Wie funktioniert Carbon Capture and Storage (CCS)?
Carbon Capture and Storage (zu deutsch: CO₂-Abscheidung und –Speicherung) ist eine Schlüsseltechnologie zur Emissionsminderung. Dabei werden Treibhausgase (THG) aus industriellen Prozessen oder Kraftwerken abgeschieden, bevor sie in die Atmosphäre gelangen, und anschließend für Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende gespeichert werden.
Um der Klimakrise wirksam zu begegnen, reichen Maßnahmen zur Reduktion oder Vermeidung von Treibhausgasemissionen allein nicht aus. Es braucht zusätzlich Technologien, die CO₂ aktiv aus der Atmosphäre entfernen und langfristig speichern können. Genau hier setzt Carbon Capture and Storage (CCS) an – ein Verfahren zur gezielten CO2-Abscheidung und sicheren Speicherung von Kohlendioxid.
Carbon Capture and Storage unterscheidet sich von anderen Technologien, die CO2 binden: Während Technologien wie Direct Air Capture oder Aufforstung bereits emittiertes CO₂ aus der Atmosphäre entfernen, greift CCS direkt an der Quelle ein und verhindert die Emissionen von vornherein.
Lösungen zur CO₂-Bindung
Es gibt zwei Ansätze, CO2 langfristig zu binden: Naturbasierte Lösungen oder technische Lösungen.
Naturbasierte Maßnahmen wie Wiederaufforstung, die Renaturierung von Moorlandschaften oder regenerative Landwirtschaft binden Kohlenstoff in Vegetation, Böden, Feuchtgebieten oder marinen Ökosystemen.
Technische Lösungen hingegen beruhen auf industriellen Verfahren zur CO₂-Abscheidung und ermöglichen eine deutlich langfristigere und stabilere Speicherung des gebundenen Kohlenstoffs. CCS zählt zu dieser Kategorie.
Wie funktioniert Carbon Capture and Storage?
Der Prozess zur CO2-Abscheidung und Speicherung erfolgt in drei Schritten:
1. CO₂-Abscheidung:
CCS-Technologien fangen CO₂ direkt an der Emissionsquelle auf – z. B. in Kraftwerken, Zement- oder Stahlwerken – bevor es in die Atmosphäre gelangt. Diese Industrien gehören zu den emissionsintensivsten überhaupt, weshalb sich der Einsatz von CCS hier in besonderem Maße anbietet. Im ersten Schritt wird das Kohlendioxid von anderen Gasen getrennt und gereinigt.
2. Transport:
Nach der Abscheidung wird das CO₂ in eine flüssige Form komprimiert und zu einem geeigneten Speicherort transportiert – meist über Pipelines, aber auch per Tankwagen oder Schiff.
3. CO2-Speicherung:
Das komprimierte CO₂ wird anschließend z. B. in geologischen Formationen wie tiefen, salinen Aquiferen oder ausgebeuteten Öl- und Gasfeldern eingeschlossen – oder in fester Form mineralisiert und in Gestein, Zement oder Beton gebunden. Laut dem Global CCS Institute wurden weltweit bereits nahezu 300 Millionen Tonnen CO₂ sicher unterirdisch gespeichert.
Chancen und Herausforderungen von CO₂-Abscheidung und -Speicherung
Vorteile:
CCS leistet einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz, da es verhindert, dass große Mengen industriellen CO₂s in die Atmosphäre gelangen – insbesondere in schwer zu dekarbonisierenden Sektoren wie der Zement- und Stahlindustrie.
Herausforderungen:
- Sicherheitsrisiken: Bei der unterirdischen Speicherung besteht das Risiko ungewollter CO₂-Freisetzungen, die Umweltrisiken und Gefahren für nahegelegene Siedlungsräume mit sich bringen können.
- Kosten: Der Aufbau und Betrieb von CCS-Infrastrukturen ist kostenintensiv. Es bedarf eines sicheren, technisch ausgereiften Transport- und Speichersystems.
- Energieaufwand: CCS-Anwendungen können zwischen 30 % und 50 % der Energie eines Kraftwerks benötigen – ein erheblicher Effizienzverlust.
Trotz dieser Herausforderungen stuft der Weltklimarat (IPCC) CCS in seinem Bericht von 2022 als essenziell ein, um die Erderwärmung auf maximal 2 °C zu begrenzen.
Ein Bericht aus dem Jahr 2024 zeigt, dass es weltweit bereits 50 große CCS-Projekte gibt – weitere 628 befinden sich in der Entwicklung und 44 sind derzeit im Bau.
Fazit
Carbon Capture and Storage ist kein Allheilmittel und kann den notwendigen Ausstieg aus fossilen Energieträgern nicht ersetzen. Doch gerade in emissionsintensiven Industriezweigen stellt es eine unverzichtbare Übergangstechnologie dar.
Als Teil eines umfassenden Klimaschutzportfolios – gemeinsam mit dem Ausbau erneuerbarer Energien, Maßnahmen zur Energieeffizienz und naturbasierten Lösungen – leistet CCS einen zentralen Beitrag zur Begrenzung der globalen Erwärmung.
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