CCS – Kohlendioxid in der Tiefe speichern

Mit dem Begriff Carbon Capture and Storage (CCS) wird im Allgemeinen der Prozess der Abscheidung von Kohlendioxid und seine Speicherung im Untergrund bezeichnet. CCS wurde entwickelt, um das an einzelnen großen Quellen wie zum Beispiel an Zement-, Kohle- oder Erdgaskraftwerken frei werdende Kohlendioxid abzufangen, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Anschließend wird das CO₂ tief im Untergrund in Gesteinsformationen oder in ausgediente Erdgas- bzw. Erdölfelder gepresst. CCS wird per se nicht als Climate Engineering bezeichnet. Es wird jedoch von einer Reihe angedachter CDR-Methoden zur Speicherung des Kohlendioxids benötigt – zum Beispiel bei der Kombination von Bioenergie-Gewinnung und CCS (BECCS) und Direct Air Capture.

Um zu prüfen, inwieweit CCS funktioniert und welche Risiken damit verbunden sind, wurden bislang weltweit rund 20 CCS Forschungsprojekte durchgeführt. Teilweise entstanden sehr große CCS-Pilotanlagen, von denen einige bereits seit mehr als zehn Jahren in Betrieb sind. Ein Beispiel ist das Sleipner-Projekt im norwegischen Teil der Nordsee, bei dem Kohlendioxid, welches bei der Erdgasförderung extrahiert werden muss, in die sogenannte Utsira-Sandsteinformation gepresst wird. Das Projekt untersucht auch, inwieweit diese Sandsteinformation für eine dauerhafte Einlagerung von CO₂ geeignet ist. Insgesamt bietet der Porenraum solcher Sandsteinformationen weltweit ein großes Speichervolumen für Kohlendioxid. Das Kohlendioxid reagiert mit dem Gestein und wird dadurch chemisch neutra­lisiert. Hinzu kommt der Speicherraum, den ausgediente Erdgas- und Erdöllagerstätten bieten. In Deutschland haben ausgediente Erdgaslagerstätten an Land eine Speicherkapazität von rund 2,5 Milliarden Tonnen, Sandsteinformationen von gut neun Milliarden Tonnen.

Grundsätzlich ist die CCS-Technologie durch die wissenschaftliche Arbeit der letzten Jahre ausreichend erforscht und einsetzbar. Zwischen 1994 und 2005 hatten Forschungsprojekte zunächst das Ziel, die Technologie zu bewerten, Projekte zu konzipieren und zu analysieren, mit welchen rechtlichen und regulatorischen Systemen CCS künftig gesteuert werden könnte. Zwischen 2005 und 2015 wurden dann einzelne sehr große Anlagen gebaut. Für einen weiteren Betrieb sind diese allerdings auf finanzielle Unterstützung durch Fördergelder angewiesen, da es bislang kaum tragfähige Geschäftsmodelle gibt. Allein über den Handel mit Emissionszertifikaten lassen sich diese Anlagen bislang nicht finanzieren, da der Preis für emittiertes Kohlendioxid zu gering ist. Rentabel sind bisher nur jene CCS-Anlagen in den USA, bei denen das abgetrennte Kohlendioxid an die Mineralölindustrie weiterverkauft wird. Die Mineralölkonzerne pressen das Kohlendioxid in weitgehend ausgebeutete Lagerstätten, um so verbliebenes Gas und Öl zu gewinnen. Weltweit und insbesondere in den USA laufen in nächster Zeit viele Förderprogramme zur CCS-Forschung aus. Da kaum neue Förderprogramme auf der Agenda stehen, könnte nach 2020 der Fall eintreten, dass bereits bestehende CCS-Projekte den Betrieb einstellen müssen und zudem keine neuen Forschungsprojekte genehmigt werden.

Die Internationale Energieagentur in Paris hat in Szenarien errechnet, dass im Jahr 2050 CCS-Anlagen mit einer Jahreskapazität von sechs Milliarden Tonnen Kohlendioxid für BECCS oder Direct Air Capture zur Verfügung stehen müssten, um das 2-Grad-Ziel zu erreichen. Dafür müssten künftig eine ganze Reihe neuer Anlagen in Betrieb gehen. Vorausgesetzt, dass die Förderung von CCS-Projekten in etwa im gleichen Umfang wie in den vergangenen Jahren betrieben würde, werden 2050 allerdings nur Anlagen mit einer Kapazität von rund 700 Millionen Tonnen zur Verfügung stehen.

Da CCS bzw. die Speicherung von Kohlendioxid im Boden umstritten ist, erscheint ein Einsatz in vielen Staaten nur dann denkbar, wenn Chancen und Risiken durch weitere Forschung für jeden Standort genau analysiert werden und die gesellschaftliche Akzeptanz der Technologie erhöht werden kann. Würde man die CCS-Forschung hingegen weiter drosseln, würde man damit auch die Entwicklung von Fachwissen für eine Kohlen­dioxid-Speicherung im Rahmen von BECCS und Direct Air Capture ausschließen. Eine sorgfältige Prüfung des Untergrunds und die Auswahl geeigneter Speicherstätten dauert typischerweise mindestens zehn Jahre; weitere fünf Jahre werden benötigt, um eine spezifische Anlage zu bewerten und die notwendigen Genehmigungen zu bekommen. Wird die Forschung jetzt ausgesetzt, schiebt man damit auch den Startpunkt für einen möglichen Einsatz der CCS-Technologie im Zusammenhang mit BECCS und Direct Air Capture in die Zukunft. Dann wäre es vermutlich zu spät, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens mit den bisher angedachten Methoden noch zu erreichen. Ein verantwortliches Handeln der Staaten wäre es, schon heute auf dem eigenen Hoheitsgebiet das Potenzial für eine künftige Speicherung von Kohlendioxid zu ermitteln, um die Option CCS in Kombination mit BECCS und Direct Air ­Capture offenzuhalten. Zudem sollten international Konzepte für praktikable Anreiz-, Kontroll- und Governance-Systeme für die Speicherung von Kohlendioxid entwickelt werden. ◆