BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Erhalten und/oder Ausgleichen eines vorbestimmten Kohlenstoffdioxid/Sauerstoff-Verhältnisses in atmosphärischer Luft, insbesondere zur Verbesserung atmosphärischer Luftqualität. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einer solchen Anlage.

Seit Beginn der industriellen Revolution im Jahr 1800 ist die atmosphärische CO2- Konzentration von zuvor stabilen 280 ppmv (parts per million by volume) auf 390 ppmv zu Beginn des 21. Jahrhunderts gestiegen. Es wird vorhergesagt, dass sich dieser Anstieg fortsetzen bzw. noch verstärken wird, wenn keine Techniken zur Eindämmung der Kohlenstoffemissionen eingesetzt werden.

Das ratifizierte Pariser Abkommen nennt als Hauptziel, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf unter 2°C über dem vorindustriellen Niveau zu halten, was eine Reduzierung der CCh-Emissionen bis 2050 auf Null erfordert. Vorschläge zur Begrenzung dieser Emissionen umfassen die Verwendung von Biobrennstoffen, Sonnenenergie und Windturbinen.

Der natürliche Kohlenstoffkreislauf hat sich über lange Zeit derart eingestellt, dass CO2 in einer bestimmten Menge in der Atmosphäre vorhanden ist. Dabei spielen Pflanzen eine tragende Rolle, die durch Photosynthese den Kohlenstoff aus dem CO2 absorbieren und den Sauerstoffanteil an die Atmosphäre wieder abgeben. Das CO2 wird dadurch aus der Luft entfernt (über 100 Milliarden Tonnen Kohlenstoff werden auf diese Weise jährlich von den Pflanzen aufgenommen). Es ist allgemein bekannt, dass wachsender Wald besonders im Alter zwischen 10 und 40 Jahren sehr gut dafür geeignet ist, den Kohlenstoff aus dem in der Luft befindlichem CO2 zu binden und den Sauerstoff an die Atmosphäre abzugeben. Üblicherweise gibt ein solcher Wald auf einer Fläche von einem Hektar zirka 15 bis 30 Tonnen Sauerstoff pro Jahr an die Atmosphäre ab. Die Abgabemenge von Sauerstoff hängt hierbei von der Art des Waldes ab (Laubwald, Nadelwald oder Mischwald). Der natürliche Wald hat den Nachteil, dass die effektive CCh-Bindung beziehungsweise Sauerstoffproduktion auf den vorgenannten Alterszeitraum eingeschränkt ist. Eine weitere Einschränkung stellt die Abhängigkeit des Photosynthesevorgangs von Sonnenlicht dar. Während der Wald bei Tageslicht CO2 binden und somit Sauerstoff produzieren kann, ist dies bei Nacht nicht möglich. Des Weiteren müssen nach dem Verrotten oder Fällen von Bäumen wieder neue Bäume gepflanzt werden, um den natürlichen CCh-Kreislauf aufrecht zu erhalten. Dies zieht einen hohen Aufwand mit sich.

Da der Waldbestand in den vergangenen Jahrzehnten drastisch gesunken ist und fortwährend weiter zurückgeht, ist es unerlässlich, neue Technologien zu entwickeln, die in kurzer Zeit umgesetzt werden können und in der Lage sind, den noch bestehenden natürlichen Wald in seiner Funktion zu unterstützen sowie die globale Erwärmung zumindest zu verlangsamen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Anlage anzugeben, die durch einen kontinuierlichen Prozess den natürlichen Wald in seiner Funktion unterstützt und dadurch die globale Erwärmung zumindest verlangsamt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren und ein System mit einer solchen Anlage anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Anlage durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens und des Systems wird die vorstehend genannte Aufgabe jeweils durch den Gegenstand des Anspruchs 11 (Verfahren) und des Anspruchs 12 (System) gelöst.

Konkret wird die Aufgabe durch eine Anlage, insbesondere ein Kraftwerk, zum Erhalten und/oder Ausgleichen eines vorbestimmten Kohlenstoffdioxid/Sauerstoff- Verhältnisses in atmosphärischer Luft, insbesondere zur Verbesserung atmosphärischer Luftqualität, gelöst, wobei die Anlage Folgendes umfasst:

- wenigstens eine Elektrolyseeinheit zur Sauerstoffherstellung, die mit wenigstens einer Wasserzuführleitung zur Aufnahme einer Wassermenge verbunden ist und dazu angepasst ist, eine aufgenommene Wassermenge durch Elektrolyse in eine Sauerstoffteilmenge und eine Wasserstoffteilmenge zu zerlegen; - wenigstens eine Wasserstofftransporteinrichtung, die dazu angepasst ist, die Wasserstoffteilmenge zur Speicherung und/oder zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen;

- wenigstens eine Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit zur Reinigung von Umgebungsluft einer die Anlage umgebenden Außenatmosphäre, die wenigstens einen Lufteinlass zur Zufuhr der Umgebungsluft und wenigstens eine nachgeordnete Absorbereinrichtung aufweist, die dazu angepasst ist, eine Kohlenstoffdioxidmenge aus der Umgebungsluft zu extrahieren; und

- wenigstens eine Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung, die dazu angepasst ist, die Kohlenstoffdioxidmenge zur Speicherung und/oder Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.

Die Elektrolyseeinheit weist wenigstens einen Sauerstoffauslass zur Abgabe der Sauerstoffteilmenge und die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit wenigstens einen Luftauslass zur Abgabe von gereinigter Umgebungsluft auf, wobei der Sauerstoffauslass und der Luftauslass in die Außenatmosphäre münden.

Die Erfindung hat verschiedene Vorteile. Um Sauerstoff zur Abgabe in die Außenatmosphäre herzustellen, ist für die Anlage lediglich Wasser als Basisstoff erforderlich, der durch einen Elektrolyseprozess in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt wird. Dieser Prozess wird als Wasserelektrolyse bezeichnet. Die Elektrolyseeinheit ist zur Aufnahme einer Wassermenge für den Elektrolyseprozess mit der Wasserzuführleitung verbunden. Die Wassermenge kann eine Süßwassermenge oder eine entsalzte Meerwassermenge sein. Des Weiteren kann wenigstens eine Aufbereitungseinheit vorgesehen sein, die die Wassermenge vor dem Elektrolyseprozess aufbereitet, insbesondere reinigt.

