Carbon Capture: Eine Technologie und viele Möglichkeiten auf dem Weg zu Netto-Null

DISCLAIMER: Die hier aufgeführten Ansichten sind Ausdruck der Meinung des Verfassers, nicht die von EURACTIV Media network.

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Die heute verfügbaren CCS-Technologien können mehr als 90 Prozent der CO2-Emissionen absorbieren, die von fossil befeuerten Kraftwerken und Industrieanlagen erzeugt werden. [Shutterstock]

Die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung ist in der Lage, die Emissionen in vielen Sektoren zu senken und eine stärkere Nutzung erneuerbarer Energien zu ermöglichen. Sie benötigt mehr politische Unterstützung, wenn wir eine echte Chance haben wollen, Netto-Null-Emissionen zu erreichen, schreibt Kenji Terasawa.

Kenji Terasawa ist Präsident und CEO von Mitsubishi Heavy Industries Engineering.

Trotz des beeindruckenden Wachstums der erneuerbaren Energiequellen in Europa werden diese uns nicht im Alleingang dazu bringen, bis 2050 netto keine CO2-Emissionen mehr zu verursachen.

Es gibt vielmehr eine Vielzahl von Ansätzen, die der Kontinent verfolgen muss, um dieses Ziel zu erreichen: Wasserstoff, nachhaltige Bioenergie und weitere diverse Möglichkeiten, die in unseren Häusern, Büros und Fabriken verbrauchte Energie zu reduzieren und wiederzuverwenden, werden allesamt entscheidend sein.

Das Gleiche gilt für die CO2-Abscheidung und -Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS).

Die heute verfügbaren CCS-Technologien können mehr als 90 Prozent der CO2-Emissionen absorbieren, die von fossil befeuerten Kraftwerken und Industrieanlagen erzeugt werden.

In ihrem jüngsten Bericht über die Technologie erklärt die Internationale Energieagentur (IEA), dass es ohne CCS unmöglich sein wird, die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen.

Doch anders als bei den erneuerbaren Energien gab es bei der Politik zur Entwicklung von CCS schon mehrere Anläufe, Unterbrechungen und Rückschläge. Um Bereiche der Wirtschaft zu dekarbonisieren, die nicht so einfach elektrifiziert werden können, bedarf es daher einer koordinierten Anstrengung, um die CCS- und CCU-Märkte (Carbon Capture and Utilisation) schnell weiterzuentwickeln und zu vergrößern.

Breites Anwendungsspektrum

Der Bereich, in dem CCS am vielversprechendsten erscheint, Europa beim Ziel Netto-Null-Emissionen zu unterstützen, ist die Dekarbonisierung der Schwerindustrie und des Langstreckentransports. Branchen wie die Eisen-, Stahl- und Chemieindustrie sind stark von fossil erzeugter Industriewärme abhängig oder nutzen Kohle und Gas als Rohstoffe. Einige werden letztendlich auf Wasserstoff umsteigen. Für Industrien wie die Zementindustrie ist CCS jedoch praktisch die einzige Möglichkeit für signifikante Emissionssenkungen.

CCS kann nicht nur Kohlenstoffdioxid aus den Emissionen, die bei der Zementherstellung entstehen, herauslösen, sondern dieses kann auch anschließend wieder eingesetzt werden. Zum Beispiel kann CO2 in Beton (der hauptsächlich aus Zement besteht) eingespritzt werden, um diesen zu verstärken und gleichzeitig einen dauerhaften „CO2-Speicher“ zu schaffen.

Eine weitere Anwendung ist die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen. Die Mitsubishi Heavy Industries Group (MHI) hat bereits demonstriert, wie abgeschiedenes CO2 und erneuerbarer Wasserstoff zur Synthese von Methanol in verschiedenen industriellen Bereichen verwendet werden können. Dies könnte eine weitere CO2-arme Option für die Betankung von Langstreckentransportern in der Luft- und Schifffahrt sein.

CCS-Systeme werden aktuell an Bord von Schiffen erprobt und könnten der Schifffahrtsindustrie helfen, die Vorschriften zur Halbierung ihrer Treibhausgasemissionen bis 2050 einzuhalten.

Märkte für Wasserstoff und Bioenergie schaffen

Die von der Europäischen Kommission vorgeschlagene Wasserstoffstrategie sieht eine weitere Rolle für CCS vor. Um einen Markt für Wasserstoff aus erneuerbarem Strom aufzubauen, muss die Nachfrage angeregt werden. Um jedoch ausreichende Ressourcen zur Deckung dieser Nachfrage zu gewährleisten, muss Europa zunächst die Produktion von fossil befeuertem Wasserstoff hochfahren und mit CCS kombinieren, um den CO2-Gehalt niedrig zu halten.

