Verwirrt über die CO2-Abscheidung? Experten erklären, warum wir unterschiedliche Typen brauchen
Die Produktion von Stahl, Beton, Kraftstoffen und Agrarchemikalien ist energieintensiv. Diese Branchen sind in entscheidendem Maße auf große Mengen fossiler Brennstoffe (Kohle, Öl und Gas) angewiesen, da das Stromnetz noch nicht über genügend Kapazität verfügt, um erneuerbare Energien in großem Maßstab zu verteilen, zu speichern und bereitzustellen.
Auch fossile Ressourcen sind in diesen Industrien gebunden, und die Lieferketten basieren auf der Chemie fossiler Brennstoffe. Bei der Herstellung von Stahl wird beispielsweise Kohle ohne Sauerstoff erhitzt und in Koks (ein weiteres kohlenstoffreiches Material) umgewandelt – dieser Koks wird in Hochöfen zur Herstellung von geschmolzenem Eisen verwendet, das in Stahl umgewandelt wird. Um den Klimawandel einzudämmen, müssen diese Industrien daher irgendwann kohlenstofffrei sein. Aber wir haben nicht die Zeit, sie völlig emissionsfrei zu machen, bevor die globalen Temperaturen noch weiter steigen.
Was kann also getan werden? CO₂-Emissionen können aufgefangen werden, bevor sie in die Atmosphäre gelangen. Wenn dieses CO₂ abgeschieden wird, kann ein Teil davon für die Herstellung weiterer Produkte verwendet werden, etwa für Biersprudel, nachhaltigen Beton oder nachhaltige Treibstoffe für Flugzeuge.
All dies wirkt sich in irgendeiner Form direkt auf uns aus, insbesondere weil es zu CO₂-Engpässen gekommen ist (aufgrund der CO₂-Versorgung, die stark von Düngemitteln (Ammoniak) und Bioethanolanlagen abhängt). Da fossile Brennstoffe teurer werden, wird der Betrieb dieser Quellen unwirtschaftlich und die Produktion wird eingestellt. Die jüngsten globalen Konflikte haben auch die Lieferung von Flüssigerdgas (LNG) zum Erliegen gebracht, was die steigenden Energiekosten weiter verschärft.
Der Rest des CO₂ muss sicher gespeichert werden. Es gibt einfach zu viel davon, um genutzt zu werden, und wenn noch mehr Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre entweichen, trägt das zum Klimawandel bei. Dieser gesamte Prozess wird als CO2-Abscheidung, -Nutzung (Nutzung) und -Speicherung (CCUS) bezeichnet.
Das CO₂ aus der Industrie wird entfernt, bevor es emittiert wird, und eine kleine Menge des abgeschiedenen CO₂ wird von anderen Industrien verwendet, die auf CO₂ als Produkt angewiesen sind, der Rest wird dann dauerhaft gespeichert. Durch die Nutzung erneuerbarer Energien zur CO₂-Abscheidung werden weitere Emissionen während des Abscheidungsprozesses vermieden.
Leider reicht CCUS allein nicht aus. Derzeit sind weltweit rund 77 Anlagen in Betrieb, die CO₂ in unterirdischen Gesteinen und in ehemaligen Öl- und Gasfeldern einfangen und speichern bzw. „geospeichern“. Dies macht nur etwa 0,01 % der Emissionen der Menschheit aus. Die Prozesse sind teuer und erfordern enorme Investitionen von Regierungen oder privaten Unternehmen, sodass eine Skalierung schwierig ist. Die Anlagenkosten schwanken stark je nach Erfassungstechnologie, Transport- und Lageroption, liegen aber etwa zwischen 300 Millionen US-Dollar (224 Millionen Pfund) und 1 Milliarde US-Dollar.
CCUS-Anlagen können einfach nicht die enorme CO₂-Menge in diesen kritischen Branchen jederzeit und überall einfangen. Selbst wenn die Emissionen der Industrie begrenzt würden, würde dies nur die aktuellen Emissionen begrenzen. Frühere CO₂-Emissionen befinden sich immer noch in der Atmosphäre, daher ist die direkte Abscheidung von CO₂ aus der Atmosphäre von entscheidender Bedeutung.
Es gibt eine andere Form der Kohlenstoffabscheidung, allerdings mit einer anderen CO₂-Quelle – das Erbe der Verbrennung fossiler Brennstoffe seit mehr als 260 Jahren seit Beginn der industriellen Revolution. Dies wird als Kohlendioxidentfernung (CDR) bezeichnet und umfasst die direkte Luftabscheidung, die das CO₂ aus der Atmosphäre entfernt.
Auch hier wird erneuerbare Energie benötigt, um diesen Prozess voranzutreiben. Ein weiterer CDR-Ansatz ist die Kohlenstoffmineralisierung, bei der CO₂ zusammen mit Wasser in Basalt und ähnliches Gestein injiziert wird. Anschließend reagiert das CO₂ mit Kalzium und Magnesium in diesem Wasser und bildet feste Mineralien, ähnlich wie Kalk, der sich in Wasserkochern bildet.
Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen sehr wichtigen Ansätzen ermöglicht es Regierungen, Industrien und Forschungsförderern zu wissen, wann und wo sie sie einsetzen sollten. Die Zeit ist knapp. Die globalen Temperaturen steigen weiter. Die industrielle und häusliche Dekarbonisierung muss parallel zu den Abhilfeprozessen der Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -entfernung voranschreiten.
Ben Kolosz, Dozent (Assistenzprofessor) für erneuerbare Energien und Kohlenstoffentfernung, Universität Hull und Jon Gluyas, Professor für Geoenergie, Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, Universität Durham
Hauptfoto: Wang An Qi/Shutterstock
