CCUS-Technologien: Schlüsselrolle im Kampf gegen den Klimawandel

Die Erreichung der deutschen Klimaziele bis 2045 erfordert neben der Emissionsvermeidung und dem Ausbau erneuerbarer Energien auch die systematische Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2. Diese CCUS-Technologien (Carbon Capture, Utilization and Storage) gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre leisten können. Das ambitionierte Ziel, bis 2050 negative Emissionen zu erzielen – also mehr CO2 zu entfernen als zu emittieren – macht den Einsatz dieser Technologien unerlässlich. Besonders bei unvermeidbaren Emissionen aus Industrieprozessen spielt CCUS eine zentrale Rolle für die Klimaneutralität.

Abscheidung und Aufbereitung: Grundlage für effektive CO2-Reduktion

Zwei zentrale Technologien kommen bei der CO2-Abscheidung zum Einsatz: Carbon Capture ermöglicht das Auffangen von CO2 direkt an industriellen Quellen wie Chemieanlagen, Kraftwerken, Zementfabriken und Bioenergieanlagen, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Dabei wird zwischen biogenem CO2 aus nachwachsendem Pflanzenmaterial und CO2 aus fossilen Quellen unterschieden. Direct Air Capture hingegen zielt darauf ab, bereits emittiertes CO2 aus der Umgebungsluft zu filtern.

Nach der Abscheidung durchläuft das CO2 einen aufwendigen Aufbereitungsprozess. Dabei werden Verunreinigungen und nicht kondensierbare Gase entfernt, um Störungen bei der weiteren Verarbeitung zu vermeiden. Besonders die Vermeidung von Korrosion in den Transportleitungen durch Wasser oder Schwefelwasserstoff spielt eine wichtige Rolle. Hochmoderne TDLAS- und QF-Analysatoren ermöglichen dabei präzise Inline-Echtzeitmessungen, die für die Prozesssicherheit und -effizienz von entscheidender Bedeutung sind. Diese Technologien zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit, Genauigkeit und Stabilität bei gleichzeitig geringem Wartungsaufwand aus.

Transport und Speicherung: Komplexe Infrastruktur als Grundvoraussetzung

Der Transport des abgeschiedenen CO2 kann über verschiedene Wege erfolgen. Während der Schiffstransport besonders für die Offshore-Speicherung und den Export in Regionen ohne Inlandtransportmöglichkeiten relevant ist, bietet sich der Schienenverkehr als kosteneffiziente zweite Option für Inlandstransporte an. Für große Industriecluster stellen jedoch Pipelines die effizienteste Transportmethode dar. Ähnlich wie bei der Elektromobilität, wo ein dichtes Netz von Ladestationen den Erfolg bestimmt, wird auch für CCUS ein flächendeckendes Pipeline-Netzwerk benötigt.

Die Speicherung des CO2 erfolgt entweder in der Nordsee, deren Sandsteinschichten eine Kapazität von etwa 100 Milliarden Tonnen CO2 bieten, oder in unterirdischen Gesteinsformationen. Bei der geologischen Speicherung wird das CO2 in etwa 900 Meter Tiefe in poröses Gestein wie Sand- oder Kalkstein injiziert, wo es in einem überkritischen flüssigen Zustand verbleibt. Eine undurchlässige Deckschicht verhindert dabei das Entweichen des Gases. Alleine Nordamerika verfügt zum Beispiel laut dem „US National Energy Technology Laboratory“ bei aktuellen Produktionsraten über eine CO2-Speicherkapazität für mehr als 900 Jahre. Die Möglich- und Machbarkeiten sind also groß. Bei der Offshore-Speicherung wird das CO2 in etwa zwei Kilometer Tiefe in den Ozean eingebracht. In beiden Fällen ist eine kontinuierliche Überwachung unerlässlich, um sicherzustellen, dass das CO2 dauerhaft isoliert bleibt.

Die erfolgreiche Implementierung von CCUS-Technologien hängt allerdings maßgeblich von der Schaffung klarer regulatorischer Rahmenbedingungen und dem Aufbau einer leistungsfähigen Infrastruktur ab. Kontinuierliche Forschung und Entwicklung sind notwendig, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit dieser Technologien weiter zu steigern und ihre breite Anwendung zu ermöglichen. Ansätze sind reichlich vorhanden, die Verbreitung am Markt ist allerdings im Augenblick eher gering. Die intensive Zusammenarbeit zwischen allen notwendigen Partnern wie Industrie, Forschung und Politik bildet dabei die Grundlage für die erfolgreiche Umsetzung dieser zukunftsweisenden Technologien, um so den anvisierten Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten zu können.