Kohlenstoffabscheidungstechnologie basiert auf leistungsstarken CO2-Sensoren
Als erstes Unternehmen des globalen Südens für die direkte Abscheidung aus der Luft (DAC) hat Octavia Carbon die weltweit zweite DAC- und geologische Speicheranlage in Betrieb genommen.
Octavia nutzt Kenias reichlich vorhandene erneuerbare Geothermie, um Kohlendioxid aus der Luft aufzufangen und sicher unterirdisch zu speichern. Dabei hat Octavia eine skalierbare Technologie entwickelt, die auf den einzigartigen Leistungseigenschaften der Vaisala CO2-Messsensoren basiert.
Hintergrundinformationen
Die globalen Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels zielen darauf ab, den Gehalt an Treibhausgasen (THG) in der Atmosphäre zu senken. Dies kann erreicht werden, indem die Treibhausgasemissionen, beispielsweise aus Industrie, Gebäuden und Verkehr, reduziert und Treibhausgase aus der Atmosphäre entfernt werden. Kohlenstoffabscheidung kann in beiden Szenarien eingesetzt werden – in der punktuellen CO2-Abscheidung und in der Abscheidung von CO2 direkt aus der Luft – DAC.
Der DAC-Prozess benötigt Energie. Daher muss die Energieversorgung klimaneutral sein, damit der Prozess eine Nettoreduzierung der Treibhausgase bewirken kann. Hier hat Kenia einen bedeutenden Vorteil. Der kenianische Abschnitt des Great Rift Valley bietet enormes Potenzial für Geothermie. Durch tektonische Plattenbewegungen vor etwa 25 Millionen Jahren konnte Wasser in Kontakt mit heißen Gesteinen in 1 bis 3 km Tiefe gelangen, wodurch eine Mischung aus überhitztem Wasser unter hohem Druck und Dampf entstand – ideale Bedingungen für die Erzeugung von Geothermie.
Heute werden rund 90 % des kenianischen Stroms aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt, wobei die Geothermie nach wie vor die bedeutendste Quelle darstellt. Die geothermischen Kraftwerke des Landes erzeugen auch Abwärme, und die Technologie von Octavia Carbon wurde entwickelt, um diese Ressource zu nutzen. Darüber hinaus eignet sich diese unterirdische vulkanische Geologie ideal für die dauerhafte unterirdische CO2-Speicherung.
Der Erfolg von DAC hängt stark von der Effizienz ab, mit der CO2 aus der Luft entfernt werden kann. Insbesondere müssen die Betreiber von DAC-Anlagen die Differenz zwischen dem Durchfluss des abgeschiedenen CO2 und den CO2-Emissionen des Abscheidungsprozesses maximieren. Die genaue Messung der CO2-Konzentration ist daher entscheidend.
Octavia Carbon
Octavia Carbon wurde 2022 von zwei Pionieren gegründet und beschäftigt mittlerweile über 60 Mitarbeitende, die sich zum Ziel gesetzt haben, die DAC-Technologie kostengünstiger und wirkungsvoller zu gestalten. Ziel des Unternehmens ist es, eine effektive Lösung für die dauerhafte Kohlenstoffentfernung bereitzustellen und als Auslöser für ökologisches industrielles Wachstum und Klimagerechtigkeit im globalen Süden zu wirken.
Im September 2025 endete der zweite Africa Climate Summit mit einem klaren Aufruf, Afrika nicht als Opfer des Klimawandels, sondern als Motivator für Lösungen in der globalen Klimawirtschaft zu positionieren. Octavia Carbon wurde gegründet, um Teil dieser Lösungen zu werden.
Octavia bietet verschiedene Pakete zur Kohlendioxidentfernung (CDR), die es Einzelpersonen und Organisationen ermöglichen, philanthropische Spenden zu tätigen und/oder ihre CO2-Emissionen auszugleichen. Darüber hinaus können Organisationen, die am Emissionshandel teilnehmen, CDR-Gutschriften direkt von Octavia kaufen.
Nach der direkten Abscheidung von CO2 aus der Umgebungsluft verflüssigt Octavia das Gas und leitet es an einen Partner zur dauerhaften unterirdischen Speicherung weiter.
Herausforderung bei CO2-Messung
Um einen möglichst effizienten DAC-Prozess zu entwickeln, musste das Optimierungsteam von Octavia in der Lage sein, in jeder Phase des Prozesses genaue Inline-Messungen durchzuführen. Darüber hinaus ist die Verifizierung von Octavias Kohlenstoffabscheidungsprozess nur durch genaue und zuverlässige CO2-Messungen möglich.
