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14.08.2024 – Technik
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Die Abscheidung von CO2 und die CO2 Speicherung
Im Zusammenhang mit diesem Thema kommt man um Carbon Capture and Storage oder auch CCS nicht herum. Der Begriff beschreibt den technischen Vorgang CO2 abzuscheiden, also bei industriellen Prozessen nicht in die Umwelt zu entlassen und dann zu lagern. Es gibt auch andere Möglichkeiten CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen, die im Kampf gegen einen weiteren Temperaturanstieg notwendig sind.
Carbon Capture, die Abscheidung von Treibhausgasen bei schwer zu dekarbonisierenden Industrieprozessen, spielt eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Klimaziele – Klimaneutralität in Europa Klimaneutralität bis 2050, Österreich möchte schon 2040 klimaneutral sein.
Worum geht es bei Carbon Capture and Storage?
Um die Klimaerwärmung effektiv zu bekämpfen, sind eine Kombination natürlicher und technischer Lösungen zur Reduktion und Speicherung von CO₂ nötig. Eine Schlüsseltechnologie dabei ist Carbon Capture and Storage (CCS). Diese Methode fängt CO₂ aus industriellen Prozessen und der Energieerzeugung ab und speichert es sicher, was zur Reduktion der globalen CO₂-Emissionen beiträgt. Eine Kombination aus natürlichem Kohlenstoffsenken und technischen Ansätzen wie CCS ist entscheidend, um eine nachhaltige Zukunft zu sichern.
Diese Technologien wurden seit den 1970er Jahren entwickelt und hat seither große Fortschritte gemacht. Ursprünglich war das Einsatzgebiet hauptsächlich in der Erdöl- und Erdgasindustrie zur verbesserten Ölgewinnung. Heutzutage findet CCS Anwendung in verschiedenen Industrien weltweit. Soll das Pariser Klimaziel von 1,5 °C Erwärmung eingehalten werden, müssen im Jahr 2050 jährlich etwa 9 Gigatonnen CO2 aus der Luft entnommen werden, aktuell gelingt das jährlich bei 2 Gigatonnen CO2 – allerdings nur zu einem sehr geringen Teil mit CCS-Verfahren.
Dieser Zahl stehen 37 Gigatonnen des Treibhausgases, die die Menschheit jährliche ausstößt. Allein das sagt schon aus wie wichtig die Entwicklung von Technologien im Bereich CCS sind. Eine Entwicklung dieses Wirtschaftszweiges ist nicht nur wichtig für die Erreichung Ziele, sondern bietet auch wirtschaftlich großes Potential.
Wie funktioniert die Abscheidung von CO2 derzeit?
Die Reduktion von CO₂ in der Atmosphäre erfolgt, neben der Vermeidung seiner Entstehung, derzeit im Wesentlichen auf drei verschiedenen Arten:
- Carbon Dioxide Removal (CDR) bezeichnet die Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre. Derzeit basieren die meisten Methoden auf natürlichen Prozessen, wie der konsequenten Aufforstung und der Wiederbefeuchtung von Mooren.
- Carbon Capture and Utilization (CCU) bezeichnet die Abscheidung von CO₂ aus industriellen Prozessen, welches anschließend für verschiedene Zwecke wiederverwendet wird. Beispielsweise kann das abgeschiedene CO₂ zur Herstellung von Chemikalien wie Methanol oder zur Produktion von synthetischen Kraftstoffen verwendet werden. Dies trägt dazu bei, die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu reduzieren und gleichzeitig die CO₂-Emissionen zu senken. Carbon Capture Beton ist auch eine CCU-Methode. Dabei wird das abgeschiedene CO₂ aus der Zementerzeugung als Rohstoff zur Herstellung von Beton verwendet.
- Carbon Capture and Storage (CCS) bezeichnet die Technik, bei der CO₂ aus industriellen Prozessen abgeschieden und sicher in geologischen Formationen gespeichert wird. Zum Beispiel kann CO₂, das bei der Energieerzeugung entsteht, durch spezielle Filteranlagen erfasst und anschließend in unterirdischen Gesteinsschichten, wie tiefen Salzwasser-Aquiferen oder ausgebeuteten Erdöl- und Erdgasfeldern, langfristig eingelagert werden.
Was sind die Herausforderungen und Risiken?
CCS ist eine vielversprechende Technologie mit erheblichem Potenzial zur Reduktion von CO₂-Emissionen und Unterstützung der Energiewende. Trotz der bestehenden Herausforderungen bieten fortschreitende Forschung und Innovationen hoffnungsvolle Perspektiven für eine nachhaltige Zukunft. Durch die Kombination von CCS mit anderen Klimaschutzmaßnahmen können wir den Weg zu einer kohlenstoffarmen Gesellschaft ebnen. China und USA sind Vorreiter bei der Entnahme des Treibhausgases.
Wobei China auf konventionelle Aufforstung setzt und USA auf Filtermethoden. Den größten Teil der Treibhausgasemissionen verursachen die Branchen Energie, Industrie und Landwirtschaft – genau diese Branchen können durch das Einfangen dieser Gase profitieren. Schon jetzt ist Europa in relevanten Dienstleistungsbranchen Weltmarktführer, etwa bei Abscheideanlagen, industriellen Wärmepumpen oder Pyrolyseanlagen für Biokohle.
Derzeit schrecken hohe Kosten und fehlende Rahmenbedingungen noch ab. Es fehlen eindeutige politische Entscheidungen und umfassende rechtliche Regelungen dieses Bereiches. Speziell die langfristige CO₂ Speicherung wirft Fragen hinsichtlich der Sicherheit und möglichen Umweltauswirkungen auf. Es besteht das Risiko von CO₂-Leckagen, die sorgfältig überwacht und kontrolliert werden müssen, um Schäden an der Umwelt zu vermeiden.
Aktuelle Forschungen und technische Innovationen im Bereich CCS arbeiten schon darauf hin, die Effizienz der Technologien zu verbessern und die Kosten zu senken. Fortschritte in Materialien und Verfahren könnten CCS in Zukunft zu einer noch wirksameren Lösung im Kampf gegen den Klimawandel machen.
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