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'''CO<sub>2</sub>-Abscheidung und -Speicherung''' (engl. Carbon Dioxide Capture and Storage, kurz '''CCS''') bezeichnet die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) aus industriellen Prozessen sowie deren anschließende Einlagerung, insbesondere in unterirdischen und untermeerischen Speicherstätten.
Durch die Einlagerung soll verhindert werden, dass das CO<sub>2</sub> in die Atmosphäre gelangt, wo es als Treibhausgas wirkt.
=Abscheidung=
Die Abtrennung kann unterschiedlichen industriellen Verfahren nachgeschaltet werden, z. B. nach einer Kohlevergasung (CO<sub>2</sub>-reduziertes IGCC-Kraftwerk), Verbrennung von Kohle in Sauerstoffatmosphäre oder Abgaswäsche. Als mögliche CO<sub>2</sub>-Lager gelten zum einen geologische Formationen wie Erdöl- und Erdgaslagerstätten, salzhaltige Grundwasserleiter (Aquifere) oder Kohleflöze.
Auch eine Lagerung in der Tiefsee wird untersucht.
==Abscheidung in Kohlekraftwerken==
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==
Ein modernes GuD-Steinkohlekraftwerk hat einen Wirkungsgrad von ca. 45 %, durch die Amin- oder Carbonatwäsche sinkt der Wirkungsgrad auf dann 30–35 %, was jedoch immer noch einen um bis zu 50 % höheren Kohleverbrauch für dieselbe Stromproduktion bedeutet.
==Abscheidung in Kombikraftwerken mit integrierter Kohlevergasung==
Bei dieser Form der Energiegewinnung entsteht ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid. Wird dieses bei einem Druck von 60 bar komprimiert, lässt sich das CO<sub>2</sub> physikalisch absorbieren.
Dies ist sinnvoll um störendes CO<sub>2</sub> vor der Verbrennung des Wasserstoffs zu entfernen.
Um dieses Verfahren wirtschaftlich zu machen, müsste jedoch erst eine Wasserstoffturbine entwickelt werden.
Berechnungen zu Folge hat diese Variante der CO2-Abscheidung den geringsten Wirkungsgradverlust (< 10 Prozentpunkte), ist aber auch technisch noch kaum ausgereift und würde für eine Markteinführung am meisten finanzielle Förderung benötigen.
==Abscheidung im Oxyfuel-Verfahren==
Im Oxyfuel-Verfahren wird die Kohle in einer Umgebung aus reinem Sauerstoff und CO<sub>2</sub> verbrannt. Das dabei entstehende Rauchgas ist nicht mit Luft-Stickstoff verdünnt und besteht im Wesentlichen aus CO<sub>2</sub> und Wasserdampf. Der Wasserdampf kann kondensiert werden, sodass ein hochkonzentrierter CO<sub>2</sub>-Strom (Konzentration im Idealfall nahe 100 %) übrigbleibt. Das CO<sub>2</sub> kann dann verdichtet und zum Lager transportiert werden.
Auch beim Oxyfuelverfahren sinkt der elektrische Wirkungsgrad gegenüber einer Anlage ohne CO<sub>2</sub>-Abscheidung um ca. 10 Prozent, was je nach Wirkungsgrad des zugrundeliegenden Prozesses einem 30 bis 50 % höheren Kohlebedarf entspricht. Hauptenergieverbraucher ist in diesem Fall die Luftzerlegungsanlage für die Sauerstoffproduktion.
=Speicherung=
==Unterirdische Lagerung==
Zur Speicherung wird eine unterirdische Lagerung in tiefen Sedimentgesteinen, deren Poren mit Salzwasser gefüllt sind, favorisiert. Für eine effiziente Lagerung sind Drücke notwendig, wie sie in 800 Meter Tiefe und darunter herrschen. Bei diesen Drücken besitzt das CO<sub>2</sub> etwa die gleiche Dichte wie das Wasser und kann so Salzwasser verdrängen und zusätzlichen Raum schaffen.
==Lagerung im Meer==
Kohlenstoffdioxid kann durch Pipelines oder Rohre, die von Schiffen ins mehr ragen, in viele hundert Meter unter der Meeresoberfläche gepumpt werden.
Je nach Druck und Konzentration kann das CO<sub>2</sub> mit dem Meerwasser Kohlensäure bilden oder legt sich als CO<sub>2</sub>-See, bestehend aus flüssigem CO<sub>2</sub>, auf dem Meeresboden ab.
