Das Versäumnis der Menschheit, die den Planeten erhitzende Kohlenstoffverschmutzung zu reduzieren – auf Rekordniveau im Jahr 2023 – hat einst marginale Optionen zur Begrenzung oder Reduzierung des CO2 in der Atmosphäre in den Mittelpunkt gerückt.
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) und direkte Luftabscheidung (DAC) sind beides komplexe industrielle Prozesse zur Isolierung von CO2, aber diese neu boomenden Technologien unterscheiden sich grundlegend und werden oft miteinander vermischt.
Am Donnerstag gab eine Gruppe großer Energieunternehmen, darunter die britische BP und die französische TotalEnergies, bekannt, dass sie Aufträge im Wert von 4 Milliarden Pfund (5,1 Milliarden US-Dollar) für die Ausrüstung eines Gaskraftwerks in Großbritannien mit CCS vergeben haben.
Hier erfahren Sie, was sie sind und wie sie sich unterscheiden.
Was es ist
CCS saugt CO2 aus den Abgasen oder Rauchgasen von Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, sowie der Schwerindustrie ab.
CO2 macht etwa 12 Prozent dieser Emissionen eines Kohlekraftwerks aus, während es bei der Stahl- und Zementproduktion typischerweise doppelt so hoch ist.
CCS allein verhindert lediglich, dass zusätzliches Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt.
Andererseits extrahiert DAC bereits vorhandene CO2-Moleküle, was es zu einer Technologie mit „negativen Emissionen“ macht.
DAC kann daher Gutschriften für Unternehmen generieren, die ihren Treibhausgasausstoß ausgleichen möchten – allerdings nur, wenn das abgeschiedene CO2 dauerhaft gespeichert wird, etwa in erschöpften Öl- und Gaslagerstätten oder in salzhaltigen Grundwasserleitern.
Die Konzentration von Kohlendioxid in der Umgebungsluft beträgt nur 420 Teile pro Million (etwa 0,04 Prozent), daher ist die Verbindung von CO2 mit DAC sehr energieintensiv.
Sobald CO2 mithilfe von CCS oder DAC isoliert wurde, kann es zur Herstellung von Produkten wie Baumaterialien oder „grünem“ Flugtreibstoff verwendet werden. Aber ein Teil dieses CO2 wird unweigerlich wieder in die Luft gelangen.
„Wenn das CO2 genutzt wird, dann ist es keine Entfernung“, sagte Oliver Geden, Senior Fellow am Deutschen Institut für Internationale Sicherheitspolitik.
Spielstatus
Die fossile Brennstoffindustrie nutzt CCS seit den 1970er Jahren, allerdings nicht, um zu verhindern, dass CO2 in die Atmosphäre gelangt.
Vielmehr injizieren Öl- und Gasunternehmen CO2 in ausgereifte Ölfelder, um Rohöl zu fördern, das sonst unzugänglich wäre.
Bisher hat sich der Anbau von CCS-Anlagen an bestehende Kohle- und Gaskraftwerke und die anschließende Speicherung des abgeschiedenen CO2 im Untergrund als technisch machbar, aber unwirtschaftlich erwiesen.
Die weltweit größte CCS-Anlage, die Petra Nova-Anlage in Texas, wurde drei Jahre nach ihrer Eröffnung im Jahr 2017 stillgelegt.
Doch die drohende Klimakrise und großzügige staatliche Subventionen haben das Interesse an CCS im Energiesektor und darüber hinaus wiederbelebt.
Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) gab es im Herbst 2023 weltweit etwa 40 kommerzielle Anlagen, die Kohlenstoffabscheidungstechnologie in der Industrie, bei der Kraftstoffumwandlung oder bei der Stromerzeugung einsetzten und insgesamt 45 Millionen Tonnen (Mt) CO2 isolierten. .
Wenn alle Projekte in der Pipeline realisiert würden, würde sich die CO2-Abscheidungskapazität bis 2030 verachtfachen, doch bisher haben nur fünf Prozent der angekündigten Projekte das Stadium der endgültigen Investitionsentscheidung erreicht.
DAC ist im Vergleich dazu brandneu.
