Kohlenstoffabscheidung und -speicherung: Unverzichtbar für Netto-Null oder teure Ablenkung?

Einführung

Während die Welt mit der dringenden Notwendigkeit ringt, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, hat sich die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) als zentrale Technologie in vielen nationalen Klimastrategien herauskristallisiert. Das Konzept ist einfach: Kohlendioxid (CO2)-Emissionen aus industriellen Quellen wie Kraftwerken und Fabriken abscheiden, komprimieren und tief unter der Erde zur dauerhaften Speicherung injizieren. Befürworter, einschließlich des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC), argumentieren, dass CCS für die Erreichung von Netto-Null-Emissionen unverzichtbar ist, insbesondere in schwer zu dekarbonisierenden Sektoren wie der Zementproduktion. Jedoch bezeichnet eine wachsende Zahl von Umweltgruppen und einigen Politikern CCS als gefährliche Ablenkung und verweist auf hohe Kosten, Verbindungen zu fossilen Brennstoffen und eine Geschichte der Unterleistung. Dieser Artikel befasst sich mit der Debatte, untersucht, was CCS ist, seine derzeitige Verbreitung, seine prognostizierte Rolle und die Kontroversen, mit einem Fokus auf die ehrgeizigen Pläne des Vereinigten Königreichs.

Was ist Kohlenstoffabscheidung und -speicherung?

CCS umfasst einen mehrstufigen Prozess, um zu verhindern, dass CO2 in die Atmosphäre gelangt. Zunächst wird CO2 aus den Abgasen großer Punktquellen wie Erdgaskraftwerken, Zementfabriken oder Stahlwerken abgetrennt. Dies wird typischerweise mit chemischen Lösungsmitteln erreicht, die CO2 absorbieren, obwohl auch andere Methoden wie Membrantrennung oder Oxyfuel-Verbrennung in Entwicklung sind. Das abgeschiedene CO2 wird dann in einen dichten, flüssigkeitsähnlichen Zustand komprimiert, wodurch sein Volumen für einen effizienten Transport reduziert wird. Der Transport erfolgt in der Regel über Pipelines, aber auch Lastwagen, Schiffe und Züge können verwendet werden, insbesondere für kleinere oder abgelegene Anlagen. Schließlich wird das CO2 in tiefe geologische Formationen injiziert, wie erschöpfte Öl- und Gasreservoirs, saline Aquifere oder nicht abbaubare Kohleflöze, wo es durch Deckgestein eingeschlossen wird und im Laufe der Zeit langsam mineralisiert.

Ein verwandtes Konzept, CCUS (Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung), fügt einen Schritt hinzu, bei dem abgeschiedenes CO2 verwendet wird, um Produkte wie Düngemittel, Kraftstoffe oder Baumaterialien herzustellen. Die Nutzung führt jedoch nicht immer zu dauerhaften Emissionsreduktionen, da das CO2 freigesetzt werden kann, wenn das Produkt verwendet oder entsorgt wird. Daher konzentriert sich CCS streng auf die dauerhafte Speicherung, die für langfristige Klimavorteile unerlässlich ist.

Wie viel CCS-Kapazität wurde bisher gebaut?

Trotz jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung bleibt die globale Verbreitung von CCS bescheiden. Nach aktuellen Daten liegt die gesamte installierte Kapazität zur CO2-Abscheidung bei etwa 40 Millionen Tonnen pro Jahr (MtCO2/Jahr), ein Bruchteil der jährlichen globalen Emissionen von Milliarden Tonnen. Die meisten bestehenden Projekte befinden sich in den USA, Kanada und Norwegen, oft verbunden mit Enhanced Oil Recovery (EOR), bei dem CO2 in alternde Ölfelder injiziert wird, um zusätzliches Rohöl zu fördern, eine Praxis, die bei Umweltschützern Bedenken hervorgerufen hat. Die Internationale Energieagentur (IEA) hat wiederholt festgestellt, dass die CCS-Verbreitung weit hinter dem Tempo zurückbleibt, das zur Erreichung der Klimaziele erforderlich ist, wobei viele Projekte mit Verzögerungen, Kostenüberschreitungen und technischen Herausforderungen zu kämpfen haben. Zum Beispiel hatte das Gorgon-Projekt in Australien, eine der größten CCS-Anlagen der Welt, Schwierigkeiten, seine Injektionsziele zu erreichen, und mehrere prominente Projekte wurden abgesagt oder verkleinert, einschließlich früherer britischer Versuche von CCS in kommerziellem Maßstab.

Welche Rolle wird CCS bei der Erreichung von Netto-Null erwartet?

