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AG Umwelt und Energie/Themen/CCS

3.098 Bytes hinzugefügt, 12:03, 19. Apr. 2010
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Bei einem herkömmlichen Kohlekraftwerk entsteht aus 0,32 kg Steinkohle ca. 0,88 kg Kohlenstoffdioxid und 1 kWh elektrischer Strom bei einem Wirkungsgrad von 38 %. Zur Erzeugung der gleichen Strommenge muss zusätzliche Kohle zur Erzeugung von Wärmeenergie für die Abtrennung von Kohlenstoffdioxid verwendet werden; dies verschlechtert den Wirkungsgrad.
Zur Abtrennung des CO<sub>2</sub> könnte man nach der Entschwefelung einen Amin-Wäscher oder eine Carbonat-Wäsche installieren. Dort könnte das CO<sub>2</sub> z. B. durch fein verteilte Amin-Tröpfchen absorbiert werden. In einem zweiten Schritt würden die Amine oder das Hydrogencarbonat in einen Abscheider gelangen. Durch Erhitzen wird das absorbierte CO<sub>2</sub> wieder desorbiert.<br> Dieses Verfahren ist bisher am weitesten technisch ausgereift, verbraucht aber auch dermaßen viel Energie, dass der Wirkungsgrad eines Kraftwerkes von 38% auf 23% absinkt und ein Kraftwerk 66% mehr Kohle für die gleiche Energieproduktion benötigt.
==Abscheidung in Gas- und Dampf-Kombikraftwerken==
Durch chemische Reaktionen würden bestimmte Minerale chemisch verändert werden. In Versuchslaboratorien wurden Mineralzersetzungen, -veränderungen und -neubildungen beobachtet. Für gewöhnlich wird Gestein, das mit industriell bedingt verunreinigtem CO<sub>2</sub> in Kontakt kommt, spröde und damit instabil.
Aus unterirdischen Lagerstätten austretendes CO<sub>2</sub> lagert sich auf Bodenniveau ab, verdrängt die Luft und kann so Menschen und Tiere ersticken. (Eyer 2004), (BMWi 2007), (Baxter et. al. 1989)
Ein vergleichbares Ereignis ist in der Vergangenheit bereits eingetreten:
Am Abend des 21. August 1986 setzte der Nyos-See, ein CO<sub>2</sub>-gesättigter Kratersee in Kamerun, aufgrund eines Erdrutsches schlagartig rund 1,6 Millionen Tonnen CO<sub>2</sub> frei. Das Gas strömte in nördliche Richtung in zwei naheliegende Täler und tötete Menschen und Tiere in bis zu 27 km Entfernung vom See. Etwa 1700 Menschen und Tausende von Tieren verloren ihr Leben.(Baxter et. al. 1989) [http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-13525917.html] Auch CO<sub>2</sub>, dass beim Transport durch oberirdische Pipelines austreten könnte, könnte solche Katastrophen herbeiführen. Das Explosionsrisiko beim Transport von CO<sub>2</sub> ist zwar geringer als beim Transport von Erdgas, jedoch ergebe sich aus der erheblichen Toxizität des CO<sub>2</sub>, bedingt durch sehr giftige Begleitgase wie Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid und Stickstoffoxide, ein stark erhöhtes Gefahrenpotenzial. (UBA 2006)
Die Risiken für Mensch und Umwelt im Falle eines Unfalls oder einer Leckage bei der Endlagerung sind größtenteils zu sehr unerforscht um die Technologie tatsächlich anzuwenden. Auch liegen noch zu wenige Erkenntnisse vor über Sicherheitsmaßnahmen, die nötig wären, um Schäden zu vermindern oder zu vermeiden.
Werden deswegen mehr Kraftwerke errichtet, muss erheblich mehr Brennstoff gefördert werden, dessen Vorräte deswegen in noch kürzerer Zeit aufgebraucht sein würden.
Dieses Verfahren ist sehr kostenintensiv und möglicherweise erst ab 2020 oder noch viel später großindustriell einsetzbar. (UBA 2006), (McKinsey & Company 2007, S. 54) [http://www.mckinsey.com/clientservice/ccsi/pdf/CCS_Assessing_the_Economics.pdf] Bis dahin werden die erneuerbaren Energien als Stromquelle jedoch wesentlich stärker ausgebaut sein, weswegen damit begonnen werden könnte, konventionelle Kraftwerke stillzulegen.
