Carbon Capture & Storage Die Industrie umgestalten – für eine grünere Zukunft
Unvermeidbare Industrie-Emissionen sind eine große Herausforderung beim Erreichen der Netto-Null-Ziele der EU. Um dieses Problem zu lösen und den Klimawandel einzudämmen, investiert Wintershall Dea in CCS, Kohlenstoffabscheidung und -speicherung.
Mit umfassendem Know-how über und unter der Erde gehört Wintershall Dea zu den Pionieren der sich entwickelnden CCS-Branche.
Was ist CCS?
CO2-Speicherung: Effektiver Klimaschutz
Führende Institutionen, darunter die Internationale Energieagentur (IEA) und der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC), sind sich einig, dass CCS auf dem Weg zur Klimaneutralität ein essenzieller Baustein ist, um das im Pariser Klimaabkommen formulierten 1,5-Grad-Ziel zu erreichen.
Carbon Capture and Storage (CCS) bezeichnet die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoffdioxid (CO2,) im Untergrund – entweder unter dem Meeresboden oder auch an Land.
Wie funktioniert CCS genau?
Abscheidungsprozess und Transport
Das CO2 wird zunächst direkt beim Emittenten, zum Beispiel einer Industrieanlage wie einem Zementwerk, aufgefangen, bevor es aus dem Schornstein entweichen kann. Dann wird das CO2 von den weiteren Gasen abgetrennt und zu speziellen Sammelpunkten - sogenannten CO2 Hubs – abtransportiert; per Pipeline oder auf der Schiene.
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Zeigen, was niemand zuvor gesehen hat: Genau das schafft das FluidFlower-Experiment der Universität Bergen. Wir erklären, was mit dem CO2 passiert, das tief unter dem Meeresboden gespeichert ist.
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Zeigen, was niemand zuvor gesehen hat: Genau das schafft das FluidFlower-Experiment der Universität Bergen. Wir erklären, was mit dem CO2 passiert, das tief unter dem Meeresboden gespeichert ist.
Speicherung
Von den CO2 Hubs aus geht es für das CO2 im gasförmigen oder flüssigen Zustand via Schiff oder Pipeline weiter zu den unterirdischen Speicherstätten.
Für die unterirdische Einlagerung von Kohlenstoffdioxid eignen sich ausgeförderte Öl- und Gaslagerstätten als auch salzwasserführende Gesteine, sogenannte salinare Aquifere, da diese zwei Arten von geologischen Speicherstätten porenhaltig sind. Überlagernde undurchlässige Deckgesteine verhindern in beiden Fällen, dass das CO2 nach oben entweicht.
Zusätzlich zu den vorhandenen geologischen Barrieren kommt ein weiterer Faktor hinzu, der die Sicherheit garantiert: Das CO2 löst sich mit der Zeit im Salzwasser und sinkt zum Grund der Gesteinsformation. Dort setzt sich das Kohlensäuregemisch in mikroskopisch kleinen Gesteinsporen fest, reagiert mit Spurenelementen wie Magnesium und Calcium und härtet schließlich zu Kalkstein aus.
Ein Team der Universität Bergen in Norwegen hat mit dem FluidFlower ein Modell entwickelt, das erstmals anschaulich zeigt, was mit CO2 physikalisch in 2.000 Metern Tiefe unter dem Meeresboden passiert.
Warum wird CCS gebraucht?
Industriestandorte effizient dekarbonisieren
Als größte Volkswirtschaft in Europa sichert Deutschland für Millionen von Menschen Arbeitsplätze und Wohlstand. Damit das so bleibt, treiben Politik und Unternehmen den industriellen Wandel hin zur Emissionsneutralität voran. CO2 aus industriellen Prozessen macht einen Großteil der gesamten Emissionen in Deutschland und Europa aus.
In ganz Deutschland arbeiten deshalb Ingenieurinnen und Ingenieure daran, CO2-intensive Industriezweige durch die Versorgung mit kohlenstoffarmer Energie zu dekarbonisieren. Bei einigen Industrieprozessen verbleiben jedoch schwer vermeidbare Restemissionen. Die Abscheidung und Speicherung von CO2 bietet Unternehmen eine verlässliche Lösung für ihre industriellen Prozessemissionen und stellt für Deutschland und Europa eine Chance dar, die Industrie zu transformieren und sie zugleich im Einklang mit den Klimazielen wettbewerbsfähig für die Zukunft aufzustellen.
Der Einsatz der bereits erprobten Technologie erhöht die Planungssicherheit für Unternehmen, ermöglicht langfristige Investitionsentscheidungen und sichert Geschäftsmodelle für eine emissionsarme Zukunft. Hinzu kommt, dass Deutschland wertvolle technologische Expertise gewinnt und so die Position als einer der weltweit führenden Innovationsstandorte weiter stärkt.