Weltweit wurden weniger als 30 DAC-Anlagen in Betrieb genommen, und die in Betrieb befindlichen Anlagen binden pro Jahr nur etwa so viel CO2 – 10.000 Tonnen – wie die Welt in etwa 10 Sekunden ausstößt.
Hochskalieren
Sowohl CCS als auch DAC müssen massiv ausgebaut werden, wenn sie eine bedeutende Rolle bei der Dekarbonisierung der Weltwirtschaft spielen sollen.
Um das Netto-Null-Ziel für die Mitte des Jahrhunderts aufrechtzuerhalten, muss CCS laut IEA bis 2030 jährlich 1,3 Milliarden Tonnen aus Strom und Industrie abzweigen – 30-mal mehr als im letzten Jahr.
DAC muss bis zu diesem Datum 60 Mio. t CO2 pro Jahr entfernen, mehrere tausend Mal mehr als heute.
Aber die aufstrebende Branche blüht mit neuen Akteuren auf. Die erste von Occidental Petroleum in Texas entwickelte Anlage mit einer Kapazität von einer Million Tonnen pro Jahr soll nächstes Jahr in den USA ans Netz gehen.
Nach Angaben der IEA befinden sich Pläne für mindestens 130 DAC-Anlagen derzeit in verschiedenen Entwicklungsstadien.
„Es ist eine riesige Herausforderung, aber nicht beispiellos“, sagte Gregory Nemet, Professor an der University of Wisconsin-Madison, gegenüber und verwies auf andere Technologien, darunter Solarmodule, die innerhalb von Jahrzehnten dramatisch an Bedeutung gewonnen haben.
Die Vorbereitung eines Standorts für die Speicherung von CO2 kann bis zu 10 Jahre dauern, sodass die Speicherung zu einem ernsthaften Engpass sowohl für die CCS- als auch für die DAC-Entwicklung werden könnte.
Folge dem Geld
Die Kohlenstoffabscheidung kostet 15 bis 20 US-Dollar pro Tonne für industrielle Prozesse mit hochkonzentrierten CO2-Strömen und 40 bis 120 US-Dollar pro Tonne für stärker verdünnte Gasströme, beispielsweise bei der Stromerzeugung.
DAC – noch in den Kinderschuhen – ist mit viel höheren Kosten verbunden und liegt heute zwischen 600 und 1.000 US-Dollar pro abgeschiedener Tonne CO2.
Laut dem ersten Bericht „State of Carbon Dioxide Removal“, der Anfang des Jahres veröffentlicht wurde, werden diese Kosten bis 2050 voraussichtlich stark auf 100 bis 300 US-Dollar pro Tonne sinken.
Da Länder und Unternehmen den Druck von Dekarbonisierungsplänen und Netto-Null-Verpflichtungen spüren, fließen mehr öffentliche und private Gelder sowohl in CCS als auch in DAC.
In den Vereinigten Staaten sieht der Inflation Reduction Act (IRA) Steuergutschriften in Milliardenhöhe für CCS vor.
Der frühere Infrastructure Investment and Jobs Act sieht über einen Zeitraum von fünf Jahren etwa 12 Milliarden US-Dollar vor.
Kanada hat eine Steuergutschrift für Investitionen verlängert, die die Kosten von CCS-Projekten halbiert.
Südkorea und China investieren ebenfalls stark in den Sektor, wobei China letzten Monat in der Provinz Jiangsu ein 500.000-Tonnen-Werk eröffnete.
In Europa erfolgt die Förderung auf nationaler Ebene und konzentriert sich auf Industrie und Lagerung, insbesondere in der Nordsee.
Für DAC haben sich eine Reihe von Unternehmen – darunter Alphabet, Shopify, Meta, Stripe, Microsoft und H&M Group – gemeinsam verpflichtet, bis 2030 „permanente CO2-Entfernung“ im Wert von mindestens 1 Milliarde US-Dollar zu kaufen.
Anfang dieses Monats gab der DAC-Pionier Climeworks mit Sitz in der Schweiz einen Deal zum Verkauf von CO2-Reduktionsgutschriften an zwei Fluggesellschaften, SWISS und Lufthansa, bekannt.
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