In Klimamodellen und nationalen Strategien wird CCS oft eine entscheidende Rolle zugewiesen, insbesondere für Sektoren, in denen Emissionen durch Elektrifizierung oder Effizienz allein schwer zu beseitigen sind. Der Sonderbericht des IPCC über die globale Erwärmung von 1,5 °C hebt CCS als wesentlich für die Begrenzung der Erwärmung auf 1,5 °C hervor, wobei die meisten Szenarien die Abscheidung und Speicherung von Hunderten von Gigatonnen CO2 im Laufe des Jahrhunderts erfordern. Die Technologie wird als entscheidend für die Dekarbonisierung schwerer Industrien wie Zement, Stahl und Chemie angesehen, wo Prozessemissionen inhärent für die Produktion sind. Darüber hinaus kann CCS mit Bioenergie (BECCS) kombiniert werden, um negative Emissionen zu erzielen, indem CO2 aus der Atmosphäre entfernt wird. Im Stromsektor könnten CCS-ausgestattete Gaskraftwerke flexible Backup-Kapazitäten für intermittierende erneuerbare Energien bieten und gleichzeitig Emissionen minimieren. Der Klimaausschuss des Vereinigten Königreichs (CCC) hat prognostiziert, dass CCS bis 2035 etwa 50 MtCO2 pro Jahr und bis 2050 über 100 MtCO2 abscheiden muss, um das rechtsverbindliche Netto-Null-Ziel des Landes zu erreichen. Dies würde eine massive Hochskalierung von der derzeitigen nahezu Null-Kapazität erfordern.

Warum ist CCS umstritten?

Trotz seiner vermeintlichen Notwendigkeit sieht sich CCS erheblicher Opposition gegenüber. Kritiker argumentieren, dass die Technologie in dem erforderlichen Maßstab unbewiesen ist, mit einer Geschichte der Untererfüllung von Versprechen. Sie verweisen auf die hohen Kosten der Abscheidung, die die Stromkosten eines Gaskraftwerks um 50-100 % erhöhen können, und auf die langfristige Haftung für gespeichertes CO2, das über Jahrhunderte überwacht werden muss, um Lecks zu verhindern. Darüber hinaus wird CCS oft mit der fossilen Brennstoffindustrie in Verbindung gebracht, da es zur Verlängerung der Lebensdauer von Öl- und Gasbetrieben verwendet werden kann, entweder durch EOR oder durch die Minderung von Emissionen aus fortgesetzter Förderung. Umweltgruppen wie Greenpeace und Friends of the Earth haben CCS als 'falsche Lösung' bezeichnet, die von der dringenden Notwendigkeit ablenkt, fossile Brennstoffe auslaufen zu lassen und in erneuerbare Energien und Energieeffizienz zu investieren. Sie weisen auch auf das Risiko eines 'moralischen Risikos' hin, bei dem das Versprechen von CCS den Anreiz für Industrien verringert, Innovationen zu entwickeln und Emissionen an der Quelle zu reduzieren. Die Absage mehrerer Vorzeigeprojekte, einschließlich des früheren britischen CCS-Wettbewerbs, hat die Skepsis gegenüber der Machbarkeit der Technologie verstärkt.

Was sind die Pläne des Vereinigten Königreichs zur Hochskalierung von CCS?

Die britische Regierung hat CCS zu einem Eckpfeiler ihrer Netto-Null-Strategie gemacht und sich verpflichtet, in den nächsten 25 Jahren bis zu 21,7 Milliarden Pfund für die Entwicklung der Industrie bereitzustellen. Diese Mittel sollen die Einführung von CCS in Industrieclustern unterstützen, wie denen in Humberside, Teesside und Merseyside, wo mehrere Emittenten gemeinsame Transport- und Speicherinfrastruktur nutzen können. Die erste Phase, bekannt als Track-1, umfasst zwei Cluster: HyNet im Nordwesten und East Coast Cluster im Nordosten, die bis Mitte der 2020er Jahre etwa 10 MtCO2 pro Jahr abscheiden und speichern sollen. Die Regierung hat auch Pläne für ein 'CCS-Geschäftsmodell' angekündigt, das den Betreibern durch Differenzverträge, ähnlich denen für Offshore-Wind, Einnahmesicherheit bieten würde. Die Geschichte von CCS im Vereinigten Königreich ist jedoch von Rückschlägen geprägt, einschließlich der Absage eines 1-Milliarden-Pfund-Wettbewerbs im Jahr 2015, und Kritiker befürchten, dass die aktuellen Pläne ähnlichen Verzögerungen ausgesetzt sein könnten. Der National Audit Office hat das Preis-Leistungs-Verhältnis der Investition in Frage gestellt, und einige Analysten argumentieren, dass das Geld besser für bewährte Technologien wie Solar- und Windenergie ausgegeben werden könnte. Trotz dieser Bedenken besteht die Regierung darauf, dass CCS für die Erreichung der Klimaziele und die Schaffung neuer wirtschaftlicher Möglichkeiten im kohlenstoffarmen Sektor unerlässlich ist.

Fazit

Die Debatte über CCS spiegelt eine breitere Spannung zwischen der Dringlichkeit von Klimaschutzmaßnahmen und den praktischen Aspekten der Dekarbonisierung komplexer industrieller Systeme wider. Während CCS einen potenziellen Weg bietet, Emissionen aus Sektoren zu reduzieren, die sonst schwer zu bereinigen sind, machen seine hohen Kosten, technischen Unsicherheiten und Verbindungen zu fossilen Brennstoffen es zu einer umstrittenen Wahl. Die erhebliche Investition des Vereinigten Königreichs in CCS ist eine kühne Wette, dass die Technologie schnell und kostengünstig hochskaliert werden kann, aber die Geschichte legt nahe, dass solche Wetten riskant sind. Während die Welt nach Netto-Null strebt, bleibt die Frage: Kann CCS sein Versprechen erfüllen, oder wird es eine teure Ablenkung bleiben? Die Antwort wird die Zukunft der Klimapolitik und der Energiewende prägen.

Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von CleanTechnica. Lesen Sie den Originalartikel.