Ist die aufgenommene Wassermenge durch die Elektrolyseeinheit in eine Sauerstoffteilmenge und eine Wasserstoffteilmenge aufgeteilt, wird die abgetrennte Sauerstoffteilmenge durch den Sauerstoffauslass der Elektrolyseeinheit in die Außenatmosphäre abgeführt. Dadurch wird die Luft der Außenatmosphäre mit frischem Sauerstoff vermischt und der natürliche Wald bei der Sauerstoffproduktion unterstützt.

Der Sauerstoffauslass kann durch wenigstens eine Leitung, insbesondere eine Rohrleitung, gebildet sein, die sich von der Elektrolyseeinheit zur Außenatmosphäre hin erstreckt. Alternativ kann der Sauerstoffauslass durch einen Kamin gebildet sein, durch den die abgetrennte Sauerstoffteilmenge in die Atmosphäre abführbar ist. Zum Abführen der Sauerstoffteilmenge kann wenigstens ein Ventilator, insbesondere ein Gebläse, zwischen der Elektrolyseeinheit und dem Sauerstoffauslass angeordnet sein.

Die abgetrennte Wasserstoffteilmenge wird mittels der Wasserstofftransporteinrichtung zur Speicherung bereitgestellt. Die Wasserstofftransporteinrichtung kann eine Rohrleitung sein, die mit der Elektrolyseeinheit verbunden ist. Die Anlage kann einen Wasserstoffspeicher aufweisen, der die Wasserstoffteilmenge durch die Wasserstofftransporteinrichtung aufnimmt. Die Wasserstofftransporteinrichtung verbindet bevorzugt die Elektrolyseeinheit mit dem Wasserstoffspeicher. Der Wasserstoffspeicher kann ein Behälter, insbesondere ein Druckbehälter sein. Ferner ist die Wasserstofftransporteinrichtung dazu angepasst, die Wasserstoffteilmenge alternativ oder zusätzlich zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Es ist möglich, dass die Wasserstoffteilmenge zusammen mit der Kohlenstoffdioxidmenge aus dem Extraktionsprozess zu einem synthetischen Kraftstoff verarbeitet wird.

Die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit ist dazu angepasst, eine Kohlenstoffdioxidmenge aus Umgebungsluft zu extrahieren. Die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit dient daher zur Reinigung der Umgebungsluft der Außenatmosphäre von Kohlenstoffdioxid. Dazu weist die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit die Absorbereinrichtung auf, die dazu angepasst ist, wenigstens eine Kohlenstoffdioxidmenge aus der Umgebungsluft zu entnehmen. Die Absorbereinrichtung ist bevorzugt ein Amintauscher. Andere Absorbereinrichtungen zur Extraktion von Kohlenstoffdioxid aus Luft sind möglich.

Die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit hat den Vorteil, dass die CO2- Konzentration in der Atmosphäre reduziert und somit der ursprünglichen Konzentration vor der Industrialisierung wieder angenähert wird. Dies stellt eine Teilfunktion des natürlichen Waldes dar, sodass dieser weiter unterstützt wird. Vorteilhaft wird dadurch die globale Erwärmung verlangsamt. Durch die Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung wird die extrahierte Kohlenstoffdioxidmenge zur Speicherung bereitgestellt. Die Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung kann eine Rohrleitung sein, die mit der Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit verbunden ist. Die Anlage kann einen Kohlenstoffdioxidspeicher aufweisen, der die Kohlenstoffdioxidmenge durch die Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung aufnimmt. Die Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung kann die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit mit dem Kohlenstoffdioxidspeicher verbinden. Der Kohlenstoffdioxidspeicher kann ein Behälter, insbesondere ein Druckbehälter sein.

Es ist möglich, die Kohlenstoffdioxidmenge durch dauerhafte Lagerung aus dem COz-Kreislauf zu entfernen. Beispielsweise ist die extrahierte Kohlenstoffdioxidmenge in wenigstens einer Lagerstätte in tiefere Erdschichten lagerbar. Zusätzlich oder alternativ ist die Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung weiter dazu angepasst, die Kohlenstoffdioxidmenge alternativ oder zusätzlich zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.

Die erfindungsgemäße Anlage bildet ein Mittel, mit dem die Zusammensetzung der atmosphärischen Luft im Gleichgewicht gehalten werden kann. Mit anderen Worten wird durch die Anlage eine unerwünschte Verringerung des Sauerstoffanteils sowie eine unerwünschte Erhöhung des CCh-Anteils in der Luft verhindert. Mit der erfindungsgemäßen Anlage wird somit eine Mengenregulierung der Bestandteile in der atmosphärischen Luft ermöglicht, sodass ein dauerhaft bestehendes Mengengleichgewicht der Luftbestandteile in der Erdatmosphäre erhalten beziehungsweise ein bestehendes Ungleichgewicht der Mengen der Luftbestandteile ausgeglichen werden kann.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass die Anlage unabhängig von einer Tages- und Nachtzeit kontinuierlich betreibbar ist. Im Unterschied zu natürlichem Wald, der für die Photosynthese Sonnenlicht benötigt, ist durch die erfindungsgemäße Anlage Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre fortwährend entnehmbar sowie Sauerstoff der Atmosphäre kontinuierlich zuführbar. Des Weiteren ist die Sauerstoffabgabe- sowie Kohlenstoffdioxidentnahmeleistung der Anlage im Wesentlichen unabhängig von einer Lebensdauer der Anlage. Durch den Betrieb der Anlage ist in einem kontinuierlichen Prozess Sauerstoff herstellbar und Kohlenstoffdioxid absorbierbar. Dadurch wird der natürliche Wald zuverlässig unterstützt.

Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Anlage als Großkraftwerk in Küstengegenden, insbesondere mit See- oder Meerzugang, betreibbar, da Wasser zur Sauerstoffherstellung in sehr großen Mengen zur Verfügung steht. Vorzugsweise ist die Anlage für den Betrieb in sehr trockenen Gebieten, insbesondere Wüsten, ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass derartige Gebiete, in denen keine oder nur mehr geringe Vegetation vorherrscht, durch sinnvolle Nutzung aufgewertet werden. Die erfindungsgemäße Anlage bildet im Wesentlichen einen künstlichen Wald, der eine Funktion des natürlichen Waldes übernimmt und/oder den natürlichen Wald in seiner Funktion unterstützt. Ferner kann die Anlage in Kombination mit einer Photovoltaikanlage vollständig energieautark, d.h. ohne die Nutzung von fossilen Brennstoffen betrieben werden.

Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Anlage als Kleinkraftwerk, beispielsweise in Gebäuden und/oder in Freibereichen in Städten, zur Verbesserung der Luftqualität zum Einsatz kommt.

Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhalten und/oder Ausgleichen eines vorbestimmten Kohlenstoffdioxid/Sauerstoff- Verhältnisses in atmosphärischer Luft, insbesondere zur Verbesserung atmosphärischer Luftqualität, durch eine Anlage, insbesondere eine erfindungsgemäße Anlage, wobei bei dem Verfahren

- von wenigstens einer Elektrolyseeinheit zur Sauerstoffherstellung durch wenigstens eine Wasserzuführleitung eine Wassermenge aufgenommen wird und die aufgenommene Wassermenge durch Elektrolyse in eine Sauerstoffteilmenge und eine Wasserstoffteilmenge zerlegt wird;

- die Wasserstoffteilmenge durch wenigstens eine Wasserstofftransporteinrichtung zur Speicherung und/oder zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt wird;

- Umgebungsluft einer die Anlage umgebenden Außenatmosphäre durch wenigstens eine Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit gereinigt wird, wobei die Umgebungsluft durch wenigstens einen Lufteinlass einer nachgeordneten Absorbereinrichtung zugeführt wird und anschließend durch die Absorbereinrichtung eine Kohlenstoffdioxidmenge aus der zugeführten Umgebungsluft extrahiert wird; und

- die Kohlenstoffdioxidmenge durch wenigstens eine Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung zur Speicherung und/oder zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Sauerstoffteilmenge nach dem Zerlegen und die gereinigte Umgebungsluft an die Außenatmosphäre abgegeben. Dadurch wird eine Mengenregulierung der Bestandteile der atmosphärischen Luft und somit der Erhalt eines dauerhaft gleichbleibenden Mengengleichgewichts der Luftbestandteile in der Erdatmosphäre beziehungsweise der Ausgleich eines bestehenden Ungleichgewichts der Mengen der Luftbestandteile ermöglicht. Hinsichtlich der weiteren Vorteile wird auf die im Zusammenhang mit der Anlage vorstehend erläuterten Vorteile verwiesen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrolyseeinheit eine Abgabeleistung einer Sauerstoffteilmenge pro Jahr von mindestens 700000 Tonnen auf. Bevorzugt ist die Elektrolyseeinheit dazu angepasst, aus einer Wassermenge von mindestens 500000 Tonnen, insbesondere von mindestens 700000 Tonnen, insbesondere von 750000 Tonnen, mindestens 700000 Tonnen Sauerstoff pro Jahr herzustellen. Im Vergleich zu natürlichem Wald, der eine jährliche Sauerstoff-Abgabeleistung von 15 bis 30 Tonnen pro Hektar aufweist, produziert die Anlage bei dieser Ausführungsform und mit einer beispielhaft angenommenen Fläche von zirka 12 Quadratkilometer um das 5-fache bis 40- fache mehr Sauerstoff pro Jahr.

Alternativ oder zusätzlich weist die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit vorzugsweise eine Extraktionsleistung einer Kohlenstoffdioxidmenge pro Jahr von mindestens 400000 Tonnen, insbesondere 600000 Tonnen auf. Bevorzugt ist die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit dazu angepasst, aus einer Luftmenge von 1450 bis 1600 Megatonnen, insbesondere von 1570 Megatonnen, mindestens 400000 Tonnen, insbesondere 600000 Tonnen, Kohlenstoffdioxid pro Jahr abzutrennen. Dadurch wird die CCh-Konzentration durch einen kontinuierlichen Prozess in der Luft in erheblichen Mengen reduziert. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrolyseeinheit dazu angepasst, aus einer Wassermenge von mindestens 1,5 kg, insbesondere von mindestens 1,7 kg, eine Sauerstoffteilmenge von mindestens 1,2 kg, insbesondere von mindestens 1,5 kg, und/oder eine Wasserstoffteilmenge von mindestens 0,1 kg, insbesondere von mindestens 0,15 kg abzutrennen. Bevorzugt ist die Elektrolyseeinheit dazu angepasst, aus einer Wassermenge von 1,7 kg, eine Sauerstoffteilmenge von mindestens 1,5 kg und eine Wasserstoffteilmenge von mindestens 0,19 kg abzutrennen. Hierbei ist vorteilhaft, dass die Elektrolyseeinheit höchst effizient ausgelegt ist und sehr große Mengen an Sauerstoff und Wasserstoff produziert werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit dazu angepasst, aus einer Umgebungsluftmenge von mindestens 3300 kg eine Kohlenstoffdioxidmenge von mindestens 1,1 kg bis 2kg, insbesondere mindestens 1,4 kg zu extrahieren. Dadurch wird die erhebliche Reduzierung der CCh-Konzentration in der Luft ermöglicht.

Bevorzugt weisen die Elektrolyseeinheit und/oder die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit jeweils wenigstens einen Montagebereich auf, der mit einem Fundament, insbesondere eines Gebäudes und/oder Bauwerks, verbindbar oder verbunden ist. Durch die Montagebereiche sind die Elektrolyseeinheit und/oder die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit bevorzugt mit dem Fundament fest verbunden. Alternativ kann die jeweilige Einheit mit jeweils einem separaten Fundament verbunden sein.

Bei der Ausgestaltung der Anlage als Großkraftwerk sind die Elektrolyseeinheit und/oder die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit in großem Maßstab ausgebildet. Die Elektrolyseeinheit und/oder die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit können jeweils in einem separaten Betriebsgebäude angeordnet sein. Die Elektrolyseeinheit und/oder die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit können in separaten Betriebsgebäuden angeordnet sein, die unmittelbar oder mittelbar aneinander angrenzen. Alternativ können die Elektrolyseeinheit und/oder die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit jeweils in einem Betriebsgebäude gemeinsam angeordnet sein. Eine Kombination aus separater Anordnung und gemeinsamer Anordnung der jeweiligen Elektrolyseeinheit und/oder Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit ist möglich. Die Anlage kann eine eigene Infrastruktur aufweisen. Beispielsweise kann die Anlage wenigstens eine Zufahrtsstraße umfassen. Des Weiteren kann die Anlage aus mehreren Bauwerken bestehen. Dies können beispielsweise industrielle Betriebsgebäude sein. Zusätzlich ist es möglich, dass die Anlage einen Hafen für Schiffe umfasst. Ferner können Stromtrassen vorgesehen sein, um die Anlage mit Strom beispielsweise aus einer Photovoltaikeinheit zu versorgen.

