Carbon Capture Utilisation and Storage (CCUS) - Potenzial zur Erreichung der Klimaneutralität?

• Sleipner-Projekt (Norwegen): Seit 1996 wird hier Kohlendioxid aus dem Erdgasstrom der Sleipner-Gasfelder in der Nordsee entnommen und in eine tiefe unterirdische Formation injiziert. Dadurch wird das CO₂ aus der Atmosphäre ferngehalten.

• Boundary Dam CCS Project (Kanada): Die CCS-Anlage scheidet einen Teil des Kohlendioxids und speichert es in unterirdischen Formationen. Es ist eines der weltweit ersten kommerziellen CCS-Projekte für Kohlekraftwerke.

• Petra Nova-Projekt (USA): Die CCS-Anlage scheidet jährlich Millionen Tonnen Kohlendioxid ab und speichert es in einem Ölfeld in der Nähe. Es ist das größte CCS-Projekt in den USA.

• Gorgon-Projekt (Australien): Das Gorgon-Gasprojekt in Australien enthält eine CCS-Anlage, die einen Teil des bei der Gasförderung anfallenden Kohlendioxids abscheidet und in einer tiefen unterirdischen Formation speichert.

• CO₂-Nutzung in der Bauindustrie: CO₂ kann in Baustoffen wie Beton oder Zement eingefangen und verwendet werden. Durch die Verwendung von CO₂ in Bauprodukten kann der Kohlenstoff dauerhaft gebunden und so der Atmosphäre entzogen werden.

• CO₂-Nutzung in der Chemieindustrie: CO₂ kann als Rohstoff in verschiedenen chemischen Prozessen verwendet werden, um Produkte wie Kunststoffe, Polymere oder Treibstoffe herzustellen. Dies kann dazu beitragen, fossile Rohstoffe zu ersetzen und die Abhängigkeit von nicht-erneuerbaren Ressourcen zu verringern.

• Biologische CO₂-Nutzung: Mikroorganismen können CO₂ als Nährstoff verwenden und in Biomasse umwandeln. Diese Biomasse kann dann als Rohstoff für die Herstellung von Biokraftstoffen, Biochemikalien oder biobasierten Materialien verwendet werden.

• CO₂-Nutzung in der Landwirtschaft: CO₂ kann durch Carbonisierung von Biomasse oder durch direkte CO₂-Düngung in landwirtschaftlichen Böden eingeführt werden. Dadurch kann die Bodenfruchtbarkeit verbessert und die CO₂-Speicherung im Boden gefördert werden.

• Orca: Das Orca-Projekt in Island, das von Climeworks und CarbFix durchgeführt wird, ist ein Beispiel für ein DAC-Projekt. Es zielt darauf ab, CO₂ aus der Luft zu absorbieren und es in Basaltgestein zu injizieren. Dort wird es dauerhaft mineralisiert.

• DAC-Entwicklungsprojekt des DOE: Das US-amerikanische Energieministerium (DOE) finanziert mehrere Forschungsprojekte zur Entwicklung von DAC-Technologien. Diese Projekte umfassen die Erforschung verschiedener Absorptionsmaterialien und -verfahren sowie die Skalierung von DAC-Anlagen.

• Swiss-DAC: Das Schweizer DAC-Projekt, das von Climeworks durchgeführt wird, zielt darauf ab, CO₂ aus der Luft zu entfernen und es für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen zu verwenden.

• CO2KO: Das CO2KO-Projekt in Kalifornien ist ein Beispiel für ein DAC-Projekt, das darauf abzielt, CO₂ aus der Luft zu entfernen und es für die Herstellung von Baustoffen zu verwenden.

Die Bereitstellung von Pipelines und industrieller Abscheide- und Einlagerinfrastruktur ist mit hohem Energiebedarf verbunden und damit auch CO₂-Emissionen. Weiters erfordert der Abscheidevorgang einen hohen Energiebedarf. Das deutsche Umweltbundesamt beziffert den Mehraufwand an fossiler Energie auf bis zu 40 %. Derzeit liegt der Anteil erneuerbarer Energie in Österreich bei 36,4 % (2021). Der Einsatz dieser Technologie ohne die ausreichende Verfügbarkeit erneuerbarer Energien würde daher unweigerlich zu zusätzlichen fossilen Energiebedarf führen. In Folge führt dies auch zu hohen CO₂-Emissionen. 