=Chancen=
* CO<sub>2</sub>, das der Atmosphäre entzogen wird, kann nicht mehr als Treibhausgas wirken.
* Der globale Klimawandel kann so gebremst und verzögert werden.
* In fast erschöpften Erdöllagerstätten könnte man durch druckgelagertes CO<sub>2</sub> den Förderdruck erhöhen.
=Kritik=
* Dieses Verfahren ist sehr kostenintensiv und möglicherweise erst ab 2020 oder noch viel später großindustriell einsatzbar.
* Das Verfahren benötigt so viel Energie, dass bis zu 40% der Energie, die ein Kohlekraftwerk erzeugt, benötigt wird, um das CO<sub>2</sub> abzuscheiden und zu transportieren. Dies reduziert die Effizienz der Kraftwerke und verursacht bei gleich bleibender Kraftwerksanzahl Energieversorgungsengpässe.
* Die Einlagerung ist irreversibel. Eingelagertes CO<sub>2</sub> muss jahrtausende lang sicher und leckagenfrei gelagert werden.
* Es entstehen Ewigkeitskosten über mehrere 1000 Jahre aus Steuergeldern, da die Energiekonzerne nach 30 Jahren die Lagerstätten an den Bund übergeben. Dieser trägt dann das Haftungsrisiko und die Monitoringkosten.
* Die Risiken für Mensch und Umwelt sind größtenteils unerforscht.
* Die enormen Drücke, die erforderlich sind, um CO<sub>2</sub> in die Erde zu pressen, können Erdbeben induzieren, die Erschütterungen weit über der Fühlbarkeitsgrenze auslösen können.
* Unterirdisch gespeichertes CO<sub>2</sub> kann geologische Instabilitäten weit über die Grenzen der Speicheranlage hinaus verursachen.
* Aus unterirdischen Lagerstätten austretendes CO<sub>2</sub> lagert sich auf Bodenniveau ab, verdrängt die Luft und kann so Menschen und Tiere ersticken (siehe [http://de.wikipedia.org/wiki/Nyos-See#Die_Katastrophe_von_Nyos Nyos-Unglück]).
* Die Einleitung großer Mengen CO<sub>2</sub> ins Meer kann massive ökologische Folgen haben, etwa durch Senkung des pH-Wertes oder die Bildung von „CO<sub>2</sub>-Seen“ auf dem Meeresgrund, die das dortige Leben abtöten.
* Bei der Einleitung ins Meer, könnte das gelagerte CO<sub>2</sub> im Laufe von einigen 100 bis 1000 Jahren wieder in die Atmosphäre gelangen, sodass nur eine Verzögerung der Emission erreicht oder es im Extremfall sogar zu einer Erhöhung der CO<sub>2</sub>-Emission kommen würde. Aufgrund des erhöhten Brennstoffeinsatzes wird mehr CO<sub>2</sub> produziert als ohne Abscheidung.
* Hohe direkte Subventionen werden für CCS an Energiekonzerne gezahlt zu Lasten erneuerbarer Energien.
=Alternativen=
Kritiker der CO2-Sequestrierung wenden ein, dass andere Alternativen mit weniger Problemen behaftet, weiter entwickelt und zumindest langfristig billiger seien. Insbesondere werden hier genannt:
* Maßnahmen zur Energieeinsparung und Verbesserung der Energieeffizienz
* Ausbau und weitere Erforschung der erneuerbaren Energien
* biologische Sequestrierung.
=Links=
* [http://www.piratenbrandenburg.de/tag/lausitz/ Stellungsnahme der Piratenpartei Brandenburg "CO2-Abscheidung ist keine Lösung!"]<br>
* [http://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Abscheidung_und_-Speicherung Wikipedia-Artikel "CO<sub>2</sub>-Abscheidung und -Speicherung"]<br>
* [http://hanisch.freeunix.net/piraten/down/PM_CCS_Schleswig-Holstein_23_10_2009.pdf Gemeinsame Pressemitteilung des IZT und des Wasserverbandes Norderdithmarschen]<br>
* [http://hanisch.freeunix.net/piraten/down/WASSERZEITUNG_OKT_09.pdf Auszug aus der "Wasserzeitung" Oktober '09 zum Thema CCS]<br>
* [http://www.co2-endlager-stoppen.de/ Bürgerinitiative "CO2 Endlager Stoppen e.V."]
