@phdthesis{Block2022,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Block, Simon},
  title     = {Auslegung, Analyse und Bewertung von Direct Air Capture (DAC)-Anlagen zur Nutzung f{\"u}r Power-to-X-Prozesse und zur Erzielung {"}negativer Emissionen{"} in Deutschland},
  series = {Wuppertaler Studienarbeiten zur nachhaltigen Entwicklung},
  volume    = {25},
  institution = {Wuppertal Institut f{\"u}r Klima, Umwelt, Energie},
  address   = {Wuppertal},
  isbn      = {978-3-946356-27-1},
  doi       = {10.48506/opus-7944},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:wup4-opus-79446},
  institution = {Zuk{\"u}nftige Energie- und Industriesysteme},
  series    = {Wuppertaler Studienarbeiten zur nachhaltigen Entwicklung},
  pages     = {80},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die direkte Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft, das sogenannte Direct Air Capture (DAC), wird vermehrt als eine der M{\"o}glichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasen und damit der Begrenzung der Klimaerw{\"a}rmung diskutiert. Vorteilhaft gegen{\"u}ber anderen technischen Ans{\"a}tzen zur Entnahme von atmosph{\"a}rischen CO2 (Negativemissionstechnologien) ist die genaue Planbarkeit, die geringen Auswirkungen auf die Umwelt und die Ausgabe von CO2 in Reinform. Das CO2 kann anschlie{ß}end dauerhaft gespeichert (Direct Air Capture and Sequestration) oder zur Erzeugung von bspw. synthetischen Brennstoffen (Direct Air Carbon Capture and Utilization) in Power-to-X-Routen (PtX) genutzt werden. Ziel dieser Arbeit ist es, im Kontext der deutschen Klimaneutralit{\"a}tsziele bis 2045 beispielhaft eine Auslegung von DAC-Anlagen in Deutschland zu untersuchen. Dabei werden die unterschiedlichen Ressourcenverbr{\"a}uche (Energie, Wasser, Fl{\"a}che) sowie Kosten und m{\"o}gliche Einsparungen durch eine Abw{\"a}rmenutzung dargestellt und verglichen. Dabei soll diese Arbeit zur Beantwortung der folgenden Forschungsfragen beitragen: Welche technologischen DAC-Ans{\"a}tze sind f{\"u}r Deutschland realisierbar? Welche Mengen an CO2 m{\"u}ssen in Deutschland umgesetzt werden, um den Bedarf an Negativemission zu decken? Welcher Ressourcenverbrauch entsteht in Deutschland, wenn die betrachteten Fallstudien umgesetzt werden? Welchen Infrastrukturaufwand hat dies zur Folge? Ist eine Implementierung in den notwendigen Gr{\"o}{ß}enordnungen realisierbar, und welche Faktoren wirken hierbei beschr{\"a}nkend? F{\"u}r eine systematische Analyse wurden die DAC-, die PtX- und die elektrischen und W{\"a}rmeenergieerzeugungsanlagen modular f{\"u}r die Jahre 2020, 2030, 2040 und 2045 aufbereitet. Die Bezugsgr{\"o}{ß}en wurden so gew{\"a}hlt, dass sie dem DAC-Modul entsprechen. In vier Fallstudien wurden m{\"o}gliche Kombinationsm{\"o}glichkeiten und Implementierungspfade bis 2045 zusammengestellt, analysiert und diskutiert. Es zeigt sich, dass ein gro{ß}skaliger Einsatz von DAC in Deutschland realisierbar ist. Zentrale Herausforderungen ergeben sich allerdings aus dem hohen Fl{\"a}chen- und Energiebedarf. Der Fl{\"a}chenbedarf resultiert dabei vor allem aus den fl{\"a}chenintensiven erneuerbaren Energieerzeugern. Mit Fokus auf ertragreiche Standorte sind Nord- und S{\"u}ddeutschland, mit Blick auf ihr Wind- bzw. Sonnenpotenzial, als vielversprechend bei der Implementierung der DAC- Technologie einzustufen. Eine Implementierung der DAC-Technologie mit dem Ziel der dauerhaften CO2-Speicherung ist an norddeutschen K{\"u}stengebieten im Vergleich zu S{\"u}ddeutschland vorteilhafter. Die Installation der DAC-Technologie in Kombination mit der PtX-Route wird aufgrund des hohen elektrischen Energiebedarfs in Deutschland als nicht realisierbar eingesch{\"a}tzt.},
  language  = {de}
}