Während die CO2-Emissionen aus der Verbrennung von Brennstoffen in Europa zurückgegangen sind, haben Industrien wie Zement, Eisen und Stahl, Aluminium, Zellstoff und Papier sowie Raffinerien inhärente CO2-Emissionen, die aus energieintensiven Industrieprozessen resultieren. Die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff kann einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der Emissionen dieser Sektoren leisten. Darüber hinaus kann sie dazu beitragen, Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen, z. B. durch Bioenergie-Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS) und direkte Kohlenstoffabscheidung und -speicherung in der Luft (DACCS), und sie kann eine Plattform für eine kohlenstoffarme Wasserstoffproduktion sein.
Abscheidung, Nutzung und Speicherung
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung
Bevor Kohlendioxidgas gespeichert werden kann, muss es abgeschieden und von den meisten Begleitstoffen befreit werden. Dies ist keine neue Technologie, da CO2 routinemäßig als Nebenprodukt industrieller Prozesse abgeschieden und aufgefangen wird. Das abgeschiedene CO2 wird dann in komprimierter Form gelagert und in Tanks, Pipelines oder Schiffen zum Ort der Sequestrierung transportiert.
Kohlenstoffabscheidung und -verwendung
Die Nutzung von Kohlendioxid in Produktionsprozessen bezieht sich auf Technologien und Verfahren, die CO2 als Rohstoff verwenden, anstatt es in die Atmosphäre freizusetzen, z. B. durch
- direkte Verwendung von CO2 in Erfrischungsgetränken oder Gewächshäusern,
- Verwendung als Arbeits- oder Lösungsmittel, z. B. für die verbesserte Erdölgewinnung (EOR), oder
- Verwendung von CO2 als Rohstoff und Umwandlung in Mehrwertprodukte wie Polymere, Baumaterialien, Chemikalien und synthetische Kraftstoffe.
Die letztgenannte Gruppe neuartiger Technologien, bei denen CO2 als Rohstoff eingesetzt wird, kann einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und zu den Klimaschutzzielen leisten.
Wie wird CO₂ transportiert?
Der Transport ist die Stufe der Kohlenstoffabscheidung, -nutzung oder -speicherung, die die CO2-Quellen mit den Produktions- oder Speicherstätten verbindet. Es gibt vier grundsätzliche Möglichkeiten für den Transport von CO2: Pipelinetransport, Transport auf dem Wasser, Schienentransport und Straßentransport.
Bei der Beförderung großer CO2-Mengen über große Entfernungen ist der Transport in Pipelines gängige Praxis. Pipelines transportieren routinemäßig große Mengen an Erdgas, Erdöl, Kondensat und Wasser über Entfernungen von Tausenden von Kilometern, sowohl an Land als auch auf dem Meer. CO2-Pipelines sind nicht neu: Sie erstrecken sich weltweit über Hunderte von Kilometern. In Europa gibt es heute jedoch nur wenige CO2-Pipelines. Verflüssigtes Erdgas und Erdölgase wie Propan und Butan werden routinemäßig in großem Umfang mit Seetankern transportiert. CO2 wird auf die gleiche Weise transportiert, allerdings aufgrund der begrenzten Nachfrage nur in geringem Umfang. Schließlich kann Flüssiggas auch mit Eisenbahn- und Straßentankwagen transportiert werden.
Die Herausforderungen für eine erfolgreiche Einführung der CO2-Transportinfrastruktur sind wirtschaftlicher und rechtlicher Natur und werden oft als das Henne-Ei-Problem bezeichnet. Aufgrund der begrenzten Nachfrage nach CO2, das in geologischen Formationen gelagert oder in Materialien und Brennstoffen verarbeitet werden soll, besteht für CO2-Emittenten und potenzielle Betreiber von Anlagen zur direkten Abscheidung in der Luft kein Anreiz, CO2 abzuscheiden. Folglich gibt es auch keinen Business Case für die Betreiber einer potenziellen CO2-Infrastruktur.
Wie sicher ist die unterirdische Lagerung von CO₂?
Die Speicherung von CO2 in geologischen Formationen, einschließlich Öl- und Gaslagerstätten, nicht abbaubaren Kohleflözen und tiefen Salzlagerstätten, ist sicher. Der Sonderbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (Intergovernmental Panel on Climate Change) aus dem Jahr 2005 über CCS kam zu dem Schluss, dass angemessen ausgewählte und bewirtschaftete geologische Lagerstätten „sehr wahrscheinlich“ über 99 % des gebundenen CO2 länger als 100 Jahre und „wahrscheinlich“ 99 % länger als 1000 Jahre zurückhalten. Die Standortauswahl und die Sicherheitsbewertung werden durch die CCS-Richtlinie sichergestellt, die den rechtlichen Rahmen für die sichere geologische Speicherung von Kohlendioxid in der EU und den EWR-Ländern darstellt.