We review energy and economic requirements, available technologies, and limiting factors for direct air capture systems. As the concentration of carbon dioxide in the Earth's atmosphere continues to increase, discussion about various methods to bring this gas under control intensify. Current data from the US National Oceanic and Atmospheric Administration's Earth System Research Laboratory: Global Monitoring Division (NOAA/ESRL) shows atmospheric carbon dioxide concentrations teasing the 400 ppm by volume threshold in 2015 (Dlugokencky & Tans, 2015). The climate goal noted in the Copenhagen Accord, and discussed internationally since, is “to hold the increase in global temperature below 2 degrees Celsius” (UNFCCC, 2010, p. 5, 2015). To obtain this goal, various pathways have been suggested by the IPCC which incorporate different scenarios utilizing varying combinations of methods and technologies (IPCC, 2014). While ideally atmospheric carbon dioxide would be reduced through a decrease in consumption and introduction of new technologies that eliminate emissions, reduce emissions, or capture emissions at their source, removing atmospheric carbon dioxide after release into the atmosphere for sequestration is also an option. Direct air capture (DAC) is one of several proposed technologies intended to remove carbon dioxide directly from the atmosphere, regardless of its source. Since the atmosphere effectively disperses CO2 emissions from both large and small sources quickly and evenly, a continuous supply of CO2 laden air would naturally be delivered to any DAC site, with no local buildup of CO2 depleted air likely (Goeppert, Czaun, Surya Prakash, & Olah, 2012, p. 7837). Debate about the efficiency and practicality of this technology has been heated, but as atmospheric carbon continues to rise the pathways necessary to achieve the 2 degree goal become increasingly dependent on achieving negative carbon emissions by the second half of this century (IPCC, 2014, p. 490). The success of technologies such as DAC become ever more important.

This document describes the REMIND model in its version 1.5. REMIND is an integrated assessment model of the energy-economy-climate system. REMIND stands for “Regional Model of Investments and Development.”

This document describes the REMIND model in its version 1.6. REMIND is an integrated assessment model of the energy-economy-climate system. REMIND stands for “Regional Model of Investments and Development.”

Um die globale Erwärmung auf unter 2°C oder besser auf 1,5°C zu begrenzen, müssen wireinen Teil des ausgestoßenen Kohlendioxids (CO2) wieder aus der Atmosphäre entfernen. Das zeigt die Auswertung von Klimamodellen des Weltklimarates. Diese CO2-Entnahme wird auch als "negative Emissionen“ bezeichnet. Aufforstung ist eine erprobte Methode, der Atmosphäre CO2 zu entziehen. Allerdings kann der dabei aufgenommene Kohlenstoff durch Waldbrände oder Schädlinge wieder freigesetzt werden - dieses Risiko steigt mit dem fortschreitenden Klimawandel. Ein weiterer Nachteil ist der große Landbedarf. Andere CO2-Entnahmeverfahren sind zum Teil (noch) sehr teuer, einige erfordern weitere Forschung. Für die direkte Entnahme von CO2 aus der Luft gibt es bereits erste kommerzielle Anlagen. Sie benötigen nur wenig Platz, dafür aber viel Energie. Das CO2 kann dann unterirdisch eingelagert werden. Wie viel CO2 mit den verschiedenen Verfahren dauerhaft aus der Atmosphäre entfernt werden kann und was das kosten würde, ist noch unsicher. Klimamodelle zeigen: Negative Emissionen sind eine notwendige Ergänzung, aber kein Ersatz für ambitionierte CO2-Einsparmaßnahmen. Sie können eine begrenzte Menge schwer vermeidbarer Treibhausgasemissionen vor allem aus der Landwirtschaft und einigen Industriezweigen auffangen. Das ändert aber nichts daran, dass der Einsatz von Kohle, Erdgas und Erdöl zeitnah beendet werden muss.