Üblicherweise wird CO₂ aufgrund des hohen technischen Aufwands nicht vollständig abgeschieden, sondern nur ein Teil der emittierten Menge. Meist wird von etwa 90 % als Zielwert gesprochen. Gleichzeitig kann es beim Transport, der Lagerung oder bei Unfällen zu Leckagen kommen. Wissenschaftlichen Analysen gehen deshalb davon aus, dass nur etwa 65 bis 80 % des CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre ferngehalten werden kann. Dass die Technologie diese Werte in der Praxis in großem Stil erreicht, gilt es allerdings erst zu beweisen. Es zeigt sich also, dass CCS selbst unter optimistischen Annahmen nicht klimaneutral ist. In der Carbon Management Strategie ist diese Technologie also bestenfalls als Minderungsmaßnahme einzustufen, aber nicht als eine klimaneutrale Technologie oder eine technische Senke zu bezeichnen. 

Problematisch ist weiters die Sicherstellung einer dauerhaften Speicherung von CO₂. Leckagen können in den Lagerstätten zum Beispiel durch Erdbeben entstehen, beim Transport durch Unfälle und auch bei der Abscheidung. Weiters wird in Untersuchungen auf die Gefahr hingewiesen, dass es etwa durch die Einlagerung von CO₂ unter hohem Druck in salinaren Aquiferen zu Verdrängungsprozessen kommen kann. Das wiederum kann zur Verunreinigung des Grundwassers führen.

Die Errichtung der Infrastruktur wiederum kann natürliche Systeme durch Bauarbeiten, Flächenverbrauch oder Verunreinigungen beeinträchtigen. Beim Transport und der Lagerung kann es zudem im Fall von Unfällen zu unkontrolliertem CO₂-Ausstoß kommen. Dieser birgt Gefahren für Mensch und Tier. Der Einsatz von CCS, auch für Forschungs- und Demonstrationszwecke, darf daher nur nach einer Umweltverträglichkeitsprüfung unter strengen Umwelt- und Sicherheitsauflagen erfolgen, für die ein dauerhaftes Monitoring einzurichten ist. 

Bereits heute werden Milliardengelder für die Entwicklung von CCUS zur Verfügung gestellt. Die Begründung ist, dass in einigen industriellen Anwendungen noch keine Vermeidungsoptionen für sogenannte „Restemissionen“, darunter versteht man meist prozessbedingte Emissionen, zur Verfügung stehen. Langfristig kann dies aber sehr wohl durch die Entwicklung von neuen Verfahrenstechniken oder den Einsatz von neuartigen Materialien geschehen. Beispielsweise werden für die Zementherstellung alternative Bindungsmittel erforscht. Auch die Substitution durch alternative Materialien kann eine Rolle spielen. Durch die Etablierung von Kreislaufwirtschaft, Recycling und Wiederverwendung kann der Materialverbrauch vermindert werden und damit auch die Notwendigkeit „Restemissionen“ auszugleichen. 

Der Industrie wird mit durch öffentliche Mittel finanzierte CCUS-Technologie ein „einfacher Ausweg“ geboten, mit dem Business-as-usual weiter möglich ist. Dadurch wird der Anreiz vermindert neue Wege zu beschreiten, was Innovationen behindert. Die Finanzierung des Einsatzes von CCUS und das Monitoring muss daher nach dem Verursacherprinzip erfolgen und von der Industrie selbst finanziert werden. Dadurch bleibt der Anreiz erhalten, CO₂-Emissionen zu vermeiden und in die Entwicklung neuer Materialien und Verfahren zu investieren. 

Geht man davon aus, dass öffentliche Mittel für die Finanzierung von Klimaschutzmaßnahmen begrenzt sind, dann ist eine Priorisierung erforderlich. Die öffentliche Hand soll dabei die Finanzierung von Maßnahmen zur Vermeidung von CO₂-Emissionen priorisieren, da wir noch weit entfernt von den erforderlichen Reduktionspfaden sind. Die Entwicklung von CCUS soll hingegen nach dem Verursacherprinzip von der Industrie finanziert werden. Der Umbau des Energie- und Mobilitätssystems auf 100 % erneuerbare Energie erfordert große finanzielle Mittel, die vielfach durch die öffentliche Hand zur Verfügung gestellt werden. Prioritär gilt es, diese große Transformation finanziell abzusichern. 

Damit CCS eine Verminderung von CO₂-Emissionen in der Atmosphäre bewirken kann, muss CO₂ dauerhaft gespeichert werden. Das bedeutet, dass über Jahrhunderte geklärt werden muss, wer für das Monitoring aufkommt. Außerdem muss geklärt werden, wer für Schäden oder Unfälle auch im Sinne von Haftungsfragen verantwortlich ist. Es ist ein hohes Risiko, dass mittel- bis langfristig die Verantwortung von der öffentlichen Hand übernommen wird. Währenddessen profitieren die Verursacher von Treibhausgasemissionen kurzfristig von einem Weiter-wie-bisher.