Carbon Capture and Storage (CCS)

Eines der vorrangigsten Klimaziele weltweit ist die Reduzierung von klimaschädigenden Gasen auf null. Bis Mitte des Jahrhunderts soll die Welt CO₂-neutral sein, um eine Erderwärmung auf maximal 1,5 Grad zu begrenzen, so die Vorgabe des 2015 verfassten Pariser Klimaabkommens.

Ein Mittel dazu könnte das CCS-Verfahren (Carbon Capture and Storage) sein. Ist damit das Klimaziel realisierbar oder bleibt es eine Illusion?

CO₂-Vermeidung und Speicherung

Klimaneutralität bedeutet nicht, dass Industrien, Haushalte und Verkehr in absehbarer Zeit keinen Kohlenstoff mehr emittieren – das wäre illusorisch. Während ganze Volkswirtschaften während der CORONA-Pandemie stillstanden, sank der globale CO₂-Ausstoss im Jahr 2020 um ca. 5%. Das bedeutet jedoch nur, dass entstehende Abgase nicht mehr in die Atmosphäre gelangen. Das CCS-Verfahren, bei dem CO₂ abgeschieden und dauerhaft geologisch gespeichert werden soll, betrifft in erster Linie Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten sowie Industrieprozesse und den Bergbau.

Dazu müssen Abgase aus der Abluft von Fabriken abgesaugt werden und unterirdisch in die Hohlräume leerer Öl- und Gasfelder oder tiefe Sedimentschichten eingelagert werden. In diesem Jahrhundert müssten bis zu 780 Milliarden Tonnen CO₂ auf diese Art entsorgt werden, um das Klimaziel zu erreichen. Was sich in der Theorie gut anhört, ist allerdings längst nicht ausgereift. Es könnte nach einer Studie des Institute of Energy Economics and Financial Analysis in Amerika sogar ein Wunschtraum bleiben.

CSS-Verfahren ist derzeit alternativlos, aber nur schwer umsetzbar

Schuld am bisherigen mangelnden Erfolg des Verfahrens sind neben technischen Schwierigkeiten auch die immens hohen Kosten. Um die Abscheidung umsetzen zu können sind Unternehmen auf staatliche Subventionen in Milliardenhöhe angewiesen. Der Grund: eine Tonne verpresstes CO₂ schlägt bei den Unternehmen mit etwa 400 bis 600 USD zu Buche. Der Einkauf von Emissionsrechten ist nach wie vor günstiger und daher lukrativer.

Hinzu kommt, dass die Technik hinter dem Verfahren die Wirkung von Kraftwerken deutlich mindert. CSS selber verbraucht ja auch Energie. So benötigen Kohlekraftwerke heutigen Standards bis zu 40 Prozent mehr Brennstoffe als vergleichbare Kraftwerke ohne CSS.

Für eine dauerhafte CO₂-Endlagerung wird nahezu derselbe Platz benötigt, wie erforderlich ist, um vergleichbare Mengen fossiler Energieträger zu fördern. Mögliche geologische Speicherstätten sind folglich in ihrer Anzahl begrenzt und würden das Problem lediglich für einige Jahrzehnte lösen.

Damit nicht genug, denn es gibt ein weiteres Problem, welches das CCS Verfahren als die Austreibung des Teufels mit dem Beelzebub erscheinen lässt. Der hohe Druck, mit dem CO₂ in weitgehend leere Öl- und Gasfelder gepresst wird, wird genutzt, um letzte Reste der fossilen Energiequellen wieder ans Tageslicht zu bringen und mit deren Gebrauch erneut CO₂ zu produzieren.

Eine Alternative zum CCS Verfahren sehen jedoch auch Experten des Weltklimarats nach heutigem Stand der Technik nicht.

Die meisten Länder werden das Klimaziel bis 2050 nicht erreichen

Auch die Schweiz geht davon aus, bis 2050 nur etwa 90 Prozent ihrer CO₂-Emissionen reduzieren zu können. Der Rest soll durch CCS kompensiert werden. Wie die Schweiz vertrauen auch andere Industrienationen auf das Verfahren. Zufriedenstellende Ergebnisse konnte CSS bisher aber nur in zwei Unternehmen in Norwegen und einem in Kanada vorlegen.

So wird eine eigentlich als Klimaschutz gedachte Massnahme paradoxerweise vielleicht ins Gegenteil verkehrt. Denn wird CO₂ mit hohem Energieaufwand in alte Öl- und Gasfelder oder tiefe Kohleflöze gepumpt (diese Art der Entsorgung machen bisher über 70 Prozent aus), kurbelt dies gleichzeitig die Produktion fossiler Energieträger, von der man ja eigentlich weg wollte, um die angestrebte CO₂-Neutralität zu erreichen, wieder an.

Bereits seit mehr als zwanzig Jahren arbeitet die Forschung am CCS-Verfahren. Aber noch immer stecken Prototypen zu seiner Umsetzung im Entwicklungsstadium. Seit 2020 weist die Produktion erneuerbarer Energie nahezu die gleichen Kosten auf und stellt damit das CCS-Verfahren weiter in Frage.

Derzeit wird in verschiedenen Anlagen die CO₂-Abscheidung in Kraftwerken im Pilotmassstab erprobt. Im Kraftwerk Schwarze Pumpe in der Lausitz wurde die durch Alstom und Vattenfall installierte Anlage auf Grund politischer Rahmenbedingungen stillgelegt und demontiert. Im September 2021 ging die bisher grösste Direct-Air-Capture-Anlage „Orcan“ in Island in Betrieb. Der Betreiber Climeworks will mit der Anlage bis 4‘000 Tonnen CO₂ abscheiden und in Basaltgestein einbringen.

