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Gerade in der Zementindustrie stellt die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2 eine wichtige Option zur Reduktion prozessbedingter Emissionen dar

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Inhalt

Einleitung

Für eine klimaneutrale Zukunft beschreiten wir als Volkswirtschaft drei Wege, um möglichst wenig schädliches CO₂ in die Atmosphäre einzubringen:

  1. Vermeidung,
  2. Substitution, also der Ersatz von fossilen durch erneuerbare Energieträger, und
  3. Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre beziehungsweise das Verhindern, dass es dorthin gelangt.

Prioritär sind die ersten beiden Strategien, denn jede Tonne CO₂, die vermieden oder ersetzt werden kann, muss nicht aufwändig eingefangen, gespeichert oder wiederverwendet werden.

Deutschland hat im Bundes-Klimaschutzgesetz das Ziel der Netto-Treibhausgasneutralität bis 2045 verankert. Nach dem Jahr 2050 sollen sogar negative Treibhausgasemissionen erreicht werden, d.h. dass der Atmosphäre dann insgesamt mehr Emissionen entzogen werden sollen als emittiert werden

Trotz aller Anstrengungen wird es aber selbst nach 2045 noch Emissionen geben, die nicht durch die bislang verfügbaren oder sich in Entwicklung befindlichen Technologien vermieden werden können.

Klimaneutralitätsstudien gehen deshalb davon aus, dass unvermeidbare bzw. schwer vermeidbare CO₂-Emissionen in bestimmten Fällen eine Abscheidung und anschließende Nutzung von CO₂ (engl. Carbon Capture and Utilization, CCU)  sowie eine sichere und dauerhafte Speicherung von CO₂ in tiefliegenden geologischen Gesteinsschichten (engl. Carbon Capture and Storage, CCS) erfordern.

Die Bundesregierung hat eine Carbon Management-Strategie vorgelegt, um den Umgang mit diesen unvermeidbaren bzw. schwer vermeidbaren Restemissionen zu regeln. Sie ist weiter unten zum Download zu finden.

Technologien zur Abscheidung und Transport von CO₂

Die Abscheidung von unvermeidbaren bzw. schwer vermeidbaren CO₂-Emissionen bietet sich vor allem bei der Industrie und Abfallwirtschaft an. In den vergangenen Jahren hat die Entwicklung der verfügbaren Abscheidetechnologien große Fortschritte hinsichtlich Abscheideeffizienz, Marktreife und Kostenreduktion gemacht, sodass ein großtechnischer Einsatz zeitnah möglich erscheint.

Der Transport großer Mengen CO₂ zum Standort der Nutzung oder zum Zweck der dauerhaften Speicherung erfordert gegebenenfalls neue Netze und Infrastrukturen und kann besonders effizient über Leitungen erfolgen. Zum Teil kommt aber auch der Transport per Schiff, LKW oder Schiene in Betracht. Durch ein gezieltes Carbon Management in Industrieclustern können Transportbedarfe reduziert werden.

CO₂ als Rohstoff: Schaffung von Kohlenstoffkreisläufen

Die Nutzung von abgeschiedenem CO₂ bietet eine Option, den Ausstoß von Prozessemissionen aus industriellen Quellen zu verringern und gleichzeitig Kohlenstoffkreisläufe zu schließen. CO₂ wird als Kohlenstoffquelle eine wachsende Bedeutung in der chemischen Industrie zugerechnet; spätestens dann, wenn fossile Kohlenstoffquellen nicht mehr bzw. nur noch in geringem Umfang genutzt werden. 

Das im Zuge des Nutzungsverlaufs in den Produkten gebundene CO₂ wird allerdings – solange der CO₂-Kreislauf noch nicht vollständig geschlossen ist – am Ende des Produktlebens wieder freigesetzt.