'''CO<sub>2</sub>-Abscheidung und -Speicherung''' (engl. Carbon Dioxide Capture and Storage, kurz '''CCS''') bezeichnet die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) aus industriellen Prozessen sowie deren anschließende Einlagerung, insbesondere in unterirdischen und untermeerischen Speicherstätten.
Durch die Einlagerung soll verhindert werden, dass das CO<sub>2</sub> in die Atmosphäre gelangt, wo es als Treibhausgas wirkt.
=Abscheidung=
Die Abtrennung kann unterschiedlichen industriellen Verfahren nachgeschaltet werden, z. B. nach einer Kohlevergasung (CO<sub>2</sub>-reduziertes IGCC-Kraftwerk), Verbrennung von Kohle in Sauerstoffatmosphäre oder Abgaswäsche. Als mögliche CO<sub>2</sub>-Lager gelten zum einen geologische Formationen wie Erdöl- und Erdgaslagerstätten, salzhaltige Grundwasserleiter (Aquifere) oder Kohleflöze.
Auch eine Lagerung in der Tiefsee wird untersucht.
==Abscheidung in Kohlekraftwerken==
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==
Ein modernes GuD-Steinkohlekraftwerk hat einen Wirkungsgrad von ca. 45 %, durch die Amin- oder Carbonatwäsche sinkt der Wirkungsgrad auf dann 30–35 %, was jedoch immer noch einen um bis zu 50 % höheren Kohleverbrauch für dieselbe Stromproduktion bedeutet.
==Abscheidung in Kombikraftwerken mit integrierter Kohlevergasung==
Bei dieser Form der Energiegewinnung entsteht ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid. Wird dieses bei einem Druck von 60 bar komprimiert, lässt sich das CO<sub>2</sub> physikalisch absorbieren.
Dies ist sinnvoll um störendes CO<sub>2</sub> vor der Verbrennung des Wasserstoffs zu entfernen.
Um dieses Verfahren wirtschaftlich zu machen, müsste jedoch erst eine Wasserstoffturbine entwickelt werden.
Berechnungen zu Folge hat diese Variante der CO2-Abscheidung den geringsten Wirkungsgradverlust (< 10 Prozentpunkte), ist aber auch technisch noch kaum ausgereift und würde für eine Markteinführung am meisten finanzielle Förderung benötigen.
==Abscheidung im Oxyfuel-Verfahren==
Im Oxyfuel-Verfahren wird die Kohle in einer Umgebung aus reinem Sauerstoff und CO<sub>2</sub> verbrannt. Das dabei entstehende Rauchgas ist nicht mit Luft-Stickstoff verdünnt und besteht im Wesentlichen aus CO<sub>2</sub> und Wasserdampf. Der Wasserdampf kann kondensiert werden, sodass ein hochkonzentrierter CO<sub>2</sub>-Strom (Konzentration im Idealfall nahe 100 %) übrigbleibt. Das CO<sub>2</sub> kann dann verdichtet und zum Lager transportiert werden.
Auch beim Oxyfuelverfahren sinkt der elektrische Wirkungsgrad gegenüber einer Anlage ohne CO<sub>2</sub>-Abscheidung um ca. 10 Prozent, was je nach Wirkungsgrad des zugrundeliegenden Prozesses einem 30 bis 50 % höheren Kohlebedarf entspricht. Hauptenergieverbraucher ist in diesem Fall die Luftzerlegungsanlage für die Sauerstoffproduktion.
=Speicherung=
==Unterirdische Lagerung==
Zur Speicherung wird eine unterirdische Lagerung in tiefen Sedimentgesteinen, deren Poren mit Salzwasser gefüllt sind, favorisiert. Für eine effiziente Lagerung sind Drücke notwendig, wie sie in 800 Meter Tiefe und darunter herrschen. Bei diesen Drücken besitzt das CO<sub>2</sub> etwa die gleiche Dichte wie das Wasser und kann so Salzwasser verdrängen und zusätzlichen Raum schaffen.
==Lagerung im Meer==
Kohlenstoffdioxid kann durch Pipelines oder Rohre, die von Schiffen ins mehr ragen, in viele hundert Meter unter der Meeresoberfläche gepumpt werden.
Je nach Druck und Konzentration kann das CO<sub>2</sub> mit dem Meerwasser Kohlensäure bilden oder legt sich als CO<sub>2</sub>-See, bestehend aus flüssigem CO<sub>2</sub>, auf dem Meeresboden ab.