Bei der Ausgestaltung als Kleinkraftwerk kann die Anlage in wenigstens einem Gehäuse angeordnet sein. Das Gehäuse kann die Anlage einhüllen. Das Gehäuse kann aus Kunststoff und/oder Metall ausgebildet sein. Hierbei ist vorteilhaft, dass die Anlage in kommunalen Gebäuden als Teil einer Lüftungsanlage oder in Städten zur Verbesserung der Luftqualität zum Einsatz kommen kann.

Vorzugsweise umfasst die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit wenigstens einen Kamin und wenigstens einen quer zum Kamin verlaufenden Strömungskanal, der an einem in Einbaulage unten angeordneten Bereich mit dem Kamin verbunden ist. Der Kamin weist bevorzugt den Luftauslass und der Strömungskanal den Lufteinlass auf. Weiter bevorzugt ist die Absorbereinrichtung in Strömungsrichtung zwischen dem Strömungskanal und dem Kamin angeordnet. Der Strömungskanal ist bevorzugt länglich und bildet einen Bereich zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Absorbereinrichtung. Der Kamin ist der Absorbereinrichtung nachgeschaltet und führt die gereinigte Umgebungsluft von der Absorbereinrichtung in die Außenatmosphäre ab.

Der Kamin kann zum Strömungskanal im Wesentlichen senkrecht angeordnet sein. Der Luftauslass und der Lufteinlass weisen vorzugsweise einen Höhenversatz zueinander auf. Mit anderen Worten sind der Lufteinlass und der Luftauslass vorzugsweise vertikal versetzt. Die Absorbereinrichtung ist bevorzugt mit Umgebungsluft durchströmbar. Hier ist vorteilhaft, dass durch die Ausgestaltung der Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit mit dem Kamin und dem Strömungskanal eine natürliche Ventilation realisiert wird, sodass kein elektrisch betriebener Ventilator zur Luftbeschleunigung erforderlich ist.

Dennoch ist es möglich, dass bei einer weiteren Ausführungsform ein Ventilator, insbesondere ein Gebläse, vorgesehen ist, der zu reinigende Umgebungsluft der Absorbereinrichtung zuführt. Dies kann beispielsweise beim Anfahren der Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit erforderlich sein, um den natürlichen Kaminzug in der Anfangsphase des Betriebs zu erzeugen.

Der wenigstens eine Kamin kann einen Durchmesser zwischen 20 Meter und 30 Meter und eine Höhe zwischen 50 Meter und 200 Meter aufweisen. Der Durchmesser des Kamins bezieht sich auf die Größe des Luftauslasses. Es ist möglich, dass der Kamin im Anschlussbereich des Strömungskanals einen größeren Durchmesser aufweist, als im Bereich des Luftauslasses. Bevorzugt weist der Kamin einen Durchmesser von 25 Meter und eine Höhe von 100 Meter auf. Durch derartige Abmessungen des Kamins wird eine optimierte natürliche Ventilation ermöglicht.

Beispielsweise wird bei einem Durchmesser von 25 Meter und einer Höhe von 100 Meter des Kamins sowie bei einer ersten Temperatur der Umgebungsluft außerhalb der Absorptionseinheit von 40°C und einer zweiten Temperatur der Umgebungsluft innerhalb der Absorptionseinheit, insbesondere im Strömungskanal und/oder im Kamin, eine Luftventilation bzw. eine Luftdurchströmmenge, insbesondere eine gereinigte Umgebungsluftmenge, mit einer Anzahl von vierzig Kaminen von mindestens 1800 Megatonnen pro Jahr erreicht.

Der Strömungskanal weist vorzugsweise zur Sonnenstrahlabsorption eine in Einbaulage oben angeordnete Fläche, insbesondere zumindest abschnittsweise dunkelfarbige Fläche, auf, um die in den Strömungskanal befindliche Umgebungsluft durch Strahlungswärme zu erwärmen. Der Strömungskanal ist bevorzugt direkt unterhalb der oben angeordneten Fläche angeordnet. Die in Einbaulage oben angeordnete Fläche kann im Wesentlichen schwarz sein. Die oben angeordnete Fläche kann Teil wenigstens eines Blechs sein. Es ist alternativ möglich, dass die oben angeordnete Fläche Teil wenigstens einer Platte ist. Hierbei wird die natürliche Ventilation zur Luftbewegung zwischen dem Strömungskanal und dem Kamin weiter verbessert.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die oben angeordnete Fläche zumindest abschnittsweise dunkelfarbig und zumindest abschnittsweise hellfarbig ausgestaltet. Dadurch wird eine Absorption sowie Reflektion von Sonnenstrahlen ermöglicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die oben angeordnete Fläche Teil eines flächigen Anlagenbereichs, an dessen Längsseite mehrere Kamine, insbesondere vierzig Kamine, in Reihe angeordnet sind, wobei unterhalb der oben angeordneten Fläche zu jeweils einem der Kamin hin ein Strömungskanal verläuft. Die Strömungskanäle können jeweils durch eine Trennwand voneinander getrennt sein. Die Strömungskanäle verlaufen vorzugsweise parallel und sind Teil des flächigen Anlagenbereichs. Dadurch weist die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit einen platzsparenden und vereinheitlichten Aufbau auf.

Der flächige Anlagenbereich kann in der Draufsicht rechteckig ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass der flächige Anlagenbereich in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet ist. Der flächige Anlagenbereich grenzt bevorzugt unmittelbar an die weiteren Einheiten der Anlage an, um die Leitungen kurz zu halten.

