Carbon Management: CCS als Strategie zur Umsetzung der Klimaziele?
Als Carbon Management werden alle Maßnahmen bezeichnet, die notwendig sind, um einen nachhaltigen Umgang mit schwer oder nicht vermeidbaren CO2-Emissionen sicherzustellen. Carbon Management soll daher eine Rolle bei der Einhaltung der Klimaziele spielen: Die Europäische Union hat sich zum Ziel gesetzt bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu sein. Damit haben sich die Staaten dazu verpflichtet, ihre Netto-Treibhausgasemissionen auf Null zu senken. Die deutsche Bundesregierung strebt mit dem Bundes-Klimaschutzgesetz die Klimaneutralität des Landes bis 2045 an. Ab 2050 ist sogar eine dauerhafte CO2-Negativbilanz angestrebt.
Die internationale Klimapolitik basiert auf der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) und dem im Jahr 2016 in Kraft getretenen Übereinkommen von Paris. Dieses wurde von 195 Staaten unterzeichnet, die damit eingewilligt haben, die globale Erderwärmung auf unter zwei Grad Celsius, möglichst jedoch auf 1,5 Grad Celsius, gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen.
Den größten Anteil an den globalen Treibhausgasemissionen machen die Kohlendioxid-Emissionen aus. Der weltweite CO2-Ausstoß ist bis zum Jahr 2022 kontinuierlich gestiegen, wobei China, die USA und Russland zu den weltweit größten Emittenten zählen.
Bei CCS, CCU und CDR wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre, aus Biomasse, aus Industrieprozessen oder aus Quellen fossiler CO2-Emissionen (z. B. fossile Energieversorgungsanlagen und Industrieanlagen) abgeschieden, aufbereitet, transportiert und anschließend gespeichert oder weiter genutzt. Um das abgeschiedene CO2 dauerhaft zu speichern, eignen sich Speicherstätten sowohl On- als Offshore, wie beispielsweise leere Öl- und Erdgas-Lagerstätten sowie tiefliegende Salzwasser führende Sandsteinschichten. Bei CCU wird das abgeschiedene und aufbereitete CO2 in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt.
Die Prozesse im Rahmen des Carbon Managements zählen zu den technischen Kohlenstoffsenken. Eine Kohlenstoffsenke ist ein Kohlenstoffreservoir, welches Kohlenstoff aufnimmt und damit die CO2-Konzentration in der Atmosphäre reduziert. Das wird auch als Negativemission bezeichnet. Dabei kommen natürliche oder technische Kohlenstoffsenken zum Einsatz, deren Einteilung auf die Art der Speicherung des Kohlenstoffs zurückzuführen ist. Unter natürlichen Senken werden beispielsweise Wälder oder Moore verstanden, die deutlich mehr Kohlendioxid speichern können, weswegen Wiedervernässungen von trockengelegten Moorgebieten und Stoppen der Waldrodungen zu Klimaschutzmaßnahmen zählen.
Die meisten Kapazitäten zur Kohlendioxid-Abscheidung sollen Anlagen in Nordamerika und Europa aufweisen: Die geplanten Kapazitäten der Anlagen sollen in Höhe von rund 113 bzw. rund 194 Millionen Kohlendioxid liegen. Hinsichtlich der Verteilung der Gesamtkapazität ist geplant, dass im Jahr 2030 rund 27 Prozent der gesamten CO2-Abscheidungskapazität durch entsprechende Anlagen in Europa gedeckt werden sollen. Im ersten Quartal 2024 entfielen jedoch lediglich fünf Prozent der Gesamtkapazität auf europäische CO2-Abscheidungsanlagen und etwa die Hälfte der Kapazität auf Anlagen in Nordamerika.
Welche Rolle Carbon Management beim Klimaschutz in Zukunft einnehmen wird, ist auch von den verfügbaren Kapazitäten geeigneter Speicher abhängig. Im Jahr 2023 wiesen die betriebenen Anlagen zur CO2-Speicherung in Nordamerika die größten Kapazitäten auf. Laut Angaben der IEA befanden sich in Europa Anlagen zur CO2-Speicherung mit einer jährlichen Kapazität von 51,3 Millionen Tonnen Kohlendioxid in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium.
Die Regierung betonte die Sicherheit der Technologie; so wie die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die die Sicherheitsrisiken als geringfügig einschätzten. Die CCS-Technologie soll lediglich eine notwendige Ergänzung in der Klimapolitik darstellen und der Fokus weiterhin auf der Reduktion von Emissionen und der Energiewende liegen.
Was bedeuten CCS und CCU?
Carbon Management unterscheidet zwischen:- Carbon Capture and Storage (CO2-Abscheidung, Transport und Speicherung - kurz CCS),
- Carbon Capture and Utilization (CO2-Abscheidung, Transport und Nutzung - kurz CCU) und
- Carbon Dioxide Removal (direkte CO2-Entnahme aus der Atmosphäre – kurz CDR).
Bei CCS, CCU und CDR wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre, aus Biomasse, aus Industrieprozessen oder aus Quellen fossiler CO2-Emissionen (z. B. fossile Energieversorgungsanlagen und Industrieanlagen) abgeschieden, aufbereitet, transportiert und anschließend gespeichert oder weiter genutzt. Um das abgeschiedene CO2 dauerhaft zu speichern, eignen sich Speicherstätten sowohl On- als Offshore, wie beispielsweise leere Öl- und Erdgas-Lagerstätten sowie tiefliegende Salzwasser führende Sandsteinschichten. Bei CCU wird das abgeschiedene und aufbereitete CO2 in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt.
