Casey Handmer lässt sich von sehr großen Mengen nicht einschüchtern. Milliarden Hektar. Tausende Gigawatt Solarenergie. Eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff.
Sein Startup, Terraform-Industrien, zielt darauf ab, in diesen ehrgeizigen Maßstäben zu operieren. Das Unternehmen will Wasserstoff und atmosphärischen Kohlenstoff in großem Maßstab in synthetisches Erdgas umwandeln. Es ist mehr als ein bisschen verblüffend, wenn man bedenkt, dass das Startup kaum zwei Jahre alt ist, weniger als 15 Mitarbeiter auf der Gehaltsliste hat und rund 11 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln hat. Aber wenn das Unternehmen sein Ziel erreicht – eine riesige Menge an Kohlenstoff zu verdrängen, die in die Atmosphäre freigesetzt wird – ist dies die einzige Größenordnung, in der es sich lohnt, zu operieren.
Terraform Industries hat ein System entwickelt, das Kohlendioxid (CO2) aus der Luft und erzeugt Wasserstoff aus Wasser, alles mit billigem Solarstrom. Das als Terraformer bezeichnete System kombiniert dann Wasserstoff und CO2 in einen chemischen Reaktor zur Herstellung von Erdgas. Laut Handmer erreicht der chemische Reaktor bereits eine Methanreinheit von 94 %, was bedeutet, dass er synthetisches Erdgas vollständig kompatibel mit bestehenden Verteilungsleitungen macht.
Die Kombination von Wasserstoff und Kohlenstoff zur Herstellung von synthetischem Kraftstoff wurde zuvor auf verschiedene Weise durchgeführt. In der Vergangenheit wurde bei solchen Prozessen Kohle als Kohlenstoff-Input verwendet – kaum eine CO2-neutrale Substanz. In jüngerer Zeit haben Projekte wie Store&Go in Europa ein atmosphärisches Kohlenstoff-zu-Synthetikgas-System erreicht, aber Handmer sagte, die Gruppe habe keine positiven wirtschaftlichen Ergebnisse erzielt. Andere Initiativen haben erfolgreich „grünes Methan“ erzeugt, wie es manchmal genannt wird, aber sie wurden durch den enormen Energiebedarf solcher Prozesse und die hohen Vorabinvestitionskosten von groß angelegten Industrieprojekten effektiv in die Knie gezwungen.
Der Ansatz von Terraform Industries ist anders: Anstelle von physisch massiven Systemen, ähnlich wie bei heutigen Kraftwerken, ist ein einzelner Terraformer so konzipiert, dass er in einen Schiffscontainer passt. Das Unternehmen setzt darauf, dass schnell sinkende Kosten für Solarenergie sowie Marktsubventionen im Vergleich zur bestehenden Produktion fossiler Brennstoffe zu einer günstigen Stückzahlwirtschaft führen werden. Schon bald, schätzt Handmer, wird es billiger sein, Erdgas aus Sonnenenergie zu synthetisieren, als es aus der Erde zu holen.
Das Ziel des Unternehmens sollte eher als „Erdschuss“ denn als Mondschuss betrachtet werden. „Terraform“, ein Wort, das am häufigsten in Science-Fiction-Romanen verwendet wird, beschreibt einen Prozess der Begrünung eines fremden Planeten – um ihn für das Leben geeignet zu machen. So lässt sich die Mission von Terraform Industries verstehen: die Erde wieder in sich selbst zu verwandeln.
Handmer, der am California Institute of Technology promoviert hat, sagte, er habe begonnen, sich für synthetische Kraftstoffe zu interessieren, als er noch am Jet Propulsion Laboratory der NASA arbeitete. Irgendwann, sagt er, sei ihm klar geworden, dass Erdgas „wahrscheinlich die beste Einzelchance ist, die wir haben [have] dafür, dass ich in meinem Leben etwas gegen den Klimawandel getan habe.“
„Ich kann genauso gut damit weitermachen, es geschehen zu lassen.“
Der Terraformer
Der Terraformer ist eine einfache Maschine. Es besteht aus drei Subsystemen: einem, das CO reinigt2 aus der Luft durch direkte Lufterfassung; ein Elektrolyseur, der aus Wasser billigen Wasserstoff erzeugt; und ein chemischer Reaktor, manchmal Methanisierungsreaktor genannt, um Erdgas herzustellen. Alle Komponenten wurden im eigenen Haus entwickelt und alle drei werden mit Strom aus Solarenergie betrieben. Das Ergebnis ist ein Erdgasprodukt, das vollständig mit Systemen kompatibel ist, die Erdgas verwenden, wie z. B. einem Gasherd, oder das als Rohstoff für die Herstellung von Kunststoff, Chemikalien, Düngemitteln, Farben oder Kraftstoffen verwendet werden kann.
„Es ist vollständig austauschbar“, erklärte Handmer. „Es braucht keine Chancen, Umbauten, neue Pipelines, neue Infrastruktur.“
Es ist nicht das System, das komplex ist. In diesem Fall ist es der Businessplan. Um eine sinnvolle Menge an CO zu verdrängen2 aus der Atmosphäre entfernen und genügend Erdgas produzieren, um fossile Brennstoffe, die aus dem Boden gezogen werden, im Wesentlichen zu ersetzen, wird das Unternehmen viele, viele, viele Terraformer.
Wie viele? Laut a aktuelles Whitepaper, schätzt das Unternehmen, dass es 8.000 Fabriken bauen muss, um die Produktion der Terraformer-Maschinen bis zum nächsten Jahrzehnt auf mehr als 1 Million Einheiten pro Monat zu skalieren. Aber es endet nicht dort. „Unsere Zivilisation wird zwischen 300 und 400 Millionen Maschinen benötigen, die mit einer Rate von etwa 60 Millionen pro Jahr hergestellt werden, was in Bezug auf Anzahl, Masse und Kapitalströme (aber glücklicherweise nicht Komplexität!) Mit der globalen Automobilindustrie vergleichbar ist. “, heißt es im Weißbuch.