Bei einer Ausführungsform weist der flächige Anlagenbereich wenigstens eine Photovoltaikeinheit auf, die auf der oben angeordneten Fläche angeordnet ist. Die Photovoltaikeinheit kann mit der Elektrolyseeinheit zur Stromversorgung verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Photovoltaikeinheit zur Stromversorgung mit der Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit verbunden sein. Die Photovoltaikeinheit kann auf der oben angeordneten Fläche als Photovoltaikfeld ausgebildet sein. Durch die Photovoltaikeinheit ist die Anlage energieautark betreibbar. Hierbei ist vorteilhaft, dass die Anlage ausschließlich mit Strom aus Sonnenenergie betrieben und somit auf fossile Brennstoffe zur Energieerzeugung zur Gänze verzichtet wird.

Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Mengenregulierung von Luftbestandteilen der Erdatmosphäre mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Anlage und wenigstens einer Stromerzeugungseinheit zur autarken Stromversorgung der Anlage, wobei die Stromerzeugungseinheit mit der Anlage elektrisch verbunden ist und zur Stromerzeugung eine oder mehrere, insbesondere ausschließlich, regenerative Energiequellen nutzt. Hierbei wird auf die im Zusammenhang mit der Anlage erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann das System alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf die Anlage genannter Merkmale aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Systems weist die Stromerzeugungseinheit wenigstens einen Pufferspeicher zum Speichern von Energie auf. Der Pufferspeicher kann dazu angepasst sein, elektrischen Strom zu speichern. Alternativ kann der Pufferspeicher dazu angepasst sein, Wasserstoff zu speichern. Durch den Pufferspeicher wird die Energieversorgung der Anlage auch in der Nacht ermöglicht, sodass die Anlage ohne Betriebsunterbrechung betrieben werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Systems ist die Stromerzeugungseinheit wenigstens eine Photovoltaikeinheit zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromerzeugungseinheit wenigstens eine Windkrafteinheit zur Umwandlung von Windenergie in Strom sein. Die Windkrafteinheit kann ein oder mehrere Windräder aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromerzeugungseinheit wenigstens eine Wasserkrafteinheit zur Umwandlung von Wasserenergie in Strom umfassen. Die Wasserkrafteinheit kann wenigstens ein Wasserkraftwerk, insbesondere Flusskraftwerk oder Pumpspeicherkraftwerk sein. Die Wasserkrafteinheit kann zusätzlich oder alternativ ein Wellenkraftwerk umfassen. Ferner kann die Stromerzeugungseinheit zusätzlich oder alternativ wenigstens eine thermische Einheit zur Umwandlung von Wärmeenergie in Strom sein. Die thermische Einheit kann dazu angepasst sein, Wärme aus wenigstens einer unter der Erdoberfläche liegenden Erdschicht in Strom umzuwandeln. Andere thermische Einheit sind möglich.

Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Anlage beziehungsweise das erfindungsgemäße System ausgestaltet sein können.

In diesen zeigen,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Systems zum Erhalten und/oder Ausgleichen eines vorbestimmten Kohlenstoffdioxid/Sauerstoff- Verhältnisses in atmosphärischer Luft nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Systems zum Erhalten und/oder Ausgleichen eines vorbestimmten Kohlenstoffdioxid/Sauerstoff- Verhältnisses in atmosphärischer Luft nach einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen flächigen Anlagenbereich des Systems gemäß Fig. 2; und

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch den flächigen Anlagenbereich des Systems gemäß Fig. 3.

Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Systems 30 zum Erhalten und/oder Ausgleichen eines vorbestimmten Kohlendioxid-Sauerstoff-Verhältnisses in atmosphärischer Luft nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Das System 30 umfasst eine Anlage 10 mit einer Elektrolyseeinheit 11 zur Sauerstoffherstellung und eine Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit 12 zur Reinigung von Umgebungsluft UL einer die Anlage 10 umgebenden Außenatmosphäre. Ferner umfasst das System 30 eine Stromerzeugungseinheit 31 zur autarken Stromversorgung der Anlage 10, auf die später näher eingegangen wird.

Die Elektrolyseeinheit 11 ist dazu ausgebildet, eine Wassermenge M HZO durch Elektrolyse in eine Sauerstoffteilmenge M02 und eine Wasserstoffteilmenge zu zerlegen. Die Elektrolyseeinheit 11 bildet somit eine Einheit zur Wasserelektrolyse. Die Elektrolyseeinheit 11 ist mit einer Wasserzuführleitung 13 zur Aufnahme der Wassermenge M H2O verbunden. Wie in Fig. 1 erkennbar ist, ist zwischen der Elektrolyseeinheit 11 und der Wasserzuführleitung 13 eine Pumpeneinheit 25 angeordnet. Die Pumpeneinheit 25 weist wenigstens eine Pumpe zur Beförderung von Wasser aus einem Wasserreservoir 26 auf. Das Wasserreservoir 26 kann ein Meer mit Meerwasser sein. Alternativ kann das Wasserreservoir 26 ein See mit Süßwasser sein. Es ist auch möglich, dass die Wasserzuführleitung 13 mit einem Fluss verbunden ist, um Süßwasser für die Wasserelektrolyse zu entnehmen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anlage 10 ist die Wasserzuführleitung 13 mit einem Meer zur Entnahme von Meerwasser verbunden. Die Anlage 10 ist in Küstennahe angeordnet, um die zu überwindende Distanz zur Wasserzufuhr, insbesondere die Wasserzuführleitung 13 kurzzuhalten.

Die Pumpeneinheit 25 ist dazu ausgebildet, Meerwasser aus dem Meer zu fördern und weiteren Anlagenteilen bzw. Einheiten zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Um das Meerwasser für den Elektrolysevorgang durch die Elektrolyseeinheit 11 aufzubereiten, weist die Anlage 10 eine Meerwasserentsalzungseinheit 27 auf. Die Meerwasserentsalzungseinheit 27 ist mit der Pumpeneinheit 25 durch wenigstens eine Rohrleitung verbunden. Die Meerwasserentsalzungseinheit 27 ist dazu angepasst, aus der geförderten Meerwassermenge M HZO einen bestimmten Salzanteil herauszutrennen, so dass das Meerwasser nach dem Entsalzungsvorgang durch die Meerwasserentsalzungseinheit 27 einen verringerten Salzgehalt aufweist. Die entsalzte Meerwassermenge M _H 2O entspricht der Wassermenge M _H 2O, die durch die Elektrolyseeinheit 11 in eine Sauerstoffteilmenge M02 und eine Wasserstoffteilmenge zerlegt wird. Die Elektrolyseeinheit 11 ist mit der Meerwasserentsalzungseinheit 27 durch mindestens eine Rohrleitung verbunden. Um das entsalzte Meerwasser von der Meerwasserentsalzungseinheit 27 zu der Elektrolyseeinheit 11 zu fördern, kann wenigstens eine weitere Pumpe zwischengeschaltet sein.