Dauerhafte Speicherung von CO₂

Die dauerhafte geologische Speicherung von CO₂ in Tiefenbereichen von etwa 800 bis 4.000 Metern bietet die Möglichkeit, CO₂ permanent einzuspeichern. Die geologische Speicherung von CO₂ wird weltweit seit Jahrzehnten praktiziert – von kleinen Pilot- bis hin zu großen Industrieprojekten und unter verschiedenen geologischen Rahmenbedingungen. Geeignete geologische Speicher sind zum Beispiel ausgeförderte Öl- oder Erdgaslagerstätten und Salzwasser führende Gesteinsschichten (sog. salinare Aquifere). In diese Speicher können große CO₂-Mengen injiziert und sicher über geologische Zeiträume gespeichert werden.

Das bisher einzige CO₂-Speicherprojekt in Deutschland befindet sich westlich von Berlin am Pilotstandort Ketzin. Von Juni 2008 bis August 2013 wurden insgesamt ca. 67 Tausend Tonnen CO₂ in einem salinen Aquifer in einer Tiefe von 630 bis 650 m gespeichert.

Die großen Speicherkapazitäten in Deutschland und Europa liegen insbesondere unterhalb der Nordsee bzw. der Norwegischen See.

Negative Emissionen

Sogenannte negative Emissionen entziehen der Atmosphäre CO₂. Sie können entweder durch natürlichen Klimaschutz, bspw. die Erhöhung der Kohlenstoffvorräte im Wald, aber auch mit Hilfe technischer Ansätze erreicht werden. Hier sind v.a. Verfahren zum direkten CO₂-Entzug aus der Luft (DACCS, engl. Direct Air Capture and CCS) oder der energetischen Biomassenutzung mit CCS (BECCS, engl. Bioenergy and CCS) zu nennen. Bei der BECCS-Technologie wird CO₂ aus der Verbrennung von Biomasse abgeschieden und anschließend im geologischen Untergrund dauerhaft gespeichert. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass nachhaltig erzeugte Biomasse nur im begrenzten Umfang verfügbar ist. Zum Umgang mit Negativemissionen hat die Bundesregierung eine Langfriststrategie Negativemissionen (PDF, 337 KB) erarbeitet.

Fördermaßnahme CO₂-Vermeidung und -Nutzung in Grundstoffindustrien

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) wird Projekte energieintensiver Grundstoffindustrien fördern, die zum Ziel haben, im Einklang mit der Carbon Management-Strategie Treibhausgasemissionen mittels CCU/CCS-Technologien einer Nutzung zuzuführen oder möglichst dauerhaft im tiefen Untergrund unterhalb der Nordsee zu speichern. Die Projekte sollen damit einen Beitrag auf dem Weg zur Treibhausgasneutralität leisten und zum Erhalt strategischer Wertschöpfungsketten in Deutschland und Europa beitragen. Die geförderten Projekte sollen einen hohen Innovations- und Demonstrationscharakter haben und modellhaft auf andere Unternehmen übertragbar sein.

Rechtsrahmen

Die Abscheidung des CO₂ regelt vor allem das Bundesimmissionsschutzgesetz, den Transport und die Speicherung das Kohlendioxid-Speicherungsgesetz (KSpG).

Die Bundesregierung hat das Gesetz sowie die Erfahrungen zur CCS-Technologie Ende 2018 evaluiert. Im zweiten Evaluierungsbericht zum KSpG von Ende 2022 hat die Bundesregierung zusätzlich CCU-Technologien evaluiert. Die Bundesregierung hat in dem Bericht die Empfehlung ausgesprochen, den Rechtsrahmen für CCS/CCU anzupassen. Dazu soll das KSpG zeitnah angepasst werden, u.a. um den Bau von CO₂-Leitungen zu erleichtern und auch für Zwecke von CCU im KSpG zu regeln. Außerdem sollen Hindernisse für den Export von CO₂ abgebaut werden.

Die Carbon Management-Strategie

Die Carbon Management-Strategie ist – begleitet durch einen umfassenden Stakeholderdialog (Zivilgesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft) – im Februar 2024 vorgelegt worden. Notwendige Anwendungsgebiete der CCU und CCS-Technologien, aber auch die Frage, wo CO₂ gespeichert werden könnte, beleuchtet die Carbon Management-Strategie.