Die Einlagerung ist irreversibel. Eingelagertes CO<sub>2</sub> muss jahrtausende lang sicher und leckagenfrei gelagert werden. Dies sicherzustellen ist aufgrund des finanziellen, technischen, materiellen und personellen Aufwands nicht durchführbar.
Hohe direkte Subventionen werden für die Anwendung der CCS-Technologie an Energiekonzerne zu Lasten erneuerbarer Energien gezahlt.
 
==Speicherkapazität==
 
In Deutschland beträgt die gesamte Lagerungskapazität in Aquiferen (Grundwasserleiter) und entleerten Erdgaslagerstätten zusammen etwa das 40- bis 130-Fache der derzeitigen jährlichen CO<sub>2</sub>-Emissionen des Deutschen Kraftwerkparks (ca. 393 Mio. t/Jahr). Durch den zusätzlichen Brennstoffbedarf und dadurch vermehrten CO<sub>2</sub>-Emissionen könnte man in Deutschland nur 30 bis 60 Jahre lang durch Energiegewinnung erzeugtes CO<sub>2</sub> speichern. (UBA 2006), (BMWi et. al. 2007), (May et. al. 2005), (Fischedick et. al. 2007)
==Bürgerrechtsprobleme==
* Außerdem kann CO<sub>2</sub> als Energiespeicher verwendet werden. Man kann es in Methan umwandeln und dieses dann dem Gasnetz zuführen oder in Gaskraftwerken verbrennen, das CO<sub>2</sub> wieder abscheiden und erneut in Methan umwandeln. Dies wäre sinnvoll, wenn regenerative Energieproduktion mehr Strom erzeugt als zu dem Zeitpunkt genutzt wird. Strom würde dann in chemische Bindungsenergie umgewandelt, als solche gespeichert und bei erhöhtem Energiebedarf wieder freigesetzt. Da abgeschiedenes CO<sub>2</sub> in einem Kreislaufsystem als Energiespeicher sinnvoll verwendet werden kann, ist es auch im Hinblick auf die genannten Risiken unnötig, es endzulagern.
=Links& Online-Quellen=
* [http://www.piratenbrandenburg.de/tag/lausitz/ Stellungnahme der Piratenpartei Brandenburg "CO<sub>2</sub>-Abscheidung ist keine Lösung!"]<br>
* [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/display.epl?mode=doc&id=13097 Petrography and reservoir characteristics of Upper Triassic sandstones from a CO<sub>2</sub> pilot storage reservoir (Stuttgart Formation, Ketzin, Germany), DGMK-Tagungsbericht 2009-1, DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung 2009, Fachbereich Aufsuchung und Gewinnung (Celle, Germany 2009), 317-323]
* [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/display.epl?mode=doc&id=14075 Petrological Effects of Injected CO2 CO<SUB>2</SUB> on Brine-Saturated Reservoir Sandstone – Preliminary Results of Long-Term Experiments, GeoDresden 2009, GeoDresden 2009 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (Dresden 2009)] * [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/display.epl?mode=doc&id=13247 Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Projekt CO<SUB>2</SUB>SINK, Gastechnologisches Kolloquium FK4 - Energie : Abstracts, 60. Berg- und Hüttenmännischer Tag (Freiberg, 2009)] * [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/display.epl?mode=doc&id=13071 The geology of the CO<SUB>2</SUB>SINK site: From regional scale to laboratory scale, 9th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-9) (Washington DC, USA 2008)] * [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/display.epl?mode=doc&id=13657 2D/3D velocity model for the high resolution data from CO<SUB>2</SUB>Sink Project and a possibility of reservoir modelling, 12th CO<SUB>2</SUB>Sink Project Meeting (Potsdam 2009)] * [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/display.epl?mode=doc&id=13076 An overview of results from the CO<SUB>2</SUB>SINK 3D baseline seismic survey at Ketzin, Germany, General Assembly European Geosciences Union (Vienna, Austria 2009).] * [http://edoc.gfz-potsdam.de/gfz/get/13175/0/57971240fb9ecb77837ae73e601124c3/13175.pdf Public Acceptance for Geological CO<SUB>2</SUB>-Storage] * [http://www3.gfz-potsdam.de/gfzFrames/publications-abstract?docid=12619&lang=de Reactivity of alkaline lignite fly ashes towards CO<SUB>2</SUB> in water, Environmental Science and Technology, 42, 12, 4520-4526] Eine komplette Auflistung aller CCS-relevanten Publikationen des Zentrums für CO<SUB>2</SUB>-Speicherung am GFZ finden sie unter:[http://www3.gfz-potsdam.de/gfzFrames/extern-publications-keyword?keyword=CO2&year=2009&lang=de Publikationen - Zentrum für CO<SUB>2</SUB>-Speicherung] =Offline-Quellen=
* [http://edocBaxter, P.gfz-potsdamJ.de/gfz/display, Kapila, M.epl?mode=doc&id=13247 Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Projekt CO2SINK, Gastechnologisches Kolloquium FK4 - Energie : AbstractsMfonfu, 60D. Berg- und Hüttenmännischer Tag (Freiberg1989): Lake Nyos disaster, 2009Cameroon, 1986: the medical effects of large scale emission of carbon dioxide? British Medical Journal 298 (4)], S. 1437-1441.