Das Personal von Octavia testete und sortierte mehrere Produkte von CO2-Sensorherstellern aus, bevor sie sich für Vaisala entschieden. Khamis Mwalwati Muniru, Process Optimization Lead bei Octavia, erklärt: „In meinem Team testen wir Materialien eingehend, um ihre CO₂-Abscheidungseffizienz zu beurteilen. Dieser Prozess erfordert eine präzise CO₂-Überwachung über einen breiten Konzentrationsbereich, der sich während der CO₂-Freisetzungsphasen von 0 bis 100 Vol.-% erstreckt und während der CO₂-Abscheidung bis unter 400 ppm reicht, was eine außergewöhnliche Messgenauigkeit notwendig macht.“
Khamis Mwalwati Muniru stellte fest, dass einige Sensoren bei bestimmten Konzentrationen genaue Messungen durchführen konnten, bei anderen jedoch nicht, und dass die Zuverlässigkeit bei einigen Sensoren ein Problem darstellte. „Wir müssen in der Lage sein, CO2-Gehalte aus einer Umgebungskonzentration von etwa 430 ppm bis hin zu einem CO2-Abscheidegrad von 99,99 % genau zu messen“, erzählt er. „Vaisala Sensoren waren als einzige in der Lage, die erforderliche Genauigkeit über einen so breiten Bereich zu bieten.“
Neben der Messgenauigkeit benötigte das Team von Khamis Mwalwati Muniru auch die Messstabilität. „Unser DAC ist im Wesentlichen ein Chargenprozess, was bedeutet, dass die Sensormessungen innerhalb eines kurzen Zeitraums – typischerweise etwa einer Stunde – von sehr niedrig bis sehr hoch schwanken. Wir stellten fest, dass einige der anfänglichen (mittlerweile aussortierten) Sensoren bereits nach einem einzigen Zyklus an Genauigkeit verloren, was zwei wichtige Konsequenzen hatte. Erstens mussten wir häufige, mühsame und zeitaufwendige Neukalibrierungen durchführen, und zweitens, und das ist das Wichtigste, konnten wir uns nicht auf die Messungen verlassen, um den Punkt zu bestimmen, an dem das Sorptionsmittel vollständig gesättigt war.“
Vaisala Lösung erwies sich als ideal für Kohlenstoffabscheidung
Das Prozessoptimierungsteam von Octavia bewertete die Vaisala GMP343 Kohlendioxidsonde und stellte fest, dass sie für ihre Anwendung ideal geeignet ist. „Neben einem großen Messbereich benötigten wir auch eine hohe Genauigkeit unter 400 ppm, was mit den meisten der von uns getesteten Sensoren nicht möglich war“, beschreibt Khamis Mwalwati Muniru. „Wir waren daher begeistert festzustellen, dass die GMP343 dies mit einer Genauigkeit von ±3 ppm und Langzeitstabilität erreichen konnte. Zum Glück bedeutete dies, dass wir nicht vor jedem Test neu kalibrieren mussten.“
In der GMP343 kommt Vaisala CARBOCAP® Technologie zum Einsatz, ein nichtdispersiver Infrarotsensor (NDIR) auf Siliziumbasis mit Einstrahl-Bifrequenz und ohne bewegliche Teile. CARBOCAP® Sensoren bieten eine hohe Stabilität über die Zeit, da sie über einen mikromechanischen FPI-Filter verfügen. Dieser liefert eine Referenzmessung und kompensiert so mögliche Änderungen der Lichtquellenintensität sowie Verunreinigungen und Schmutzansammlungen im optischen Pfad. Für Octavia entsprach diese Stabilität einem ausgezeichneten Wert von ±2 % des Messwerts pro Jahr.
Neben der GMP343 verwendet Octavia auch die Vaisala MGP241, die speziell für Kohlenstoffabscheidungsprozesse entwickelt wurde und zuverlässige Messungen unter nassen und rauen Bedingungen bereitstellt. Bei Inline-Messungen mit automatischer Temperatur- und Druckkompensation reicht der Messbereich der MGP241 von 0 bis 100 Vol.-% CO2 und nutzt zudem die CARBOCAP® Technologie für langfristige Stabilität. Die MGP241 erwies sich als perfekt für Messungen nach der Adsorption.