Wie vorstehend beschrieben, ist die Elektrolyseeinheit 11 dazu ausgelegt, die aufgenommene Wassermenge M H2O in eine Wasserstoffteilmenge und eine Sauerstoffteilmenge M02 zu zerlegen. Konkret weist die Elektrolyseeinheit 11 eine Abgabeleistung der Sauerstoffteilmenge M02 pro Jahr von mindestens 700000 Tonnen auf. Um diese Abgabeleistung zu erreichen, ist die Elektrolyseeinheit 11 dazu angepasst, aus einer aufgenommenen Wassermenge M H2O von mindestens 1,5 kg eine Sauerstoffteilmenge M02 von mindestens 1,2 kg abzutrennen. Bevorzugt ist die Elektrolyseeinheit 11 dazu angepasst, aus einer Wassermenge MH2O von mindestens 1,7 kg eine Sauerstoffteilmenge M02 von mindestens 1,5 kg abzutrennen. Zur Abgabe der erzeugten Sauerstoffteilmenge M02 weist die Elektrolyseeinheit 11 einen Sauerstoffauslass 16 auf, der in die Außenatmosphäre mündet. Es ist möglich, dass die Elektrolyseeinheit 11 einen oder mehrere Sauerstoffauslässe 16 zur Abgabe der erzeugten Sauerstoffteilmenge M02 aufweist. Um eine jährliche Abgabeleistung der Elektrolyseeinheit 11 von 700000 Tonnen Sauerstoff zu erreichen, sind mindestens 500000 Tonnen entsalztes Meerwasser notwendig. Um die Wassermenge für den Elektrolyseprozess zu erhöhen, sind zusätzlich andere Wasserversorgungsquellen möglich.

Die Anlage 10 weist des Weiteren wenigstens eine nicht dargestellte Wasserstofftransporteinrichtung auf, die dazu angepasst ist, die aus der Wassermenge M HZO abgetrennte Wasserstoffteilmenge zur Speicherung und/oder zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Es ist möglich, dass die Anlage 10 dazu einen Wasserstoffspeicher aufweist, der mit der Wasserstofftransporteinrichtung verbunden ist. Die Wasserstofftransporteinrichtung führt nach dem Elektrolysevorgang die abgetrennte Wasserstoffteilmenge von der Elektrolyseeinheit 11 dem Wasserstoffspeicher zu. Alternativ ist es möglich, dass die Wasserstofftransporteinrichtung die Wasserstoffteilmenge einem weiteren nicht dargestellten Anlagenteil zuführt, um weiterverarbeitet zu werden.

Gemäß Fig. 1 weist die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 einen Lufteinlass

14 zur Zufuhr der Umgebungsluft UL und eine nachgeordnete Absorbereinrichtung

15 auf. Es ist möglich, dass die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 einen oder mehrere Lufteinlässe 14 aufweist. Die Absorbereinrichtung 15 ist mit dem Lufteinlass 14 verbunden. Die Absorbereinrichtung 15 ist dazu angepasst, eine Kohlenstoffdioxidmenge aus der Umgebungsluft UL zu extrahieren. Die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 weist des Weiteren einen Luftauslass 17 auf, der in Vertikalrichtung nach oben ausgerichtet ist. Der Luftauslass 17 dient zur Abgabe der von Kohlenstoffdioxid gereinigten Umgebungsluft UL'. Der Luftauslass 17 ist Teil eines Kamins 19.

Konkret ist die Absorbereinrichtung 15 zwischen dem Lufteinlass 14 und dem Luftauslass 17 angeordnet. Im Betrieb strömt die Umgebungsluft UL durch den Lufteinlass 14 zu der Absorbereinrichtung 15, die eine bestimmte Kohlenstoffdioxidmenge aus der Luft UL abtrennt, insbesondere filtert, wobei die gereinigte Umgebungsluft UL' nach der Absorbereinrichtung 15 durch den Luftauslass 17 in die Außenatmosphäre strömt. Generell ist es möglich, dass mehrere Lufteinlässe 14, mehrere Absorbereinrichtungen 15 und mehrere Luftauslässe 17 vorgesehen sind. Konkret ist in Fig. 1 ein einzelner Kamin 19 mit einer Höhe H von 200 Meter dargestellt, der exemplarisch den äußeren Aufbau der Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit 12 zeigt. Der Luftauslass 17 mündet, wie in Fig. 1 dargestellt, ebenfalls wie der Sauerstoffauslass 16, in die Außenatmosphäre.

Die Anlage 10 umfasst des Weiteren eine Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die aus der Umgebungsluft UL abgetrennte Kohlenstoffdioxidmenge einem Kohlenstoffdioxidspeicher und/oder einem weiteren Anlagenteil der Anlage 10 zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Es ist möglich, dass die extrahierte Kohlenstoffdioxidmenge mit der abgetrennten Wasserstoffteilmenge zu einem gemeinsamen Endprodukt verarbeitet wird.

Die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 weist eine Extraktionsleistung einer Kohlenstoffdioxidmenge pro Jahr von mindestens 400000 Tonnen, insbesondere 600000 Tonnen auf. Mit anderen Worten ist die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit 12 dazu ausgelegt, eine Umgebungsluftmenge pro Jahr von mindestens 1500 Megatonnen zu reinigen. Konkret ist die Kohlenstoffdioxid- Absorptionseinheit 12 dazu angepasst, aus einer Umgebungsluftmenge von mindestens 3300 kg eine Kohlenstoffdioxidmenge von mindestens 1,4 kg zu extrahieren.

