CCUS: Kohlenstoffkreisläufe für den Klimaschutz

Im Future Forward Talk diskutierten Viviane Raddatz (WWF Deutschland), Dr. Oliver Geden (SWP) und Christoph Reißfelder (HeidelbergCement) im April 2021, wie Kohlenstoff intelligent im Kreislauf geführt werden kann.

Die Industrie steht auf dem Weg zur Klimaneutralität vor einer gewaltigen Transformationsaufgabe. Um die ambitionierten Klimaziele zu erreichen, müssen alle technologischen Optionen transparent diskutiert werden. Die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff (Carbon Capture Utilisation and Storage, CCUS) bietet gerade in der Grundstoffindustrie wichtige Chancen für den klimagerechten Umbau.

100 Millionen Dollar Preisgeld für eine Technologiewettbewerb? Elon Musk muss sich seiner Sache sicher sein. Belohnt werden soll damit ein innovativer Weg, um Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre zu binden. Kohlenstoff wird bereits innerhalb vieler industrieller Prozesse als Rohstoff verwendet. Die Debatte zur Abscheidung und Nutzung von Kohlenstoff nimmt deshalb auch in Deutschland langsam an Fahrt auf. Deutschlands langfristiger Plan, bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausgasneutral zu sein, kann nur mit technologischen Antworten und Innovationen gelingen. Neben Technologien zur direkten Vermeidung von Treibhausgasemissionen – wie etwa dem Ausbau von erneuerbaren Energien und einer Verbesserung der Energieeffizienz – müssen auch die Möglichkeiten der Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2 in Betracht gezogen werden.

Was steckt hinter CCUS?

CCUS-Technologien bieten die Möglichkeit, CO2 sicher und dauerhaft unterirdisch zu speichern oder im Fall von CCU (Carbon Capture Utilisation, CCU) den Kohlenstoff im Kreislauf zu führen und stofflich wiederzuverwerten. Die Erkenntnis, dass die Nutzung von CCUS-Technologien Teil einer Gesamtstrategie sein müssen, um die 2050 Klimaziele zu erreichen, wird ebenfalls von anderen Studien und Organisationen – wie der Internationalen Energieagentur und dem Weltklimarat (IPCC) – geteilt. Auch die Bundesregierung hat die Abscheidung und Nutzung von Kohlenstoff in ihrem Klimaschutzprogramm 2030 als Forschungs- und Innovationsagenda aufgegriffen. In dem im April 2021 veröffentlichten BDI-Positionspapier greifen wir die Debatte neu auf.

CO2 Nutzungsoptionen (CCU)

Welche Möglichkeiten zur Nutzung von Kohlenstoff gibt es?

Neben der Einlagerung von anfallendem CO2 kann Kohlenstoffdioxid in einem Wasserstoff- oder Kohlenstoffkreislaufwirtschaft weiterverwertet werden. Schon heute findet die CCU-Technologie in der Industrie Anwendung, da Kohlenstoff in vielen Bereichen, z.B. in der Chemieindustrie, ein wichtiger Grundstoff ist. Abgespaltetes CO2 kann in stofflichen Anwendungen verwendet werden, etwa für die Herstellung von Kunststoffen, Düngemittel oder beispielsweise auch für Matratzen. Eine weitere Anwendungsoption für abgespaltene CO2-Moleküle kann die Herstellung synthetischer Kraftstoffe sein. Perspektivisch kann Kohlenstoff auch durch Air-Capturing von CO2 aus der Atmosphäre gewonnen werden.

Die obenstehende Graphik zeigt Kostendifferenzen zwischen CCU- und CCS-Prozessen auf

Neu Debatte zum Thema CCUS nötig

Insbesondere am Industriestandort Deutschland gehören CCUS-Technologien auf die politische Agenda, wenn wir eine ernsthafte Debatte zum Ziel der Klimaneutralität führen wollen. In einigen Industrien bestehen heute noch keine technologischen Alternativen, Prozessemissionen zu vermeiden.

Hinzu kommt, dass auch bei der Herstellung von „blauem“ bzw. „türkisem“ Wasserstoff eine Strategie nötig ist, wie Kohlenstoff intelligent im Kreislauf geführt werden kann. Für die Dekarbonisierung in der Industrie ist ein zügiger Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft entscheidend. Um den erforderten raschen und kosteneffizienten Markthochlauf von Wasserstoff zu erzielen und die notwendigen Mengen an klimaneutralen Wasserstoff bereitstellen zu können, braucht es in der Markthochlaufphase auch blauen und türkisen Wasserstoff. Kohlenstoffkreisläufe und die Speicherung von CO2 sind also wichtige Bausteine, um die Klimaziele zu erreichen. Sie bilden eine sinnvolle Ergänzung zu direkt emissionsmindernden Technologien und können die Sektorenkopplung voranbringen.

Der Transport von CO2 ist erheblich effizienter über Pipelines

Anwendung von CCUS-Technologien wirtschaftlicher machen

Derzeit ist die Anwendung von CCUS noch teuer und wirtschaftlich unattraktiv. Mehr Investitionen in Forschung und Entwicklung können kostengünstigeren Techniken zum Durchbruch verhelfen. Insbesondere sollten Clusterlösungen gefördert werden, um mögliche Symbiosen zwischen Industriezweigen zu unterstützen: In einigen Industrien fällt CO2 als Abfallprodukt ab, andere benötigen dies zur stofflichen Verwendung.

Die Herausforderung liegt darin, langfristige Rahmenbedingungen und Anreize zu schaffen, die die Entwicklung der Technologie vorantreiben. Dazu gehören auch Standortbedingungen wie die Verfügbarkeit von günstigem erneuerbarem Strom. Vor allem muss der Aufbau einer CO2- Infrastruktur für den Transport von CO2 schnellstmöglich geschaffen werden. Zu guter Letzt steht und fällt der Auf- und Ausbau dieser Technologien mit der gesellschaftspolitischen Akzeptanz.

Es gilt, europäisch und international stark zusammenzuarbeiten, um die Transparenz und öffentliche Akzeptanz von CCUS zu verbessern und Investitionen und Planung von CCUS-Projekten zu erleichtern.