* [httpBMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie), BMU (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit), BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) (2007)://edoc.gfzEntwicklungsstand und Perspektiven con CCS-potsdamTechnologien in Deutschland.de/gfz/displayGemeinsamer Bericht des BMWi, BMU und BMBF für die Bundesregierung.epl?mode=doc&id=13071 The geology of the CO2SINK siteBerlin: From regional scale to laboratory scale, 9th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-9) (Washington DC, USA 2008)]BMWi
* [httpEyer, P. (2004)://edocGasförmige Verbindungen.gfz-potsdamIn: Marquardt, H.de/gfz/display, Schäfer, S.epl?mode=doc&id=13657 2D/3D velocity model for the high resolution data from CO2Sink Project and a possibility of reservoir modelling, 12th CO2Sink Project Meeting (Potsdam 2009Hrsg.)]: Lehrbuch der Toxikologie. Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH.
* [http://edocFischedick, M., Esken, A., Pastowski, A., Schüwer, D., Spersberger, N., Nitsch, J., Viebahn, P.gfz-potsdam, Bandi, A.de/gfz/display, Zuberbühler, U.epl?mode=doc&id=13076 An overview of results from the CO2SINK 3D baseline seismic survey at Ketzin, GermanyEdenhofer, General Assembly European Geosciences Union O. (2007): RECCS – Strukturell-ökonomisch-ökologischer Vergleich regenerativer Energietechnologien (Vienna, Austria 2009RE) mit Carbon Capture and Storage (CCS).]Berlin: BMU.
* [http://edocMay, F., Müller, C.gfz-potsdam, Bernstone, C.de/gfz/get/13175/0/57971240fb9ecb77837ae73e601124c3(2005): How much CO<SUB>2</13175SUB> can be stored in deep saline aquifers in Germany? VGB powertech 85 (6), S.pdf Public Acceptance for Geological CO232-Storage]37
* [httpSRU (Sachverständigenrat für Umweltfragen) (2009)://www3Abscheidung, Transport und Speicherung von Kohlendioxid.gfzDer Gesetzentwurf der Bundesregierung im Kontext der Energiedebatte. Berlin: Sachverständigenrat für Umweltfragen. SRU-potsdamTexte Nr. 13 April.de/gfzFrames/publications-abstract?docid=12619&lang=de Reactivity of alkaline lignite fly ashes towards CO2 in water, Environmental Science and Technology, 42, 12, 4520ISSN 1612-4526]2968
Eine komplette Auflistung aller CCS-relevanten Publikationen UBA (Umweltbundesamt) (2006): Technische Abscheidung und Speicherung von CO<SUB>2</SUB> – nur eine Übergangslösung. Positionspapier des Zentrums für CO2-Speicherung am GFZ finden sie unter:[httpUmweltbundesamtes zu möglichen Auswirkungen, Potenzialen und Anforderungen. Berlin://www3Umweltbundesamt.gfzUBA-potsdam.deTexte 04/gfzFrames/extern-publications-keyword?keyword=CO2&year=2009&lang=de Publikationen - Zentrum für CO2-Speicherung]06
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