Ferner weist die Anlage 10 gemäß Fig. 1 eine nicht dargestellte Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung auf, die dazu angepasst ist die abgetrennte Kohlenstoffdioxidmenge zur Speicherung und/oder zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Dazu kann die Anlage 10 einen Kohlenstoffdioxidspeicher aufweisen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Anlage 10 einen flächigen Anlagenbereich 23 auf. Der flächige Anlagenbereich 23 schließt an die Elektrolyseeinheit 11 direkt an. Auf dem flächigen Anlagenbereich 23 ist eine Stromerzeugungseinheit 31 angeordnet, die eine Photovoltaikeinheit 24 ist. Die Photovoltaikeinheit 24 ist mit den jeweiligen Einheiten der Anlage 10 zur Stromversorgung verbunden. Die Photovoltaikeinheit 24 ist derart angepasst, dass die gesamte Anlage 10 beziehungsweise das gesamte System 30 energieautark betreibbar ist. Darunter ist zu verstehen, dass der elektrische Strom zum Betrieb der gesamten Anlage 10 ausschließlich durch Sonnenenergie mittels der Photovoltaikeinheit 24 bereitgestellt wird. Mit anderen Worten werden für den Betrieb der Anlage 10 keine fossilen Energiequellen verwendet.

Der flächige Anlagenbereich 23 weist eine Längserstreckung 32 von zirka 5000 Meter und eine Quererstreckung 33 von zirka 2000 Meter auf. Mit anderen Worten ist der flächige Anlagenbereich der Anlage 10 auf einer Fläche von 10 Quadratkilometer ausgebildet. Der in Fig. 1 gezeigte Anlagenbereich beinhaltend die Elektrolyseeinheit 11 kann eine Teillängserstreckung 29 von zirka zwei Kilometer aufweisen. Andere Teillängs-, Längs- und Quererstreckungen 29, 32, 33 sind möglich.

Geht man von einer Gesamtfläche des Systems 30 beziehungsweise der Anlage 10 von zirka zwölf Quadratkilometer aus, produziert die Anlage 10 mindestens 580 Tonnen Sauerstoff pro Hektar (0,01 Quadratkilometer) pro Jahr. Im Vergleich zu einem herkömmlichen natürlichen Wald, der eine jährliche Sauerstoff menge von 15 bis 30 Tonnen pro Hektar abgibt, weist die Anlage 10 eine um 5-mal bis 40- mal höhere Sauerstoffabgabe in die Atmosphäre auf. Die Anlage 10 kann daher als künstlicher Wald bezeichnet werden, der eine höhere Sauerstoffabgabeleistung als natürlicher Wald aufweist.

Die vorstehend beschriebene Meerwasserentsalzungseinheit 27 ist mit einer Wasserrückführleitung 28 verbunden, durch die eine rückzuführende Meerwassermenge M'HZO mit erhöhtem Salzgehalt in das Meer zurückgeführt wird. Konkret wird aus der entnommenen Meerwassermenge ein bestimmter Salzgehalt extrahiert und anschließend mit einem Teil der entnommenen Meerwassermenge als rückzuführende Wassermenge M 'HZO wieder in das Meer zurückgeführt. Dadurch ist ein Wasserkreislauf bereitgestellt, der für die Natur unschädlich ist.

Der bevorzugte Aufstellungsort des Systems 30 beziehungsweise der Anlage 10 ist in Küstennähe eines Meeres. Besonders bevorzugt ist die Anlage 10 in einer Wüste aufgebaut. Die Anlage 10 gemäß Fig. 1 ist ein Großkraftwerk. Die Anlage 10 weist wenigstens einen Montagebereich 18 auf, der mit einem Fundament eines Gebäudes und/oder eines Bauwerks verbunden ist. Generell ist es möglich, dass die Elektrolyseeinheit 11 und/oder die Kohlendioxid-Absorptionseinheit 12 in einem gemeinsamen Gebäude oder in separaten Gebäuden angeordnet sind. Die Stromversorgungseinheit 31 weist bevorzugt einen nicht dargestellten Stromspeicher auf, der zur Stromversorgung der Anlage 10 im Nachtbetrieb angepasst ist.

Fig. 2 zeigt im Unterschied zum System 30 gemäß Fig. 1 eine Anlage 10, bei der die einzelne Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 durch mehrere Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheiten 12 ersetzt ist. Die jeweilige Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 gemäß Fig. 2 weist einen Kamin 19 und einen quer zum Kamin 19 verlaufenden Strömungskanal 21 auf. Dies ist beispielsweise in Fig. 4 gut erkennbar. Der Strömungskanal 21 ist mit dem Kamin 19 an einem in Einbaulage unten angeordneten Bereich des Kamins mit diesem verbunden. Zwischen dem Strömungskanal 21 und dem Kamin 19 ist eine Absorbereinrichtung 15 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine Kohlenstoffdioxidmenge aus Umgebungsluft UL zu extrahieren. Die Absorbereinrichtung 15 ist durch einen Amintauscher gebildet. Andere Typen von Absorbereinrichtungen sind möglich.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Kamine 19 entlang der Längserstreckung 32 des flächigen Anlagebereichs 23 angeordnet. Der flächige Anlagebereich 23 weist eine in Einbaulage oben angeordnete Fläche 22 auf. Die oben angeordnete Fläche 22 ist zumindest abschnittsweise dunkelfarbig ausgebildet, um Sonnenergie zu absorbieren. Die Strömungskanäle 21 sind in Einbaulage unterhalb der oben angeordneten Fläche 22 angeordnet. Zum Zuführen von Umgebungsluft UL in die Strömungskanäle 21 sind in der oben angeordneten Fläche 22 mehrere Lufteinlässe 14 ausgebildet. Die Lufteinlässe 14 bilden Durchgangsöffnungen durch die oben angeordnete Fläche 22. Diese sind in Fig. 4 der besseren Darstellung halber lediglich am ersten Strömungskanal 21 gezeigt. Ebenfalls ist die Anzahl der Lufteinlässe 14 variabel.

Im Betrieb strömt Umgebungsluft durch die Lufteinlässe 14 in den Strömungskanal 21 und anschließend durch die Absorbereinrichtung 15. Nach der Absorbereinrichtung 15 strömt die gereinigte Umgebungsluft UL' in den Kamin 19 und durch den Luftauslass 17 in die Außenatmosphäre. Durch die dunkelfarbige oben angeordnete Fläche 22 erhitzt sich im Betrieb die unterhalb der Oberfläche 22 im Strömungskanal 21 befindliche Umgebungsluft. Die Temperatur der Umgebungsluft UL im Strömungskanal 21 beträgt vorzugsweise ca. 60 °C. Bei einer Außentemperatur der Umgebungsluft UL von ca. 40 °C wird durch die Anordnung des Kamins mit dem Strömungskanal 21 sowie der dunkelfarbigen Oberfläche 22 eine natürliche Ventilation erzeugt. Mit anderen Worten ist für die Zuführung der Umgebungsluft UL in den Strömungskanal 21 sowie für die Durchströmung der Absorbereinrichtung 15 und die Ausströmung der gereinigten Umgebungsluft UL' aus dem Kamin 19 kein Ventilator beziehungsweise Gebläse notwendig.

