Carbon Capture and Storage (CCS)

Was ist CCS? 

Carbon Capture and Storage (CCS) ist eine Technologie, die darauf abzielt, den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus industriellen Prozessen und Kraftwerken zu reduzieren. Dabei wird das CO₂ abgeschieden, bevor es in die Atmosphäre gelangt, und anschließend sicher in geologischen Formationen unter der Erde oder im Meeresboden gespeichert. Das Ziel der unterirdischen Speicherung von CO₂ ist die Reduktion von Treibhausgasemissionen, insbesondere aus fossilen Brennstoffen. 

Wenn das CO₂ bei der energetischen Nutzung nachhaltig erzeugter Biomasse abgeschieden wird (Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS) oder direkt aus der Atmosphäre entnommen wird (Direct Air Capture), kann CCS auch negative Emissionen bewirken. Diese Anwendungen fallen in die Kategorie der technischen Senken und tragen dazu bei, CO₂ aktiv aus der Atmosphäre zu entfernen. 

Funktionsweise von CCS

Die CCS-Technologie umfasst im Wesentlichen drei Schritte: 

1. CO₂-Abscheidung: Der erste Schritt ist die Abscheidung des Kohlenstoffdioxids aus Abgasen industrieller Prozesse oder Kraftwerke. Es gibt verschiedene Verfahren zur CO₂-Abscheidung: 

Post-Combustion-Abscheidung: Das CO₂ wird nach der Verbrennung aus den Abgasen entfernt, meist durch chemische Absorptionsmittel wie Amine. 

Pre-Combustion-Abscheidung: Hier wird das CO₂ vor der Verbrennung abgespalten, indem fossile Brennstoffe wie Kohle oder Gas in Wasserstoff und CO₂ umgewandelt werden. 

Oxyfuel-Verbrennung: Bei diesem Verfahren wird der Brennstoff mit reinem Sauerstoff verbrannt, was eine konzentrierte CO₂-Emission zur Folge hat, die leichter abzutrennen ist. 

2. Transport des CO₂: Nach der Abscheidung wird das CO₂ in komprimierter Form über Pipelines oder Schiffe zu den Speichereinrichtungen transportiert. Dies ist ein kritischer Schritt, um das abgeschiedene CO₂ sicher an geeignete Speicherorte zu bringen, die oft weit entfernt von den Industrieanlagen liegen. 

3. CO₂-Speicherung: Das CO₂ wird schließlich in unterirdische geologische Formationen wie tiefe Salzwasseraquiferen, erschöpfte Öl- und Gasfelder oder unerschlossene Kohleflöze injiziert. Diese Formationen bieten eine stabile und sichere Langzeitlagerung des CO₂, wobei es durch natürliche Barrieren wie dichte Gesteinsschichten eingeschlossen wird. Die geologische Speicherung ist derzeit die gängigste Methode, da sie große Mengen an CO₂ dauerhaft aufnehmen kann. 

Auswirkungen von CCS

Positive Auswirkungen

Klimaschutz: CCS kann erheblich zur Reduzierung der globalen CO₂-Emissionen beitragen, insbesondere in Bereichen, in denen alternative Technologien wie erneuerbare Energien noch nicht ausreichen.  

Verlängerung der Nutzung fossiler Brennstoffe: Für Länder, die stark auf fossile Brennstoffe angewiesen sind, kann CCS eine Brückentechnologie sein, um den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft zu erleichtern, ohne sofort alle fossilen Brennstoffe aufgeben zu müssen. 

Schaffung von Arbeitsplätzen: Der Aufbau und Betrieb von CCS-Infrastrukturen könnten neue Arbeitsplätze in der Ingenieur-, Bau- und Energiesektor schaffen, insbesondere in Regionen, die stark auf traditionelle Energien setzen. 

Negative Auswirkungen

Hohe Kosten: Der Einsatz von CCS ist derzeit sehr teuer, sowohl in der Abscheidung als auch im Transport und der Speicherung des CO₂. Die Kostenfrage stellt eine erhebliche Hürde für eine weit verbreitete Einführung dar. 

Energieaufwand: Der Prozess der CO₂-Abscheidung benötigt erhebliche Mengen an Energie, was zu einem höheren Energieverbrauch und möglicherweise höheren Emissionen führen kann. 

Langzeitrisiken: Obwohl die geologische Speicherung als sicher gilt, gibt es Bedenken hinsichtlich möglicher CO₂-Leckagen. Sollte das CO₂ entweichen, könnten sowohl Umwelt als auch Gesundheit beeinträchtigt werden.  

Klimapolitische Einordung von CCS 

CCS wird weltweit unterschiedlich bewertet. Während einige Regierungen und Institutionen die Technologie als unverzichtbar ansehen, um die globalen Klimaziele zu erreichen, sehen andere sie eher skeptisch. Kritiker argumentieren, dass CCS zu einer Verlängerung der Nutzung fossiler Brennstoffe führen könnte und somit den Druck, in erneuerbare Energien zu investieren, verringern könnte. 

Die Europäische Union hat CCS als Teil ihres Maßnahmenpakets zur Reduzierung von Treibhausgasen anerkannt. In Ländern wie Norwegen, das über große geologische Speicherpotenziale im Meeresboden verfügt, wird CCS bereits aktiv eingesetzt. Auch in den USA und Kanada gibt es CCS-Projekte, die hauptsächlich in der Erdöl- und Erdgasindustrie genutzt werden. 

Allerdings wird CCS oft als Ergänzung zu erneuerbaren Energien und Effizienzmaßnahmen gesehen, nicht als Ersatz. Der Erfolg von CCS hängt stark davon ab, wie schnell die Kosten gesenkt und die Technologie in großem Maßstab eingesetzt werden kann. Langfristig wird erwartet, dass CCS einen signifikanten Beitrag leisten kann, insbesondere in Sektoren, die schwer zu dekarbonisieren sind. 

Fazit

Die Technologie Carbon Capture and Storage (CCS) beschreibt die Abscheidung und Speicherung von CO₂ im Untergrund, wodurch die CO₂-Emissionen erheblich reduziert werden können. CCS ist eine von vielen Möglichkeiten Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Sie sollte jedoch nicht als Ersatz für andere Maßnahmen betrachtet werden, da weltweit nur eine begrenzte Anzahl technischer Senken für die dauerhafte CO₂-Speicherung verfügbar ist. Darüber hinaus ist die Technologie mit Umweltrisiken verbunden und erfordert einen hohen Energieaufwand.