=Chancen=
* CO<sub>2</sub>, das der Atmosphäre entzogen wird, kann nicht mehr als Treibhausgas wirken.
* Der globale Klimawandel kann so gebremst und verzögert werden.
* In fast erschöpften Erdöllagerstätten könnte man durch druckgelagertes CO<sub>2</sub> den Förderdruck erhöhen.
=Kritik=
* Dieses Verfahren ist sehr kostenintensiv und möglicherweise erst ab 2020 oder noch viel später großindustriell einsatzbar.
* Das Verfahren benötigt so viel Energie, dass bis zu 40% der Energie, die ein Kohlekraftwerk erzeugt, benötigt wird, um das CO<sub>2</sub> abzuscheiden und zu transportieren. Dies reduziert die Effizienz der Kraftwerke und verursacht bei gleich bleibender Kraftwerksanzahl Energieversorgungsengpässe.
* Die Einlagerung ist irreversibel. Eingelagertes CO<sub>2</sub> muss jahrtausende lang sicher und leckagenfrei gelagert werden.
* Es entstehen Ewigkeitskosten über mehrere 1000 Jahre aus Steuergeldern, da die Energiekonzerne nach 30 Jahren die Lagerstätten an den Bund übergeben. Dieser trägt dann das Haftungsrisiko und die Monitoringkosten.
* Die Risiken für Mensch und Umwelt sind größtenteils unerforscht.
* Die enormen Drücke, die erforderlich sind, um CO<sub>2</sub> in die Erde zu pressen, können Erdbeben induzieren, die Erschütterungen weit über der Fühlbarkeitsgrenze auslösen können.
* Unterirdisch gespeichertes CO<sub>2</sub> kann geologische Instabilitäten weit über die Grenzen der Speicheranlage hinaus verursachen.
* Aus unterirdischen Lagerstätten austretendes CO<sub>2</sub> lagert sich auf Bodenniveau ab, verdrängt die Luft und kann so Menschen und Tiere ersticken (siehe [http://de.wikipedia.org/wiki/Nyos-See#Die_Katastrophe_von_Nyos Nyos-Unglück]).
* Die Einleitung großer Mengen CO<sub>2</sub> ins Meer kann massive ökologische Folgen haben, etwa durch Senkung des pH-Wertes oder die Bildung von „CO<sub>2</sub>-Seen“ auf dem Meeresgrund, die das dortige Leben abtöten.
* Bei der Einleitung ins Meer, könnte das gelagerte CO<sub>2</sub> im Laufe von einigen 100 bis 1000 Jahren wieder in die Atmosphäre gelangen, sodass nur eine Verzögerung der Emission erreicht oder es im Extremfall sogar zu einer Erhöhung der CO<sub>2</sub>-Emission kommen würde. Aufgrund des erhöhten Brennstoffeinsatzes wird mehr CO<sub>2</sub> produziert als ohne Abscheidung.
* Hohe direkte Subventionen werden für CCS an Energiekonzerne gezahlt zu Lasten erneuerbarer Energien.
=Alternativen=
Kritiker der CO2-Sequestrierung wenden ein, dass andere Alternativen mit weniger Problemen behaftet, weiter entwickelt und zumindest langfristig billiger seien. Insbesondere werden hier genannt:
* Maßnahmen zur Energieeinsparung und Verbesserung der Energieeffizienz
* Ausbau und weitere Erforschung der erneuerbaren Energien
* biologische Sequestrierung.
=Links=
* [http://www.piratenbrandenburg.de/tag/lausitz/ Stellungsnahme der Piratenpartei Brandenburg "CO2-Abscheidung ist keine Lösung!"]<br>
* [http://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Abscheidung_und_-Speicherung Wikipedia-Artikel "CO<sub>2</sub>-Abscheidung und -Speicherung"]<br>
* [http://hanisch.freeunix.net/piraten/down/PM_CCS_Schleswig-Holstein_23_10_2009.pdf Gemeinsame Pressemitteilung des IZT und des Wasserverbandes Norderdithmarschen]<br>
* [http://hanisch.freeunix.net/piraten/down/WASSERZEITUNG_OKT_09.pdf Auszug aus der "Wasserzeitung" Oktober '09 zum Thema CCS]<br>
* [http://www.co2-endlager-stoppen.de/ Bürgerinitiative "CO2 Endlager Stoppen e.V."]