Gemäß Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den flächigen Anlagenbereich 23 der Anlage 10 gemäß Fig. 2 gezeigt. Die entlang der Längserstreckung 32 dargestellte Nummerierung von 1 bis 40 stellt die Anzahl der an der Längserstreckung 32 angeordneten Kamine 19 dar. Die quer zur Längserstreckung 32 verlaufenden Linien zeigen schematische Abtrennungen zwischen den einzelnen Strömungskanälen 21. Die einzelnen Strömungskanäle 21 sind jeweils einem Kamin 19 zugeordnet. Dabei ist jeweils eine Absorbereinrichtung 15 zwischen dem Strömungskanal 21 und dem Kamin 19 angeordnet. Die Längserstreckung 32 des flächigen Anlagenbereichs 23 beträgt zirka 5000 Meter und die Quererstreckung 33 des flächigen Anlagenbereichs 23 zirka 2000 Meter. Insgesamt sind in dem flächigen Anlagenbereich 23 vierzig Kamine 19 mit insgesamt vierzig Strömungskanälen 21 vorgesehen. Diese haben eine gemeinsame Abgabeleistung von gereinigter Umgebungsluft UL' von mindestens 1800 Megatonnen pro Jahr.

Um dies zu erreichen, weisen die Kamine 19 einen Durchmesser D auf, der 25 Meter beträgt. Der Durchmesser D bezieht sich auf jenen Bereich des Kamine 19, in dem der Luftauslass 17 ausgebildet ist. Der Luftauslass 17 ist an einem freien Ende des Kamins 19 ausgebildet. Ferner weist der jeweilige Kamin 19 eine Höhe H von 100 Meter auf. Dadurch ist eine optimale Form für die Kaminwirkung zur natürlichen Ventilation ausgebildet. Andere Abmessungen der Kamine 19 sind möglich.

Des Weiteren können mehr oder weniger als vierzig Kamine 19 mit jeweils zugehörigem Strömungskanal 21 im flächigen Anlagenbereich 23 angeordnet sein. Der flächige Anlagebereich 23 ist, wie in Fig. 4 zu sehen ist, an der oben angeordneten Fläche 22 mit einer Photovoltaikeinheit 24 versehen. Mit anderen Worten ist auf der oben angeordneten Fläche 22 des flächigen Anlagenbereichs 23 eine Photovoltaikeinheit 24 angeordnet. Die Photovoltaikeinheit 24 weist bevorzugt eine Leistung von 1,5 Gigawatt pro Jahr auf. Bei dem System 30 gemäß Fig. 2 bilden somit die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 und die Photovoltaikeinheit 24 räumlich eine gemeinsame Einheit. Die Photovoltaikeinheit

24 bildet eine Stromversorgungseinheit 31 zum energieautarken Betrieben der gesamten Anlage 10.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorstehend beschriebenen Anlagen 10 sowie Systeme 30 gemäß den Fig. 1 und 2 bis auf die beschriebenen Unterschiede identisch sind.

Im Folgenden wird das Verfahren zur Verbesserung atmosphärischer Luftqualität durch Erhalten und/oder Ausgleichen eines Kohlendioxid-Sauerstoff-Verhältnisses in atmosphärischer Luft durch die Anlage 10 gemäß Fig. 1 und/oder gemäß Fig. 2 näher beschrieben.

In einem ersten Verfahrensschritt wird mittels der Elektrolyseeinheit 11 zur Sauerstoffherstellung durch die Wasserzuführleitung 13 eine Wassermenge MH2O aufgenommen. Anschließend wird die aufgenommene Wassermenge MH2O durch einen Elektrolysevorgang in eine Sauerstoffteilmenge M02 und eine Wasserstoffteilmenge zerlegt. Die Wasserstoffteilmenge wird durch wenigstens eine Wasserstofftransporteinrichtung zur Speicherung beziehungsweise zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird Umgebungsluft UL einer die Anlage 10 umgebenden Außenatmosphäre durch die Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit 12 gereinigt. Die Umgebungsluft UL wird durch mehrere Lufteinlässe 14 in die Strömungskanäle 21 eingeleitet, insbesondere eingesaugt, und den nachgeordneten Absorbereinrichtungen 15 zugeführt. Anschließend extrahieren die Absorbereinrichtungen 15 eine Kohlenstoffdioxidmenge aus der zugeführten Umgebungsluft UL. Die Kohlenstoffdioxidmenge wird durch die Kohlenstoffdioxidtransporteinrichtung zur Speicherung beziehungsweise zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Anschließend wird die gewonnene Sauerstoffteilmenge M02 nach dem Zerlegungsvorgang und die gereinigte Umgebungsluft UL' nach der Extraktion der Kohlenstoffdioxidmenge in die Außenatmosphäre abgegeben. Dadurch wird der Sauerstoffanteil in der Luft erhöht und der CCh-Anteil in der Luft verringert.

Bezuaszeichenliste

10 Anlage

11 Elektrolyseeinheit

12 Kohlenstoffdioxid-Absorptionseinheit

13 Wasserzuführleitung

14 Lufteinlass

15 Absorbereinrichtung

16 Sauerstoffauslass

17 Luftauslass

18 Montagebereich

19 Kamin

21 Strömungskanal

22 oben angeordnete Fläche

23 flächiger Anlagenbereich

24 Photovoltaikeinheit

25 Pumpeneinheit

26 Wasserreservoir

27 Meerwasserentsalzungseinheit

28 Wasserrückführleitung

29 Teillängserstreckung

30 System

31 Stromerzeugungseinheit

32 Längserstreckung

33 Quererstreckung

UL Umgebungsluft

UL' gereinigte Umgebungsluft

D Durchmesser

H Höhe

MH2O entnommene Wassermenge

M'H2O rückgeführte Wassermenge

MO2 Sauerstoffteilmenge