene Emissionen zur Herstellung von Lebensmitteln und Getränken nutzen. Das finnische Unternehmen nutzt Mikroben, um Kohlendioxid in einen Fleischersatz namens Solein zu verwandeln.

Das CO2 wird zusammen mit Wasserstoff und verschiedenen Nährstoffen in einen Fermentationstank eingeleitet. Die Mikroben verbrauchen alles und verwandeln es in Protein, das dann geerntet und getrocknet wird, sodass ein Pulver entsteht, das in seiner Zusammensetzung getrocknetem Soja ähnelt.

Das Kohlendioxid stammt derzeit aus der Industrie, könnte aber auch aus aufgefangenem atmosphärischem Kohlenstoff stammen.

Wenn die Technologie in größerem Maßstab eingesetzt wird, könnte sie den Proteinbedarf der Menschheit decken und dabei nur einen Bruchteil des Landes und der Ressourcen verbrauchen, die in der traditionellen Landwirtschaft verwendet werden, wodurch mehr Land für Aufforstung, Solarenergie und andere Mittel zur Bekämpfung des Klimawandels frei wird.

Die Produktion von Solein ist völlig unabhängig von der Landwirtschaft", so Solar Foods. "Sie erfordert weder Ackerland noch Bewässerung und ist nicht durch klimatische Bedingungen eingeschränkt."

Wodka

Das in Brooklyn ansässige Unternehmen Air Co verwendet CO2 zur Herstellung von Wodka. Die Marke spaltet Kohlendioxid mit Wasser und einem proprietären Katalysator in einem Reaktor auf, um Ethanol zu erzeugen, das dann zur Destillation von Wodka verwendet wird.

"Wir haben einen Weg gefunden, überschüssigen Kohlenstoff aus der Luft einzufangen und ihn in ultra-raffinierte, begehrenswerte Produkte zu verwandeln", so Air Co. Die Behauptung ist allerdings irreführend, da das CO2 aus Fabrikemissionen stammt, was bedeutet, dass es die Treibhausgasemissionen eher reduziert als umkehrt.

Darüber hinaus bieten Lebensmittel und Getränke nur eine kurzfristige Speicherung von Kohlenstoff, da das Produkt bald verbraucht wird und der Kohlenstoff über den natürlichen Kohlenstoffkreislauf wieder in die Atmosphäre gelangt.

Kohlenstoff-Revolution

Dieser Artikel ist Teil der Kohlenstoff-Revolution-Serie von Dezeen, die erforscht, wie dieses Wundermaterial aus der Atmosphäre entfernt und auf der Erde genutzt werden könnte. Lesen Sie den gesamten Inhalt unter: www.dezeen.com/carbon.

Das in der Carbon Revolution-Grafik verwendete Himmelsfoto stammt von Taylor van Riper via Unsplash.