Carbon Capture and Storage (CCS) ist eine Schlüsseltechnologie im Kampf gegen den Klimawandel, die es ermöglicht, Kohlendioxid (CO₂) aus industriellen Prozessen und Kraftwerken abzuscheiden und langfristig zu speichern. Diese Technologie gilt als eine der wenigen Optionen, um CO₂-Emissionen aus Sektoren zu reduzieren, die schwer zu dekarbonisieren sind, wie z.B. die Zement-, Stahl- und Chemieindustrie. Lesen Sie hier alle News zu CCS von der Table.Briefings-Redaktion.
Worum geht es bei Carbon Capture and Storage (CCS)?
CCS
, kurz für
Carbon Capture and Storage
, beschreibt ein Verfahren, bei dem CO₂ aus Abgasen von Industrieanlagen oder Kraftwerken abgeschieden, transportiert und schließlich in geologischen Formationen unter der Erde gespeichert wird. Das Ziel ist es, das CO₂ daran zu hindern, in die Atmosphäre zu gelangen, wo es zur globalen Erwärmung beitragen würde. Die Technologie besteht aus drei Hauptphasen:
Abscheidung: CO₂ wird direkt an der Quelle, also aus den Abgasströmen der Industrieanlagen oder Kraftwerke, abgeschieden. Es gibt verschiedene Methoden der CO₂-Abscheidung, darunter die post-combustion (Abscheidung nach der Verbrennung), pre-combustion (Abscheidung vor der Verbrennung) und oxy-fuel combustion (Sauerstoffverbrennung).
Transport: Das abgeschiedene CO₂ wird meist über Pipelines oder in speziellen Behältern transportiert, um es zu den Lagerstätten zu bringen.
Speicherung: Das CO₂ wird in tiefen geologischen Formationen wie ausgebeuteten Gas- und Ölfeldern oder salinaren Aquiferen sicher eingelagert. Der Druck und die Beschaffenheit dieser Formationen verhindern, dass das CO₂ in die Atmosphäre entweicht.
Ist CCS notwendig?
Obwohl der Ausbau erneuerbarer Energien und die Verbesserung der Energieeffizienz wesentliche Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels sind, wird
CCS
als eine unverzichtbare Technologie angesehen, um CO₂-Emissionen in Sektoren zu reduzieren, die schwer zu dekarbonisieren sind. Besonders die Stahl- und Zementindustrie verursachen große Mengen an CO₂, das durch Verbrennungsprozesse oder chemische Reaktionen freigesetzt wird und sich nicht durch den bloßen Einsatz erneuerbarer Energien vermeiden lässt. CCS kann hier einen signifikanten Beitrag zur Reduktion der Emissionen leisten. Darüber hinaus wird
CCS
oft in Verbindung mit sogenannten negativen Emissionen gesehen, z.B. in Kombination mit der Biomassenutzung (
BECCS
: Bioenergy with Carbon Capture and Storage). In solchen Szenarien wird nicht nur verhindert, dass CO₂ in die Atmosphäre gelangt, sondern aktiv CO₂ aus der Atmosphäre entfernt.
Wie funktioniert die CCS-Technik?
Die Funktionsweise von
CCS
basiert auf einem dreistufigen Prozess:
CO₂-Abscheidung: Das Kohlenstoffdioxid wird durch verschiedene Verfahren aus den Abgasströmen extrahiert. Bei der Post-Combustion-Technologie wird das CO₂ direkt nach der Verbrennung von Kohlenstoffbrennstoffen abgeschieden. In der Pre-Combustion wird der Brennstoff in einem ersten Schritt in Wasserstoff und CO₂ aufgespalten, wobei letzteres dann abgeschieden wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Sauerstoffverbrennung (Oxy-Fuel), bei der Brennstoffe mit reinem Sauerstoff anstatt mit Luft verbrannt werden, was eine CO₂-reichere Abgaszusammensetzung erzeugt.
Transport: Nach der Abscheidung muss das CO₂ zum Speicherort transportiert werden. Die gängigste Methode ist der Transport über Pipelines, was besonders in Regionen sinnvoll ist, in denen CCS bereits etabliert ist und es ein gut ausgebautes Pipeline-Netzwerk gibt. In anderen Fällen wird das CO₂ in flüssiger Form in Tanks transportiert.