Daneben gibt es die weitere Möglichkeit für CCS, „negative Emissionen“ zu liefern: Wenn es mit Bioenergie gekoppelt wird, kann es aktiv und dauerhaft CO2-Emissionen aus der Atmosphäre entfernen. Bioenergie mit CO2-Abscheidung und -Speicherung (Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS) wendet CCS auf Kraftwerke an, die stabilen, zuverlässigen und grundlastfähigen Strom und Wärme aus erneuerbaren Ressourcen wie Biomasse erzeugen können. Die Technologie kann auch zur Beseitigung von CO2-Emissionen in Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden.

Die IEA hat BECCS in einem aktuellen Bericht zur Energiewende als die ausgereifteste aller Technologien zur CO2-Entfernung bezeichnet.

MHI Engineering ist derzeit mit der Erprobung einer BECCS-Pilotanlage im Kraftwerk Drax in Großbritannien beschäftigt. Von diesem Projekt wird erwartet, dass es das technische Verständnis für die Bereitstellung negativer Emissionen beim größten britischen Stromerzeuger für erneuerbare Energien verbessert.

Sobald BECCS in größerem Umfang eingesetzt wird, rechnet Drax mit 16 Millionen Tonnen negativer Emissionen pro Jahr – ein Drittel der negativen Emissionen, die das Vereinigte Königreich benötigen würde, um sein Netto-Null-Ziel für 2050 zu erreichen.

Weitere BECCS-Projekte werden derzeit auch in Schweden, Belgien und den Niederlanden durchgeführt.

Ein Rahmenwerk schaffen

Die CCS-Technologie selbst ist startklar, ebenso wie eine Reihe von weiteren Nutzungstechnologien. Aber um die Chance tatsächlich zu nutzen, bedarf es einer gemeinsamen, konsolidierten Anstrengung, um die Technologien auszubauen.

Norwegen hat seine CCS-Bemühungen wieder aufgenommen, indem es eine Reihe von Projekten finanziert, darunter den Einsatz von CCS in einer Zementfabrik und einer Abfallanlage. Ein damit verbundenes Projekt sieht vor, den abgeschiedenen Kohlenstoff in die Nordsee zu leiten, wo er dauerhaft unter Wasser gelagert werden könnte.

Zusätzlich zur Rolle von CCS in der Wasserstoffstrategie der Kommission wird  in der Europäischen Union weitere Unterstützung durch den EU-Innovationsfonds angeboten, der sich der Erprobung innovativer CO2-armer Technologien widmet.

Die EU-Kommission hat außerdem kürzlich die Finanzierung der CO2-Transportinfrastruktur durch die Fazilität Connecting Europe angekündigt. Dabei werden die Niederlande und Belgien ein CO2-Transportnetz über drei wichtige Häfen hinweg entwickeln, das zu einer CO2-Lagerstätte in der Nordsee führt.

Gemeinsame Anstrengungen

Der IEA-Bericht schlägt Prioritäten für Regierungen und die Industrie vor, die den Fortschritt der CO2-Abscheidung in den kommenden zehn Jahren beschleunigen würden.

Neben der direkten Unterstützung laufender Projekte durch Konjunkturpakete bestehe die dringende Notwendigkeit, Investitionen in die Technologie zu stimulieren. Dies könnte in Form von positiven Anreizen wie direkten Kapitalzuschüssen, Steuergutschriften, Betriebssubventionen und Risikobeteiligungen an Projekten geschehen – oder durch negative Anreize wie Mechanismen zur Bepreisung von CO2-Emissionen.

Parallel dazu müssen die Regierungen die Entwicklung von Industriezentren mit gemeinsamer CO2-Infrastruktur vorantreiben. Ein Beispiel hierfür ist der North CCU Hub im North Sea Port – ein Gebiet, das sich entlang der belgischen und niederländischen Küste erstreckt. Neben der Abscheidung von CO2 aus den teilnehmenden Unternehmen wird der Hub auch Chemikalien und Kraftstoffe wie Methanol synthetisieren.

Die IEA geht davon aus, dass die weltweiten CO2-Speicherressourcen ausreichen, um den künftigen Bedarf zu decken und zu übertreffen. Die Regierungen seien jedoch gefordert, CO2-Speicher an strategischen Standorten zu identifizieren und zu unterstützen. Wichtig ist auch ein starker regulatorischer Rahmen für Speicherung und Transport.

Schließlich bleibt die Notwendigkeit der Finanzierung von Innovationen eine Priorität: Die IEA schätzt, dass fast zwei Drittel der kumulierten Emissionsreduktionen, die bis 2070 erforderlich sind, von Technologien abhängen, die sich aktuell noch im Prototypenstadium oder bestenfalls in der Testphase befinden.

Diese Prioritäten für nationale Entscheidungsträger sind aber keine, die sie isoliert angehen sollten. Um die schnelle kommerzielle Einführung der – bewährten – CCS-Technologie auf dem Markt zu ermöglichen, bedarf es gemeinsamer Anstrengungen von Politik, Investoren und der Industrie, sowohl in Europa als auch weltweit. Diese Schwerstarbeit muss zu einer internationalen Priorität werden – und zwar dringend.

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