Wie kann Carbon Management dem Klima helfen?
Der Weltklimarat IPCC führt in seinem neusten Bericht mehrere Strategien an, die simultan anzuwenden sind, um die Klimaziele zu erreichen: Neben dem Senken von Kohlendioxid in der Atmosphäre, worunter auch Carbon Management fällt, soll das Einsparen von Energie, was somit zur Reduzierung von Emissionsmengen führt, sowie das Ersetzen von fossilen Energieträgern durch erneuerbare Energien, bei deren Energiegewinnung selbst keine Treibhausgasemissionen entstehen, im Fokus stehen.Die Prozesse im Rahmen des Carbon Managements zählen zu den technischen Kohlenstoffsenken. Eine Kohlenstoffsenke ist ein Kohlenstoffreservoir, welches Kohlenstoff aufnimmt und damit die CO2-Konzentration in der Atmosphäre reduziert. Das wird auch als Negativemission bezeichnet. Dabei kommen natürliche oder technische Kohlenstoffsenken zum Einsatz, deren Einteilung auf die Art der Speicherung des Kohlenstoffs zurückzuführen ist. Unter natürlichen Senken werden beispielsweise Wälder oder Moore verstanden, die deutlich mehr Kohlendioxid speichern können, weswegen Wiedervernässungen von trockengelegten Moorgebieten und Stoppen der Waldrodungen zu Klimaschutzmaßnahmen zählen.
Wo wird Carbon Management schon genutzt und wie sehen die Zukunftspläne aus?
CCS wurde zwar schon im 20. Jahrhundert entwickelt, jedoch findet die Technologie erst seit wenigen Jahren Anwendung. Im Jahr 2023 befanden sich weltweit 40 Anlagen zur Abscheidung von Kohlendioxid im Betrieb, während sich weitere 124 Anlagen in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium befanden. Insgesamt hat die Anzahl der sich im Bau befindlichen, geplanten und betriebenen Anlagen im Zeitverlauf deutlich zugenommen. Und der Ausbau soll weitergehen: Im Jahr 2030 sollen sich weltweit Anlagen zur CO2-Speicherung im Betrieb befinden, die eine jährliche Abscheidungskapazität von rund 50 Millionen Tonnen CO2 aufweisen. Im Jahr 2020 lag diese Kapazität bereits bei 46 Millionen Tonnen CO2. Laut Plan sollen sich im Jahr 2030 weitere Anlagen im Bau oder in Planung befinden, die zusammen weitere 377 Millionen Tonnen CO2 abscheiden können.Die meisten Kapazitäten zur Kohlendioxid-Abscheidung sollen Anlagen in Nordamerika und Europa aufweisen: Die geplanten Kapazitäten der Anlagen sollen in Höhe von rund 113 bzw. rund 194 Millionen Kohlendioxid liegen. Hinsichtlich der Verteilung der Gesamtkapazität ist geplant, dass im Jahr 2030 rund 27 Prozent der gesamten CO2-Abscheidungskapazität durch entsprechende Anlagen in Europa gedeckt werden sollen. Im ersten Quartal 2024 entfielen jedoch lediglich fünf Prozent der Gesamtkapazität auf europäische CO2-Abscheidungsanlagen und etwa die Hälfte der Kapazität auf Anlagen in Nordamerika.
Welche Rolle Carbon Management beim Klimaschutz in Zukunft einnehmen wird, ist auch von den verfügbaren Kapazitäten geeigneter Speicher abhängig. Im Jahr 2023 wiesen die betriebenen Anlagen zur CO2-Speicherung in Nordamerika die größten Kapazitäten auf. Laut Angaben der IEA befanden sich in Europa Anlagen zur CO2-Speicherung mit einer jährlichen Kapazität von 51,3 Millionen Tonnen Kohlendioxid in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium.
Wie wird die Kohlendioxid-Speicherung in Deutschland bewertet?
Im Mai 2024 beschloss die Bundesregierung die Eckpunkte für eine Carbon Management Strategie, sowie einen Gesetzesentwurf zur Änderung des Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes. Damit sollen die noch bestehenden Hürden für die Anwendung von CCS und CCU in Deutschland beseitigt werden, nachdem der Einsatz in Deutschland lange verboten gewesen war. In Zukunft soll die Anwendung von CCS und CCU sowie der Transport und Speicherung von CO2 Offshore, Meeresschutzgebiete ausgenommen, erlaubt sein. Der Fokus soll dabei auf schwer oder nicht vermeidbaren Emissionen liegen. Die Entscheidungsgrundlage lieferte laut Bundeswirtschafts- und Klimaschutzminister vor allem das mögliche Verfehlen der Klimaziele ohne den Einsatz zusätzlicher Maßnahmen, wie CCS und CCU: Zu diesem Ergebnis kam ein vom Umweltbundesamt veröffentlichter Bericht im August 2023.Die Regierung betonte die Sicherheit der Technologie; so wie die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die die Sicherheitsrisiken als geringfügig einschätzten. Die CCS-Technologie soll lediglich eine notwendige Ergänzung in der Klimapolitik darstellen und der Fokus weiterhin auf der Reduktion von Emissionen und der Energiewende liegen.