Speicherung: Das abgeschiedene CO₂ wird in unterirdischen Formationen eingelagert. Diese Speicherstätten befinden sich in großen Tiefen von mehreren Kilometern und müssen über geologische Eigenschaften verfügen, die ein Entweichen des CO₂ verhindern. Salinare Aquifere, tief gelegene salzhaltige Grundwasserleiter, gelten als besonders geeignet, da sie stabile geologische Bedingungen bieten.
Ist das CCS-Verfahren sicher?
Die Sicherheit des
CCS
-Verfahrens ist ein viel diskutiertes Thema. Die Speicherung von CO₂ in geologischen Formationen gilt nach umfangreichen Untersuchungen als sicher, wenn strenge Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen eingehalten werden. In mehreren Projekten weltweit konnte bereits erfolgreich gezeigt werden, dass CO₂ über Jahrzehnte sicher gelagert werden kann, ohne dass es zu einem Austritt von CO₂ gekommen ist. Allerdings ist eine ständige Überwachung erforderlich, um sicherzustellen, dass es nicht zu Leckagen kommt. Eine weitere Sorge betrifft die Risiken für die Umwelt, sollte es zu einer großflächigen Freisetzung von CO₂ aus den Speicherstätten kommen. Dies könnte theoretisch zu Bodenschäden oder Grundwasserverunreinigungen führen. Um diese Risiken zu minimieren, werden nur besonders geeignete und stabile Lagerstätten genutzt, die bereits aufgrund ihrer geologischen Beschaffenheit ein sicheres Einschlussverhalten aufweisen.
Warum ist CCS in Deutschland (teilweise) verboten?
In Deutschland ist die
CCS-Technologie
aufgrund von Umweltbedenken und der Skepsis der Bevölkerung gegenüber unterirdischen CO₂-Speichern umstritten. Das deutsche CCS-Gesetz von 2012 regelt den Einsatz der Technologie streng und erlaubt es nur in bestimmten Regionen unter strengen Auflagen. Die Sorge vor unkontrollierten CO₂-Leckagen und möglichen Auswirkungen auf das Grundwasser hat dazu geführt, dass das Verfahren hierzulande nur zögerlich zum Einsatz kommt. Im Gegensatz dazu wird CCS in anderen Ländern wie Norwegen, den USA und Kanada bereits intensiv genutzt und gefördert.
Die Zukunft von Carbon Capture and Storage
Die Zukunft der
CCS-Technologie
hängt stark von politischen Rahmenbedingungen, technologischen Fortschritten und der Akzeptanz in der Bevölkerung ab. Um das Potenzial von
CCS
voll auszuschöpfen, sind erhebliche Investitionen in Forschung und Infrastruktur notwendig. Darüber hinaus spielt die Rolle von CO₂-Preisen eine wesentliche Rolle. Ohne klare ökonomische Anreize für die Reduzierung von CO₂-Emissionen wird es für Unternehmen schwieriger, die hohen Kosten für die Implementierung von CCS zu rechtfertigen. Die Europäische Union hat sich im Rahmen des Green Deals verpflichtet, bis 2050 klimaneutral zu werden. Dies erfordert drastische Einschnitte in den CO₂-Ausstoß, und
CCS
könnte in diesem Zusammenhang ein bedeutendes Instrument werden, insbesondere in den Industrien, in denen alternative Dekarbonisierungsstrategien nicht ausreichen.
CCS
ist eine vielversprechende Technologie im Kampf gegen den Klimawandel, aber sie ist kein Allheilmittel. Ihre Wirksamkeit hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter die Verfügbarkeit geeigneter Speicherstätten, die Kosten und die gesellschaftliche Akzeptanz. Besonders in Deutschland steht CCS noch vor großen Hürden, während es in anderen Ländern bereits fest in den Klimaplänen verankert ist. Langfristig könnte
CCS
in Kombination mit anderen Technologien eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der globalen Klimaziele spielen.