Das Verfahren ist zudem enorm energieintensiv – „Der Energiebedarf ist astronomisch“, schreibt das Unternehmen in a Blogeintrag – also reicht es nicht aus, nur die Terraformer zu bauen. Es wird auch einen unglaublichen Ausbau der Solarenergie auf der ganzen Welt geben müssen. Nach aktuellen Schätzungen geht Terraform davon aus, dass die Menschheit die jährliche Produktion von Solarmodulen um etwa das 1000-fache steigern muss. Das Whitepaper deutet darauf hin, dass wir diese Rate in 20 bis 30 Jahren erreichen werden, wenn die Produktion weiterhin mit ihrer derzeitigen Rate zunimmt – etwa alle 33 Monate verdoppelt. Für so viel Solarenergie werden rund 2 Milliarden Morgen Land benötigt.
„890 Prozent des auf der Erde erzeugten Stroms werden in synthetische Kraftstoffe fließen“, sagte Handmer. „Das ist ziemlich verrückt. Im Moment klingt es verrückt, aber es ist möglich.“
Terraform Industries plant nicht, das Erdgas zu verkaufen, sondern die Terraformer. Die Mehrheit der Kunden des Unternehmens, so erwartet Handmer, werden Solarentwickler sein, die das Endprodukt an Erdgaskäufer kommerzialisieren können. Das Gas könnte direkt in eine Pipeline oder auf einen Lastwagen gegeben werden. Zum Teil ist Handmer zuversichtlich, dass aufgrund des Umsatzpotenzials des Terraformers genügend Solarkapazität vorhanden sein wird. Weit davon entfernt, dass es nicht genügend Solarkapazität gibt, schätzt er, dass Terraformer die Nachfrage nach Solarenergie um etwa den Faktor 10 erhöhen werden. Schließlich will das Unternehmen genug Nachfrage generieren, um Terraformer in Serie zu produzieren – genug, um 50-100 Gigatonnen CO2-Abscheidungskapazität aufzubauen weltweit. Die Idee, die Solarkapazität zu fördern, besteht darin, das derzeitige System effektiv auf den Kopf zu stellen: Anstatt Kohlenwasserstoffe zu verbrennen, um Strom zu erzeugen, verwendet es Strom, um Kohlenwasserstoffe herzustellen.
Es ist etwas kontraintuitiv, den Klimawandel durch die Produktion von Kohlenwasserstoffen zu bekämpfen – und für einige Klimaaktivisten ein absolutes Gräuel, wenn sie vorschlagen, dass die Menschheit überhaupt weiterhin nach Kohlenwasserstoffen strebt – aber Handmer besteht darauf, dass CO2 hat keine „moralische Wertigkeit“.
„An CO ist grundsätzlich nichts auszusetzen2,” er sagte. „Länder, die viel CO ausstoßen2haben im Allgemeinen eine gute Lebensqualität, geringe Armut und eine gute wirtschaftliche Entwicklung. Das Problem ist, dass das CO2 stammt aus Kohlenstoff, der unterirdisch war und sich jetzt in der Atmosphäre befindet, und es ist ein ziemlich langsamer Prozess für das Leben, diesen Kohlenstoff wieder aus der Atmosphäre zu entfernen und wieder in den Untergrund zu bringen. Dieses Ungleichgewicht verursacht den Klimawandel.“
Die „Erfolgsbedingung“ des Unternehmens besteht darin, die fossilen Nettokohlenstoffströme um das Zehnfache ihres derzeitigen Niveaus zu reduzieren. Wie das Weißbuch sagt: „Etwa ein Jahrzehnt hektischer Arbeit in großem Umfang, um die fossile Kohlenstoffproduktion für immer zu ersetzen.“
Bisher hat das Unternehmen Vereinbarungen mit den kalifornischen Versorgern SoCalGas und PG&E getroffen, um synthetisches Gas in ihre Verteilungssysteme zu verkaufen. Das Unternehmen sagt, es sei auch „von zahlreichen anderen Versorgungsunternehmen sowie verschiedenen Unternehmen der Öl- und Gasindustrie in Bezug auf potenzielle Pilotprogramme in den USA und Europa angesprochen worden“. Während Prototyping und Entwicklung fortgesetzt werden, hat das Unternehmen in einer Seed- und Seed-Extension-Runde rund 11 Millionen US-Dollar von Investoren wie den Stripe-Mitbegründern Patrick und John Collison gesammelt. Die 6-Millionen-Dollar-Seed-Extension-Runde wurde letzten Monat abgeschlossen.
Das Unternehmen hat noch einen langen – sehr, sehr, sehr langen – Weg vor sich, bevor es seine volle Vision verwirklicht hat. Handmer ist nichts, wenn nicht bestimmt.
„Mein Hintergrund, denke ich, ist wie bei allen Startups der Sieg von Ignoranz und Hoffnung über harte Erfahrungen“, sagte Handmer. „Sehr, sehr wenige Startups werden von Leuten gegründet, die das Ausmaß der Schwierigkeiten, die Beharrlichkeit, die einfach immer wieder versuchen, es nach Bedarf am Laufen zu halten, wirklich voll und ganz zu schätzen wissen.“
Die Geschichte wurde aktualisiert, um widerzuspiegeln, dass die Pläne des Unternehmens letztendlich Milliarden Morgen Land erfordern könnten.