Wie Anlagen CO₂ abscheiden
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, besser bekannt als Carbon Capture and Storage (CCS), zählt zu den technischen Klimaschutzmaßnahmen. CCS bezeichnet die Abscheidung, den Transport und die dauerhafte Speicherung von CO₂, das bei industriellen Prozessen entsteht. Ziel ist es, unvermeidbare Emissionen zu reduzieren und so zur Klimaneutralität beizutragen. Die CO₂-Abscheidung erfolgt direkt an industriellen Punktquellen, etwa in Zement-, Stahl-, Chemie- oder Müllverbrennungsanlagen (Abfallwirtschaft). Am häufigsten kommt die Post-Combustion-Technologie zum Einsatz: Chemische Lösungsmittel lösen das CO₂ aus den Abgasen. Weitere Verfahren sind die Pre-Combustion-Abscheidung, bei der CO₂ vor der Verbrennung aus Synthesegas entfernt wird, sowie die Oxyfuel-Technologie, bei der Brennstoffe mit nahezu reinem Sauerstoff verbrannt werden, wodurch besonders CO₂-reiche Abgase entstehen. Nach der Abscheidung wird das CO₂ verdichtet und per Pipeline oder Schiff zum Speicherstandort transportiert.
Die Post-Combustion-Technologie gilt heute als marktreif und wird bereits in mehreren Industrieprojekten eingesetzt. Auch die CO₂-Abscheidung bei der Erdgasaufbereitung ist technisch etabliert. Dagegen werden Verfahren wie Direct Air Capture (DAC), Bioenergy with CCS (BECCS) oder innovative Membran- und Sorptionsverfahren noch weiterentwickelt und sind bislang nur begrenzt wirtschaftlich nutzbar.
Wo und wie wird CO₂ gespeichert?
Für die dauerhafte Speicherung wird das CO₂ in Tiefen von etwa 800 bis 4.000 Metern in geeignete geologische Formationen gepresst. Dazu zählen tiefe, Salzwasser führende Gesteinsschichten (salinare Aquifere) sowie ausgeförderte Erdgas- und Erdöllagerstätten. Undurchlässige Deckschichten halten das CO₂ langfristig zurück; physikalische und chemische Prozesse binden es zusätzlich dauerhaft im Gestein.
In Deutschland eignen sich vor allem Offshore-Speicher unter der Nordsee und einige tiefe salinare Aquifere. Das Forschungsprojekt Ketzin in Brandenburg hat die technische Machbarkeit der CO₂-Speicherung erfolgreich nachgewiesen. Europa verfügt zudem über große Speicherkapazitäten, vor allem in Ländern mit hoher Akzeptanz wie Norwegen, Dänemark, den Niederlanden und dem Vereinigten Königreich, wo bereits großtechnische CCS-Projekte laufen oder entstehen.
Für Zement und Kalk führt kaum ein Weg an CCS vorbei
CCS spielt vor allem in Branchen mit prozessbedingten Emissionen aus Punktquellen eine zentrale Rolle. In der Zement- und Kalkindustrie entstehen große Mengen CO₂ unabhängig vom eingesetzten Energieträger, sodass Emissionsvermeidung allein nicht ausreicht. Auch in der Chemie-, Stahl- und Abfallwirtschaft wird CCS als notwendige Ergänzung zu Energieeffizienz, Elektrifizierung und Wasserstoff angesehen, um Klimaneutralität zu erreichen.
Der Rechtsrahmen wächst, die Hürden bleiben
Der regulatorische Rahmen wird derzeit weiterentwickelt. Mit der Carbon-Management-Strategie der Bundesregierung und der geplanten Novellierung des Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes sollen CO₂-Transportnetze sowie die Offshore-Speicherung ermöglicht werden. Der Einsatz von CCS soll sich dabei auf schwer oder nicht vermeidbare Emissionen konzentrieren.
Zu den größten Hemmnissen zählen derzeit hohe Investitions- und Betriebskosten, fehlende CO₂-Transportinfrastrukturen, lange Genehmigungsverfahren und eine teils geringe gesellschaftliche Akzeptanz. Zudem bestehen Unsicherheiten bei Finanzierung und Haftung langfristiger Speicher. Trotz dieser Herausforderungen gilt CCS nach Einschätzung vieler wissenschaftlicher Institutionen und der Bundesregierung als wichtiger Baustein für die Dekarbonisierung energieintensiver Industrien – vor allem dort, wo sich Emissionen technisch kaum vermeiden lassen.