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Keine Parteiaussage!

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Verantwortlich für den Inhalt dieser Seite ist Sebastian Pochert

CO₂-Abscheidung und -Speicherung (engl. Carbon Dioxide Capture and Storage, kurz CCS) bezeichnet die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus industriellen Prozessen sowie deren anschließende Einlagerung, insbesondere in unterirdischen und untermeerischen Speicherstätten.

Durch die Einlagerung soll verhindert werden, dass das CO₂ in die Atmosphäre gelangt, wo es als Treibhausgas wirkt.

Abscheidung

Die Abtrennung kann unterschiedlichen industriellen Verfahren nachgeschaltet werden, z. B. einer Kohlevergasung (CO₂-reduziertes IGCC-Kraftwerk), der Verbrennung von Kohle in Sauerstoffatmosphäre oder einer Abgaswäsche. Als mögliche CO₂-Lager gelten zum einen geologische Formationen wie Erdöl- und Erdgaslagerstätten, salzhaltige Grundwasserleiter (saline 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 CO₂ könnte man nach der Entschwefelung einen Amin-Wäscher oder eine Carbonat-Wäsche installieren. Dort könnte das CO₂ 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 CO₂ wieder desorbiert.
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 30–35 %, was 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 CO₂ physikalisch absorbieren.

Dies ist sinnvoll, um störendes CO₂ vor der Verbrennung des Wasserstoffs zu entfernen.

Um dieses Verfahren wirtschaftlich zu machen, müsste jedoch erst eine hocheffiziente Wasserstoffturbine entwickelt werden.

Berechnungen zufolge 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 CO₂ verbrannt. Das dabei entstehende Rauchgas ist nicht mit Luft-Stickstoff verdünnt und besteht im Wesentlichen aus CO₂ und Wasserdampf. Der Wasserdampf kann kondensiert werden, sodass ein hochkonzentrierter CO₂-Strom (Konzentration im Idealfall nahe 100 %) übrigbleibt. Das CO₂ kann dann verdichtet und zum Lager transportiert werden.

Auch beim Oxyfuelverfahren sinkt der elektrische Wirkungsgrad gegenüber einer Anlage ohne CO₂-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 CO₂ 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 CO₂ mit dem Meerwasser Kohlensäure bilden oder legt sich als CO₂-See, bestehend aus flüssigem CO₂, auf dem Meeresboden ab.

Chancen

• CO₂, 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 CO₂ 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 CO₂ abzuscheiden und zu transportieren. Dies reduziert die Effizienz der Kraftwerke und verursacht bei gleich bleibender Kraftwerksanzahl Energieversorgungsengpässe.
• Die Einlagerung ist irreversibel. Eingelagertes CO₂ 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 CO₂ in die Erde zu pressen, können Erdbeben induzieren, die Erschütterungen weit über der Fühlbarkeitsgrenze auslösen können.
• Unterirdisch gespeichertes CO₂ kann geologische Instabilitäten weit über die Grenzen der Speicheranlage hinaus verursachen.
• Aus unterirdischen Lagerstätten austretendes CO₂ lagert sich auf Bodenniveau ab, verdrängt die Luft und kann so Menschen und Tiere ersticken (siehe Nyos-Unglück).
• Die Einleitung großer Mengen CO₂ ins Meer kann massive ökologische Folgen haben, etwa durch Senkung des pH-Wertes oder die Bildung von „CO₂-Seen“ auf dem Meeresgrund, die das dortige Leben abtöten.
• Bei der Einleitung ins Meer, könnte das gelagerte CO₂ 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 CO₂-Emission kommen würde. Aufgrund des erhöhten Brennstoffeinsatzes wird mehr CO₂ 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

• Stellungnahme der Piratenpartei Brandenburg "CO₂-Abscheidung ist keine Lösung!"
  
• Piratenpartei Brandenburg: "AG “Umwelt und Energie” nimmt Arbeit auf"
  
• Wikipedia-Artikel "CO₂-Abscheidung und -Speicherung"
  
• Faltblatt: CO₂SINK: Unterirdische Speicherung von Kohlendioxid (PDF)
• Gemeinsame Pressemitteilung des IZT und des Wasserverbandes Norderdithmarschen
  
• Auszug aus der "Wasserzeitung" Oktober '09 zum Thema CCS
  
• Bürgerinitiative "CO₂ Endlager Stoppen e.V."