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5. Februar 2020, gepostet in CO2 - Treibhausgase, Informatives, KlimaschutzSäule 2 – Technologie und Wissenschaft

Klimaschutz - Technologie und Wissenschaft

 Technologien zur Lagerung von Emissionen

Wir haben bereits über natürliche Kohlenstoffsenken gesprochen. Neben den natürlichen Kohlenstoffsenken gab es in der Vergangenheit auch den Versuch CO2 in der Erde einzulagern bzw. zu verpressen. Dahingegen gab es allerdings massiven Widerstand der Bevölkerung.

 CO2 Endlager – Carbon Capture and Storage

Das große Ziel der CCS-Technologie ist die Reduzierung von CO2-Emissionen direkt an der Produktionsstätte durch eine Einlagerung in unterirdische Lagerstätten. Das Treibhausgas wird von der Produktion abgetrennt, gereinigt und komprimiert. Anschließend wird es als Flüssigkeit durch Pipelines in die Erde gepresst.

Als Lagerstätten kommen salzwasserführende Grundwasserleiter (Aquifere) oder ausgeförderte Erdöl- und Erdgaslagerstätten in Frage. Bei einem konventionellem Steinkohle Kraftwerk lässt sich so der CO2 Ausstoß mehr als halbieren. Allerdings steigt der Brennstoffverbrauch durch die Vorgänge – Verdichten und Transport, auf bis zu 40% an, was den Wirkungsgrad des Kraftwerkes deutlich reduziert.

Alle CCS Technologien sind nach heutigen Entwicklungstand noch nicht wirtschaftlich. Derzeit wird intensiv an drei unterschiedlichen Verfahren zur Abscheidung des CO2’s geforscht und diese in ersten Pilotanlagen getestet. Allerdings ist noch völlig offen, welche und ob sich eine der Technologien durchsetzen wird.

  • Nachgeschaltete Abscheidung im Abgas (Post-Combustion Verfahren)
  • Abscheidung in IFCC-Kombikraftwerken
  • Abscheidung im Oxyfuel-Verfahren
Klimaschutz - CO2-CCS-Carbon Capture and Storage_Infografik

Rechtslage

Politisch ist das Thema in Deutschland und der EU sehr schwierig. Die für das CCS Verfahren notwendigen Technologien greifen in eine Vielzahl von Rechtsgebieten ein. Katastrophenschutz, Berg- und Wasserrecht, Immissionsschutz etc. Ein vollständig definierter gesetzlicher Rahmen ist nicht vorhanden.

Langfristige Auswirkungen auf die Umweltschädlichkeit der Einlagerungen großer Mengen CO2 sind auch noch nicht endgültig untersucht. Zudem gibt es in der EU ein diskriminierungsfreies Zugangsrecht aller EU-Staaten an Endlagerstätten. Das würde bedeuten, dass CO2 auch aus anderen Mitgliedsländern in Deutschland endgelagert werden dürfe.

Unsere theoretische Lagerkapazität in Deutschland liegt bei etwa 20 Mrd. Tonnen, das entspricht etwa 30 bis 60 Jahre des CO2-Ausstoßes all unserer Kraftwerke. Allerdings steht die Nutzung der Aquifere teilweise auch mit anderen regenerativen Energien, z.B. Geothermie, in Konflikt.

Pilotanlagen

Im Jahre 2015 waren weltweit etwa 13 CCS Großprojekte aktiv, die 26 Millionen Tonnen pro Jahr abschieden.

Ein internationales Wissenschaftlerteam entdeckte 2016, dass die Mineralisierung in Basaltgestein sehr effizient ist. Kohlenstoffdioxid kann in Karbonaten gelagert und so dauerhaft ohne sicherheitsbedenken deponiert werden.  Unter dem Namen CarbFix injizierten sie in einem Pilotprojekt in Island in Tiefen bis 400 Meter 220 Tonnen Kohlendioxid zusammen mit Wasser in vulkanisches Basalt.

Bereits nach 1,5 Jahren konnte festgestellt werden, dass über 90% des injizierten Kohlenstoffes mit dem Basalt reagierte und in Karbonate umgewandelt wurde. Bohrungen zeigten, dass das Basaltgestein mit weißlichen Karbonat-Adern durchsetzt war. Durch das Verfahren entfällt das Risiko des Entweichens, allerdings werden pro Tonne eigelagertes CO2 etwa 25 Tonnen Wasser benötigt.

Eine mögliche Anwendung ist allerdings sehr Standortabhängig. In Deutschland oder Mitteleuropa gäbe es kaum Basaltvorkommen die sich für diese Technologie eignen. Anhand von Modellrechnungen könnten mit dieser Methode Speicherkosten von 25-50 USD/ Tonne möglich sein.

Auch die Norweger haben schon einiges an Erfahrung mit CCS gesammelt. Im Feld Sleipner in der Nordsee wurden bereits über 17 Millionen Tonnen CO2 verpresst.

In Deutschland gab es in den letzten Jahren massiven Widerstand gegen die Einlagerung von CO2 im Boden, CCS hat vermutlich weniger Anhänger als Atomenergie, da diese Technologie auch den zentralen Gedanken der Energiewende zuwiderläuft.

 Direct air capture

Eine weiterer interessanter Ansatz ist es der Luft direkt das CO2 zu entziehen. Als DAC (Direct air capture) wird ein Verfahren bezeichnet, dass Kohlenstoffdioxid mittels chemischer Absorber direkt aus der Luft filtert. Derzeit wird das Verfahren über dieverse Prototypen experimentell erprobt.

Problematisch ist auch hier der Faktor der Wirtschaftlichkeit. Anfang 2018 lagen die Kosten bei ca. 600 USD für eine Tonne abgeschiedenes Kohlenstoffdioxid. Die Lagerung ist dabei noch nicht einmal mit eingerechnet. Ziel der Entwickler ist es die Kosten auf ca. 100 USD/Tonne zu senken.

verfasst von Martin