Welche Rolle spielen CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CCS) in der Industrie?

1. Einleitung

Die Industrie ist für einen erheblichen Anteil der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich, insbesondere energieintensive Sektoren wie Zement-, Stahl- und Chemieproduktion. Da einige industrielle Prozesse unvermeidbare Emissionen erzeugen, wird die Technologie der CO₂-Abscheidung und -Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS) als eine potenzielle Lösung zur Reduzierung dieser Emissionen betrachtet. Dieser Bericht beleuchtet die Funktionsweise, den aktuellen Stand und die Herausforderungen von CCS in der Industrie.

2. Funktionsweise von CCS

CCS umfasst drei Hauptprozesse:

 

  1. CO₂-Abscheidung: Das Kohlendioxid wird an der Quelle (z. B. Kraftwerke, Industrieanlagen) abgefangen.
  2. Transport: Das abgeschiedene CO₂ wird über Pipelines oder Schiffe zu Speicherorten transportiert.
  3. Speicherung: Das CO₂ wird tief unter der Erde in geologischen Formationen, wie ehemaligen Erdgas- oder Ölvorkommen, dauerhaft gespeichert.

3. Anwendungsbereiche in der Industrie

  • Zementproduktion: Hier entstehen große Mengen CO₂ durch chemische Reaktionen im Produktionsprozess. CCS kann bis zu 90 % dieser Emissionen abfangen.
  • Stahlindustrie: CCS kann CO₂-Emissionen aus Hochöfen und Direktreduktionsanlagen reduzieren.
  • Chemische Industrie: Besonders in der Ammoniak- und Methanolproduktion fallen hohe Emissionen an, die durch CCS gemindert werden können.
  • Erdölraffinerien: Hier kann CO₂ aus Abgasen abgeschieden und gespeichert oder für Enhanced Oil Recovery (EOR) genutzt werden.

4. Aktueller Stand und globale Projekte

Weltweit gibt es bereits mehrere industrielle CCS-Projekte:

 

  • Sleipner (Norwegen): Seit 1996 speichert dieses Projekt jährlich ca. 1 Mio. Tonnen CO₂ in einer unterseeischen Formation.
  • Boundary Dam (Kanada): Erste große CCS-Anlage in einem Kohlekraftwerk, die CO₂ für industrielle Nutzung bereitstellt.
  • Gorgon-Projekt (Australien): Ein großangelegtes CCS-Projekt zur Speicherung von CO₂ aus der Gasproduktion.

Trotz dieser Fortschritte bleibt CCS in der Industrie bisher begrenzt, da die Kosten hoch sind und die Skalierung Herausforderungen mit sich bringt.

5. Vorteile von CCS in der Industrie

  • Reduktion schwer vermeidbarer Emissionen: Besonders in Industrien, in denen direkte Elektrifizierung oder Wasserstoffnutzung nicht praktikabel sind.
  • Erhaltung von Arbeitsplätzen: Unternehmen können bestehende Produktionsprozesse mit CCS aufrechterhalten, anstatt sie grundlegend umzustrukturieren.
  • Erreichung von Klimazielen: CCS kann eine Brückentechnologie sein, um die Netto-Null-Emissionen bis 2050 zu erreichen.

6. Herausforderungen und Kritikpunkte

  • Hohe Kosten: CCS ist teuer, mit geschätzten Kosten von 50–100 USD pro Tonne abgeschiedenem CO₂.
  • Energieintensität: Der Abscheidungsprozess benötigt zusätzliche Energie, was die Gesamteffizienz senkt.
  • Langfristige Sicherheit der Speicherung: Risiken wie Leckagen oder seismische Aktivitäten müssen minimiert werden.
  • Akzeptanz und politische Unterstützung: Viele CCS-Projekte sind auf staatliche Subventionen angewiesen, da die Wirtschaftlichkeit ohne CO₂-Bepreisung schwierig ist.

7. Alternativen und ergänzende Technologien

Neben CCS gibt es weitere Ansätze zur Emissionsminderung:

 

  • CO₂-Nutzung (CCU): Das abgeschiedene CO₂ wird in der chemischen Industrie, für synthetische Kraftstoffe oder in Baumaterialien weiterverwendet.
  • Elektrifizierung: Ersetzen von fossilen Brennstoffen durch erneuerbare Energien.
  • Wasserstoffwirtschaft: Nutzung von grünem Wasserstoff als alternative Energiequelle.

8. Fazit und Ausblick

CCS spielt eine wichtige Rolle in der Industrie, insbesondere für Sektoren mit schwer vermeidbaren Emissionen. Während die Technologie bereits in Pilotprojekten erfolgreich angewandt wird, sind weitere Investitionen, staatliche Förderungen und eine globale Infrastruktur erforderlich, um CCS in großem Maßstab wirtschaftlich nutzbar zu machen. Eine Kombination aus CCS, erneuerbaren Energien und neuen Technologien wird notwendig sein, um eine klimaneutrale Industrie zu erreichen.

 

Nächster Schritt: Untersuchung von CO₂-Nutzung (CCU) als ergänzende Lösung zur Minderung industrieller Emissionen.

Quellen:

  • International Energy Agency (IEA)
  • Global CCS Institute
  • Umweltbundesamt (UBA)