CCU/CCS: Baustein für eine klimaneutrale und wettbewerbsfähige Industrie

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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 plant zu diesem Zweck eine Carbon Management-Strategie, um den Umgang mit diesen unvermeidbaren bzw. schwer vermeidbaren Restemissionen zu regeln.

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. salinere 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 wird die Bundesregierung – wie im Koalitionsvertrag vereinbart - eine Langfriststrategie Negativemissionen erarbeiten.

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.

Mit den Förderprogrammen sollen wichtige technische Lücken der CCU/CCS-Prozesskette geschlossen werden, um die Option zu schaffen, zukünftig CO2 aus industriellen Quellen dauerhaft und sicher zu nutzen oder zu speichern.

Rechtsrahmen

Die Abscheidung des CO2 regelt vor allem das Bundesimmissionsschutzgesetz, den Transport und die Speicherung das Kohlendioxid-Speicherungsgesetz (KSpG). Das KSpG lässt seit 2012 die Erforschung, Erprobung und Demonstration der CO2-Speicherung in begrenztem Ausmaß zu. Dabei begrenzt es die Menge des jährlich zu speichernden CO2 für Deutschland insgesamt sowie für die einzelnen Speichervorhaben. Zudem erlaubt das KSpG den Ländern gesetzlich zu bestimmen, in welchen Gebieten die Erprobung und Demonstration zulässig sein soll und in welchen nicht. Für die Zulassung konkreter Speichervorhaben ist nach KSpG eine ⁠Planfeststellung⁠ erforderlich. Diese steht im behördlichen Ermessen und ist an strenge Umweltanforderungen geknüpft. Unter anderem ist gegen Beeinträchtigungen von Mensch und Umwelt Vorsorge nach dem anspruchsvollen „Stand von Wissenschaft und Technik“ zu treffen. Die Betreiber der CO2-Speicher sind verpflichtet, umfangreiche Maßnahmen- und Monitoringkonzepte zu erarbeiten und anzuwenden. Die Zulassungsentscheidungen nach dem KSpG treffen die Landesbehörden.

Die Bundesregierung hat das Gesetz sowie die Erfahrungen zur CCS-Technologie Ende 2018 evaluiert. Ende 2022 hat die Bundesregierung den zweiten Evaluierungsbericht zum KSpG an den Bundestag übermittelt, in dem zusätzlich CCU-Technologien evaluiert wurden. Die Bundesregierung hat in dem Bericht die Empfehlung ausgesprochen, das Gesetz zeitnah anzupassen, 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

Der letzte Evaluierungsbericht zum KSpG enthielt bereits eine Vorausschau auf die von der Bundesregierung geplante Carbon Management-Strategie. Diese soll – begleitet durch einen umfassenden Stakeholderdialog (Zivilgesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft) – im Laufe des Jahres 2023 vorgelegt werden. Notwendige Anwendungsgebiete der CCU und CCS-Technologien aber auch die Frage, wo CO2 gespeichert werden könnte, insbesondere unter dem Meeresboden, sollen im Rahmen der Carbon Management-Strategie beleuchtet werden.