Ohne CO2-Speicherung lässt sich das Zwei-Grad-Ziel nicht erreichen, also die Erwärmung der Erde nicht auf zwei Grad begrenzen. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Forscherteam um Felix Creutzig Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC), das sich in einer noch unveröffentlichten Studie, die EDISON vorliegt, sogenannten Negativemissions-Technologien angeschaut hat.
Wenn wir Öl, Gas oder Kohle verbrennen, entsteht eine Menge CO2, das wir bislang in der Atmosphäre speichern. Das Problem: Je mehr CO2 dort schwebt, desto schneller heizt sich die Erde auf. Wer die Erderwärmung begrenzen will, muss das Kohlendioxid deshalb woanders speichern.
Unternehmen wie Vattenfall oder Shell haben schon vor Jahren versucht, CO2 gleich nach dem Verbrennen von Gas oder Öl wieder einzufangen und unter der Erde zu verpressen. Das sorgte für wenig Begeisterung bei den Anwohnern. Und wohin mit dem Gas, wenn Industrie-Abnehmer wie die Getränkeindustrie oder Gewächshäuser nicht in der Nähe sind?
Im Fall von Kohlekraftwerken wie Schwarze Pumpe in Brandenburg, wo ein aus Sicht der CO2-Speicherung vergleichsweise erfolgreicher Test lief, minderte die CSS-Technologie (Carbon Capture and Storage) jedoch den Wirkungsgrad der gesamten Anlage. Und zwar so sehr, dass die Verantwortlichen das Projekt nicht weiterführen wollten.
BECCS oder DACCS
Zwei CO2-Speicher-Technologien konkurrieren derzeit noch: BioEnergy with Carbon Capture and Storage (kurz BECCS) und Direkt Air Carbon Capture and Storage (kurz DACCS, noch kürzer DAC).
Bei BECCS wird das CO2 direkt an einer Bioenergieanlage ausgelöst und vor Ort gespeichert. Da nur das CO2 frei wird, dass die Biomasse vorher gebunden hatte, gilt dies als effektiver Weg – auch wenn die Frage bleibt, wohin das CO2 kommt.
DAC hat den Vorteil, dass CO2 direkt aus der Luft gewonnen wird. Unternehmen wie Climeworks aus der Schweiz oder die Kanadier von Carbon Engineering können ihre Anlagen neben Gewächshäuser bauen oder bei Kunststoffherstellern, die ebenfalls Kohlendioxid brauchen. Climeworks ist sogar an einem Projekt in Island beteiligt, bei dem das CO2 verflüssigt und in mineralreiches Basaltgestein gepumpt wird. Der Vorteil: Dort verfestigt es sich in kurzer Zeit.
Wir haben uns eine Anlage von Climeworks in der Schweiz angeschaut:
Zurück zur Studie: Für Mitautor Felix Creutzig vom MCC überwiegen die Vorteile von DAC: „Es holt tatsächlich CO2 aus der Atmosphäre. Außerdem ist die Menge an CO2, die letztendliche gespeichert wird, eindeutig identifizierbar – im Gegenteil zur Speicherung von CO2 aus Bioenergie, wo komplizierte und zum Teil spekulative Schätzverfahren eine Rolle spielen.“
Am Ende hilft beides
Der beste Weg sei zunächst die Emissionsvermeidung, betont Creutzig: „Es ist gar nicht möglich, riesige Mengen an CO2 wieder zu binden. Deswegen gilt zuallererst: Mehr Zeit für Freunde, weniger fliegen, gesünder essen, weniger Fleisch kaufen, und vor allem keinen Konsumschrott kaufen.“
Trotzdem seien solche Technologien wichtig, um das Klima zu stabilisieren. Sie seien eine gute Ergänzung zur Abschaltung von Kohlekraftwerken und dem Verbot von Verbrennungsmotoren.
„Wir sollten auf eine Mischung verschiedener CO2-Bindungstechnologien setzen, nicht aber auf die ‚eine‘ Gewinnertechnologie. DAC schätze ich wegen des relativ geringen Landverbrauchs und der möglicherweise großen Kompatibilität mit erneuerbaren Energien.“
Genau darum geht es in der Studie: DAC hat einen geringeren Energieverbrauch pro gebundener Tonne CO2, ist dafür aber auch teurer. „DAC wird erst bei einem CO2-Preis von 80 bis 200 Euro pro Tonne CO2 marktfähig“, sagt Creutzig.
Sowohl Climeworks und Carbon Engineering als auch die US-Amerikaner Global Thermostat wollen diesen Bereich in den kommenden zwei bis vier Jahren erreichen. Aber die Forscher schreiben, dass DAC erst bei einem Preis von unter 100 US-Dollar zu einer Technologie wird, die Gigatonnenmengen an CO2 absorbieren kann. Und das werde nötig sein, um einen Einfluss auf das Klima zu haben.
Das Problem: Um von einer gespeicherten Megatonne 2020 auf eine Gigatonne 2050 zu kommen, muss jedes Jahr 26 Prozent mehr Absorptionsleistung installiert werden. Aber Creutzig ist optimistisch, dass es derzeit weitere private Investitionen geben wird – und langfristig auch die Kosten für CO2-Emissionen steigen werden.
„Als CO2-Sequestrierungstechnologie wird DAC deshalb erst bei einem hohen CO2-Preis eine Rolle spielen. Es wird von Nischenmärkten abhängen, ob und wie schnell sich das entwickelt. Dazu gehört etwa, wie von Climeworks praktiziert, die CO2-Düngung von Treibhäuser.“ Noch ein Vorteil: Dadurch sinkt auch der Flächenverbrauch. Denn Biomasse-Kraftwerke sind klein – die Felder der Energiepflanzen sind es nicht. Es gibt zwar Flächen, die nicht für den Anbau von Lebensmitteln geeignet sind, aber auf denen dennoch Energiepflanzen wachsen. Doch sie sind begrenzt.
Abwärme woher?
Der größte Nachteil von DAC ist neben den derzeit hohen Kosten vor allem der Energiebedarf. BECCS hat hier den Biomasse-Vorteil, Climeworks hält sich mit seinen ersten Anlagen an eine Müllverbrennungsanlage und ein geothermisches Kraftwerk.
DAC mit Abwärme aus Gas- und Kohlekraftwerken sehen die Forscher allerdings kritisch. Denn diese Kraftwerke sollen ja eigentlich im Rahmen der Energiewende möglichst verschwinden. Damit verschwindet aber auch die günstige Abwärme. Die Lösung dürften wohl Industrieanlagen mit Wärmebedarf sein.
Und an noch einen großen CO2-Speicher möchte Creutzig erinnern, der vielleicht das größte Potenzial hat: „Aufforstung ist weitaus günstiger – und sollte auf jeden Fall geschehen.“