EU: Gesetzliche Grundlagen und Marktpotential
Breiter Konsens für CCS-Technologie auf EU-Ebene
Auf EU-Ebene wird der Einsatz von CCS bereits unterstützt und finanziell gefördert. Als Teil des „Green Deal Industrial Plans“ hat die Europäische Kommission im März 2023 den „Net-Zero-Industry Act“ (NZIA) vorgestellt, um die Produktionskapazitäten umweltfreundlicher Technologien zu fördern und zu gewährleisten, dass die EU für den Umstieg auf saubere Energien gerüstet ist. CCS wird darin als eine von acht Netto-Null-Technologien identifiziert. Zudem schlägt die EU-Kommission ein jährliches europäisches "Einspeicherkapazitätsziel" von 50 Millionen Tonnen CO2 im Jahr 2030 vor.
Darüber hinaus ist das Emissionshandelssystem der EU ein wirkungsvolles Instrument, um industrielle Treibhausgase zu reduzieren. Es basiert auf der Idee der CO2-Bepreisung und schafft einen ökonomischen Anreiz, um beispielsweise durch den Einsatz von CCS Emissionen in der Atmosphäre zu reduzieren.
Wie sicher ist CCS?
Sichere Machbarkeit seit Jahrzehnten belegt
Die Idee der CO2-Injektion in geologische Gesteinsformationen ist nicht neu. Tatsächlich wird seit Jahrzenten verflüssigtes Kohlenstoffdioxid in Lagerstätten eingeleitet, um das dort verbliebene Erdöl möglichst effizient zu fördern. Seit 1996 wird CCS in Norwegen angewendet.
Damit das CO2 dauerhaft im Untergrund gespeichert bleibt, ist die Auswahl einer geeigneten Speicherstätte entscheidend. Jede Speicherstätte ist individuell und wird mit seismischen Methoden genau untersucht.
Sollte es dennoch zu einem unerwarteten Austritt von CO2 kommen, was allerdings sehr unwahrscheinlich ist, ist ein vollständiges Entweichen der eingelagerten Mengen nicht zu befürchten. Die Gesteinsschichten verdünnen die CO2 Menge auf ihrem Weg nach oben, sodass die Austrittsmenge keine Auswirkungen auf die Umwelt hat. Tests des GEOMAR Helmholtz-Zentrums in Kiel zeigen, dass außerhalb von 50 m² keine erhöhte Konzentration mehr messbar ist.
Generell gilt: Je länger sich das CO2 in Gesteinsformationen unter der Erde befindet, desto sicherer bleibt es dort verschlossen.
Warum kann Wintershall Dea CCS?
Wissensvorsprung: Know-how über und unter der Erde
Als Gas- und Öl-Unternehmen mit mehr als 125 Jahren Erfahrung in der Erkundung und Förderung von Kohlenwasserstoffen verfügt Wintershall Dea über weitreichende geowissenschaftliche und petrochemische Expertise. Dieses vielseitige Fachwissen ist für den Erfolg der Energiewende unabdingbar. Ob Seismik, Modellierung oder Monitoring: Kolleginnen und Kollegen aus mehr als 15 Fachdisziplinen leisten mit ihren detaillierten Kenntnissen des Untergrunds einen essenziellen Beitrag zur Bewertung und Entwicklung geeigneter tiefengeologischer Formationen für unterirdische CO2-Speicherung.
Zusätzlich profitiert Wintershall Dea von umfangreicher Expertise aus über drei Jahrzehnten im Transportgeschäft. Ein Beispiel: Mehr als 4.000 Kilometer Gas-Pipelines betreibt das Unternehmen in Europa über seine unabhängige Tochtergesellschaft WIGA Transport Beteiligungs-GmbH & Co. KG. Damit verfügt Wintershall Dea einerseits über bestehende Infrastruktur, die für den Transport von Gasen aller Art, darunter auch CO2, umgerüstet werden kann, und andererseits über das technische Know-how für den Bau von On- und Offshore-Pipelines.
Wann können wir CCS umsetzen?
CCS ist bereits Realität
Die Umsetzung großangelegter CCS-Projekte ist heute möglich. Norwegen, Dänemark, Island und die USA stellen schon jetzt die sichere Machbarkeit unter Beweis.
Auf europäischer Ebene ist die unterirdische (geologische) CO2-Speicherung schon jetzt grundsätzlich möglich (s. Richtlinie des EU Parlaments und des Europäischen Rats vom 23. April 2009). In Deutschland ist eine Anpassung der Rahmenbedingungen notwendig, um CCS zu ermöglichen und Rechts- und Investitionssicherheit zu schaffen. Dazu gehört vor allem die Novellierung des Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes (KSpG), das Rechtsfragen entlang der gesamten Wertschöpfungskette klären muss: von der Abscheidung über die Transportinfrastruktur bis hin zur Speicherung. Zudem ist der Aufbau eines deutschen CO2-Transportnetzes erforderlich.
Darüber hinaus ist die Ratifizierung des Art. 6 Abs. 2 des London-Protokolls durch die Bundesregierung notwendig. Danach sind bilaterale Abkommen mit den Unterzeichnerstaaten des Protokolls erforderlich, um den CO2-Transport über Landesgrenzen hinweg zu erlauben. Mit dem Stakeholder-Prozess zur Entwicklung einer Carbon-Management-Strategie ist Deutschland aber bereits auf einem guten Weg, den rechtlichen Rahmen zu schaffen, um CCS zu ermöglichen.
