CCS und CCU
TECHNOLOGIE IM ÜBERBLICK
Die beiden Technologien Carbon Capture and Storage (CCS) und Carbon Capture and Use (CCU) bauen auf der Abscheidung von CO2 aus fossil befeuerten Kraftwerken und industriellen Prozessen wie z. B. der
Zement-, Stahl- und Aluminiumproduktion oder der Petrochemie auf.
CCS
Bei CCS-Technologie wird das abgeschiedene CO2 verpresst bzw. gebunden. Die Speicherung kann in geologischen Gesteinsformationen im Untergrund, z. B. unter der Nordsee oder der Norwegischen See erfolgen.
Als besonders geeignet werden erschöpfte Erdgaslagerstätten erachtet.
Auch salinen Aquiferen – salzwasserführenden Grundwasserleitern – wird ein hohes Speicherpotential zugeschrieben.
CCU
Bei der CCU-Technologie erfolgt eine Verwertung des abgeschiedenen CO2. Dieses kann z. B. zur Herstellung synthetischer Kraft- und Brennstoffe oder als Rohstoff für Produkte der chemischen Industrie wie z. B. Düngemittel oder Kunststoffe verwendet werden.
Ebenso kann CO2 langfristig in mineralischen Stoffen gebunden werden. Durch den Prozess der sog. Karbonatisierung können aus CO2 und mineralischen Einsatzstoffen Produkte gebildet werden, die u. a. als hochwertige Materialien im Bausektor verwendet werden können.
BECCS / BECCU
Möglich ist grundsätzlich auch eine Kombination mit Bioenergie (Bio Energy with Carbon Capture and Storage / Use – BECCS / BECCU). Hierbei wird durch nachhaltig angebaute Biomasse CO2 aus der Atmosphäre entzogen. Die Biomasse wird zur Energiegewinnung verbrannt und das hierbei freigesetzte CO2 abgetrennt.
Für die Abscheidung des CO2 gibt es verschiedene Verfahren. Am weitesten entwickelt ist die sog. Post-Combustion. Hierbei erfolgt die Abtrennung aus dem Rauchgas nach der Verbrennung bzw. dem Industrieprozess, z. B. mittels chemischer Absorptionsverfahren (sog. Wäsche).
Der Transport des abgetrennten CO2 kann über Pipelines erfolgen. Für den Transport zu Off-shore Lagerstandorten ist prinzipiell auch der Transport via Schiff und bei kleineren CO2-Abscheidungseinheiten der Transport via Schiene und Straße möglich.
Für den Transport muss das CO2-reiche Gemisch durch Verdichtung bzw. Kühlung komprimiert werden.
POLITISCHER RAHMEN
Auf EU-Ebene ist seit 2009 die sog. EU-Richtlinie über die geologische Speicherung von CO2 in Kraft.
Diese wurde 2012 in Deutschland mit dem sog. CCS-Gesetz in nationales Recht umgesetzt.
Kernelement des Artikelgesetzes ist das Gesetz zur Demonstration der dauerhaften Speicherung von CO2 (Kohlendioxidspeicherungsgesetz – KSpG).
Dieses regelt u. a. die Voraussetzungen für die Eignung des Untergrunds und die Planfeststellung für CO2-Speicher. Zudem sieht es eine mengenmäßige Begrenzung der Speichermenge pro Speicher auf 1,3 Mio. t CO2 pro Jahr vor. Deutschlandweit ist die jährliche Speichermenge auf 4 Mio. t CO2 begrenzt.
Bis Ende 2016 konnten Anträge auf die Untersuchung und Errichtung von CO2-Speichern gestellt werden.
Bis zu der Antragsfrist wurden jedoch keine Anträge eingereicht. Zudem enthält das Gesetz eine Länderklausel. Nach dieser können Bundesländer die CO2-Speicherung in bestimmten Gebieten für unzulässig erklären.
Hiervon hatten u. a. Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen und Schleswig-Holstein Gebrauch gemacht.
HERAUSFORDERUNGEN
Da beim Transport und der Einspeicherung CO2 entweichen kann, ist eine 100-prozentige Abscheidung nicht möglich. Ausschlaggebend für die Klimawirksamkeit der CCU-Technologie ist die Lebensdauer der Produkte, in denen das CO2 gebunden wird. Beim Verbrennen synthetischer Kraftstoffe wird das enthaltene CO2 beispielsweise wieder vergleichsweise rasch freigesetzt. Durch das Einbinden von CO2 in Baumaterialien können Emissionen hingegen längerfristig gebunden werden.
Vor allem die Prozesse zur Abscheidung und Anreicherung des CO2 sind sehr energieintensiv. Die eingesetzte Energie sollte folglich auf Erneuerbaren Energien basieren.
Sowohl für den Transport, als auch für die Lagerung des CO2 bedarf es der entsprechenden Infrastrukturen. Insbesondere mit Blick auf die Lagerstätten stellt sich die Frage nach der gesellschaftlichen Akzeptanz für den CCS-Einsatz. Als mögliche Risiken werden u. a. die Gefahr der Versauerung des Grundwassers und die Auslösung seismischer Aktivitäten wahrgenommen.
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