Samy Oumaziz, Africa Industrial Measurement Sales Manager bei Vaisala, sagt: „Wir freuen uns sehr, Octavia Carbon unterstützen zu können – nicht nur, um die Prozesssteuerung zu verbessern und Vertrauen in die CO₂-Messungen aufzubauen, sondern auch, weil dieser DAC-Prozess skalierbar ist. Wir sind begeistert von den Aussichten für die Zukunft.“ Wir haben eng mit Octavia zusammengearbeitet, um ihren DAC-Prozess eingehend zu verstehen, die anspruchsvollen Messanforderungen zu definieren und eine maßgeschneiderte CO₂-Messlösung bereitzustellen, die das zukünftige Wachstum von Octavia unterstützt und zum breiteren Fortschritt der afrikanischen Klimainnovation beiträgt.“
DAC-Prozess von Octavia Carbon
Der Prozess umfasst drei Hauptphasen – Adsorption, Desorption und Verflüssigung/Injektion. Jede Phase benötigt Energie, aber dank Kenias einfachem Zugang zu erneuerbarer Geothermie sind Octavias Prozesse kostengünstig und CO2-frei.
In der ersten Phase wird Umgebungsluft (mit etwa 430 ppm CO₂) in die DAC-Anlage geleitet, wo sie durch einen Filter mit chemischen Sorptionsmitteln strömt. Diese Chemikalien binden gezielt Kohlendioxid und entfernen es wirksam aus der Luft, bis das Filtermaterial vollständig mit CO2 gesättigt ist.
In der Desorptionsphase wird dem Filtermaterial unter Vakuum indirekt Wärme zugeführt, wodurch das konzentrierte CO2 freigesetzt und extrahiert wird. Dieser Prozess regeneriert die Filter zur Wiederverwendung.
Im letzten Schritt wird das abgeschiedene CO2 komprimiert und abgekühlt, wodurch es sich verflüssigt und anschließend zu sicheren geologischen Standorten geleitet werden kann, wo es tief unter die Erde in geeignete Gesteinsformationen injiziert wird. Unter diesen Bedingungen wird das CO2 im Laufe der Zeit durch einen Prozess namens Karbonisierung allmählich mineralisiert und dauerhaft im Gestein eingebunden.
Wichtig ist, dass Octavias DAC-Prozess vollständig modular und daher skalierbar ist, sodass das Unternehmen ehrgeizige Wachstumsziele verfolgt. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2026 mit der ersten kommerziellen Anlage (Project Hummingbird) jährlich 1.000 Tonnen CO₂ aufzufangen und bis 2030 jährlich über eine Million Tonnen zu entfernen.
Zusammenfassung
Antti Heikkilä, Product Line Manager von Vaisala, betont: „Wir freuen uns sehr, Octavia Carbon bei diesem spannenden Projekt unterstützen zu können. Unsere einzigartigen CO2-Sonden wurden speziell für anspruchsvolle Anwendungen wie diese entwickelt. Mit „Taking every measure for the planet“ als unserem Hauptzweck ist dieses Projekt ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Vaisala Messungstechnologie dazu beiträgt, dem Klimawandel entgegenzuwirken.“
„Letztlich wird die Rolle von DAC durch die Kosten pro Tonne des abgeschiedenen CO2 bestimmt“, erklärt Khamis Mwalwati Muniru. “Wir haben im Rift Valley den Vorteil, von kohlenstofffreier Geothermie zu profitieren, aber die Skalierbarkeit unserer Technologie wird stark von der Prozessoptimierung abhängen.“
Präzise und zuverlässige CO2-Messungen sind sowohl für die Prozessoptimierungs- als auch für die Betriebsteams von Octavia Carbon unerlässlich. Ohne genaue Messungen wäre es nicht möglich, die Sorptionsmittelleistung zu wählen und zu verbessern. Ebenso ermöglichen präzise Messungen eine effektive Prozesssteuerung, sodass das Betriebspersonal beispielsweise den genauen Zeitpunkt der Sorptionsmittelsättigung erkennen kann.
Die genaue und zeitnahe Identifizierung der Sorptionsmittelsättigung ist entscheidend für die Prozesseffizienz, da sie hilft, die CO₂-Abscheidung zu maximieren, Kosten zu minimieren, Zeit zu sparen und den Prozessenergieverbrauch zu senken.
Schließlich, und vielleicht am wichtigsten, ist es unerlässlich, dass die Kunden von Octavia Carbon volles Vertrauen in die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des von ihnen erworbenen CDR haben. Dies wird durch eine Akkreditierung durch Dritte gestützt, hängt jedoch auch vollständig von genauen CO2-Messungen ab.