Eines der vorrangigsten Klimaziele weltweit ist die Reduzierung von klimaschädigenden Gasen auf null. Bis Mitte des Jahrhunderts soll die Welt CO₂-neutral sein, um eine Erderwärmung auf maximal 1,5 Grad zu begrenzen, so die Vorgabe des 2015 verfassten Pariser Klimaabkommens.

Ein Mittel dazu könnte das CCS-Verfahren (Carbon Capture and Storage) sein. Ist damit das Klimaziel realisierbar oder bleibt es eine Illusion?

CO₂-Vermeidung und Speicherung

Klimaneutralität bedeutet nicht, dass Industrien, Haushalte und Verkehr in absehbarer Zeit keinen Kohlenstoff mehr emittieren – das wäre illusorisch. Während ganze Volkswirtschaften während der CORONA-Pandemie stillstanden, sank der globale CO₂-Ausstoss im Jahr 2020 um ca. 5%. Das bedeutet jedoch nur, dass entstehende Abgase nicht mehr in die Atmosphäre gelangen. Das CCS-Verfahren, bei dem CO₂ abgeschieden und dauerhaft geologisch gespeichert werden soll, betrifft in erster Linie Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten sowie Industrieprozesse und den Bergbau.

Dazu müssen Abgase aus der Abluft von Fabriken abgesaugt werden und unterirdisch in die Hohlräume leerer Öl- und Gasfelder oder tiefe Sedimentschichten eingelagert werden. In diesem Jahrhundert müssten bis zu 780 Milliarden Tonnen CO₂ auf diese Art entsorgt werden, um das Klimaziel zu erreichen. Was sich in der Theorie gut anhört, ist allerdings längst nicht ausgereift. Es könnte nach einer Studie des Institute of Energy Economics and Financial Analysis in Amerika sogar ein Wunschtraum bleiben.

CSS-Verfahren ist derzeit alternativlos, aber nur schwer umsetzbar

Schuld am bisherigen mangelnden Erfolg des Verfahrens sind neben technischen Schwierigkeiten auch die immens hohen Kosten. Um die Abscheidung umsetzen zu können sind Unternehmen auf staatliche Subventionen in Milliardenhöhe angewiesen. Der Grund: eine Tonne verpresstes CO₂ schlägt bei den Unternehmen mit etwa 400 bis 600 USD zu Buche. Der Einkauf von Emissionsrechten ist nach wie vor günstiger und daher lukrativer.

Hinzu kommt, dass die Technik hinter dem Verfahren die Wirkung von Kraftwerken deutlich mindert. CSS selber verbraucht ja auch Energie. So benötigen Kohlekraftwerke heutigen Standards bis zu 40 Prozent mehr Brennstoffe als vergleichbare Kraftwerke ohne CSS.

Für eine dauerhafte CO₂-Endlagerung wird nahezu derselbe Platz benötigt, wie erforderlich ist, um vergleichbare Mengen fossiler Energieträger zu fördern. Mögliche geologische Speicherstätten sind folglich in ihrer Anzahl begrenzt und würden das Problem lediglich für einige Jahrzehnte lösen.

Damit nicht genug, denn es gibt ein weiteres Problem, welches das CCS Verfahren als die Austreibung des Teufels mit dem Beelzebub erscheinen lässt. Der hohe Druck, mit dem CO₂ in weitgehend leere Öl- und Gasfelder gepresst wird, wird genutzt, um letzte Reste der fossilen Energiequellen wieder ans Tageslicht zu bringen und mit deren Gebrauch erneut CO₂ zu produzieren.

Eine Alternative zum CCS Verfahren sehen jedoch auch Experten des Weltklimarats nach heutigem Stand der Technik nicht.

Die meisten Länder werden das Klimaziel bis 2050 nicht erreichen

Auch die Schweiz geht davon aus, bis 2050 nur etwa 90 Prozent ihrer CO₂-Emissionen reduzieren zu können. Der Rest soll durch CCS kompensiert werden. Wie die Schweiz vertrauen auch andere Industrienationen auf das Verfahren. Zufriedenstellende Ergebnisse konnte CSS bisher aber nur in zwei Unternehmen in Norwegen und einem in Kanada vorlegen.

So wird eine eigentlich als Klimaschutz gedachte Massnahme paradoxerweise vielleicht ins Gegenteil verkehrt. Denn wird CO₂ mit hohem Energieaufwand in alte Öl- und Gasfelder oder tiefe Kohleflöze gepumpt (diese Art der Entsorgung machen bisher über 70 Prozent aus), kurbelt dies gleichzeitig die Produktion fossiler Energieträger, von der man ja eigentlich weg wollte, um die angestrebte CO₂-Neutralität zu erreichen, wieder an.

Bereits seit mehr als zwanzig Jahren arbeitet die Forschung am CCS-Verfahren. Aber noch immer stecken Prototypen zu seiner Umsetzung im Entwicklungsstadium. Seit 2020 weist die Produktion erneuerbarer Energie nahezu die gleichen Kosten auf und stellt damit das CCS-Verfahren weiter in Frage.

Derzeit wird in verschiedenen Anlagen die CO₂-Abscheidung in Kraftwerken im Pilotmassstab erprobt. Im Kraftwerk Schwarze Pumpe in der Lausitz wurde die durch Alstom und Vattenfall installierte Anlage auf Grund politischer Rahmenbedingungen stillgelegt und demontiert. Im September 2021 ging die bisher grösste Direct-Air-Capture-Anlage „Orcan“ in Island in Betrieb. Der Betreiber Climeworks will mit der Anlage bis 4‘000 Tonnen CO₂ abscheiden und in Basaltgestein einbringen.