Die Abscheidung von CO2 aus der Luft soll helfen, die Klimaziele zu erfüllen. Neben der Speicherung käme auch die stoffliche Nutzung infrage – so lange der Kohlenstoff dauerhaft gebunden bleibt.
CCU-Testanlage von RWE, mit der Wasserstoff und ein Diesel-Ersatzbrennstoff aus CO2, Dimethyl-Ether (DME), hergestellt werden.
RWE
Für die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid aus der Luft gibt es nur wenige Möglichkeiten. "Im industriellen Maßstab kommen dabei heute zwei Verfahren zum Einsatz: Beim sogenannten Carbon Capture and Utilization (CCU) erfolgt nach Abscheidung direkt die Verwendung des abgefangenen Kohlendioxids. Im Falle von Carbon Capture and Storage (CCS) wird das Kohlendioxid nach der Abscheidung in geologischen Strukturen gespeichert", beschreibt diese ein Springer-Autorenkollektiv um Oliver D. Doleski in seinem Buchkapitel Dekarbonisierung als strategischer Fixpunkt auf Seite 17.
Das Umweltbundesamt (UBA) hat das Potenzial von CCU in einem aktuellen Diskussionsbeitrag bewertet. "In Klimaschutzdebatten werden CCU-Maßnahmen als schnelle Lösung für eine treibhausgasneutrale Industrie angeführt. Sie werden als vielversprechend erachtet, da sich durch die Substitution fossiler Produkte ein geringerer Ausstoß von Emissionen zu ergeben scheint. Jedoch muss die Klimawirkung des gesamten CCU-Prozesses betrachtet werden", so die Behörde aus Dessau.
Potenzial direkt in der Industrie nutzen
Generell wird unter CCU ein Prozess verstanden, der insbesondere in der Industrie, so in der chemischen und der Zement-Industrie, anfallendes CO2 genau dort wieder nutzt, statt es in die Atmosphäre zu entlassen. In dem Diskussionsbeitrag wird festgestellt, dass CCU viel Energie benötigt, welche bis zu einem vollständigen erneuerbaren Energiesystem auch Treibhausgase verursacht. Eine Möglichkeit wird in einer Kombination mit Power-to-Gas/Liquid-Anlagen gesehen, mit denen Brenn- und Kraftstoffe erzeugt werden können. Eine weitere Option wäre die Herstellung von Grundstoffen für die chemische Industrie.
Bei diesen Lösungen würde der Kohlenstoff mehrfach genutzt. Die Emission verlagerten sich auf die letzte, meist energetische Nutzung. "Diese Kreislaufführung führt nur zu einer zeitlichen und örtlichen Verschiebung, nicht aber zur Minderung der ursprünglichen Emissionen. Eine CCU-Maßnahme ist also keine Klimaschutzmaßnahme, die fossile, treibhausrelevante Emissionen mindern kann. Es ist immer die Kohlenstoffquelle ausschlaggebend, wie und ob CCU sich auf unser Klima auswirkt", so das UBA.
Hinzu kämen die Emissionen für die Energieaufwendungen des gesamten CCU-Prozesses. Aufgrund der Wirkungsgrade der CCU-Prozesse seien heute näherungsweise doppelt so viele Energieeinheiten nötig, um ein fossiles Referenzprodukt durch CCU-Produkte zu ersetzen. Solange in Deutschland elektrische Energie nicht ausschließlich aus erneuerbarem Strom genutzt würde, entstünden bei den Energieaufwendungen für CCU also zusätzliche Treibhausgasemissionen.
"Es ist demnach zurzeit nur sinnvoll, die Technologieentwicklung voran zu bringen und erst dann, wenn die erneuerbaren Energiemengen ausreichend zur Verfügung stehen, CCU zu integrieren", so das UBA in seiner generellen Einschätzung.
Kein Beitrag zur THG-Kompensation
Die Behörde fordert denn auch, dass die Industrie zuvörderst mit CO2-freien Energiequellen versorgt werden müsste. CCU mit fossilem Kohlenstoff stelle keinen Ersatz zur Minderung fossiler Treibhausgasemissionen dar. Denn würde fossiler Kohlenstoff mittels CCU abgeschieden und anderweitig genutzt, gelange dieses CO2 – unabhängig von der Anzahl der nachfolgenden Nutzungen – immer am Ende der Nutzungskette in die Atmosphäre. Unvermeidbare Treibhausgasemissionen müssten kompensiert werden. CCU-Maßnahmen könnten keinen Beitrag zur Kompensation leisten.
Im Gegensatz dazu habe CCU mit atmosphärischem Kohlenstoff das Potenzial, dauerhaft nicht zu weiteren anthropogenen Treibhausgasemissionen zu führen. Würde Kohlenstoff aus der Atmosphäre entnommen und anschließend wieder emittiert, führe dies unabhängig von der Mehrfachnutzung zu einem geschlossenen Kreislauf, bei dem keine Mehremissionen durch den Menschen verursacht würden. Damit korrespondiert, dass Kohlendioxid als Rohstoffquelle für Kohlenstoffverbindungen dauerhaft benötigt würde. "Langfristig ist CCU daher ein unverzichtbarerer Bestandteil eines zukünftigen Wirtschaftssystems", so das UBA in seiner Zusammenfassung.
Deswegen muss das Verfahren auch noch hinreichend erforscht werden. "Die Nutzung von CO2 (CCU – Carbon Capture & Utilization) steckt noch in einer frühen Entwicklungsphase und kann darüber hinaus im Vergleich zu CCS nur einen deutlich kleineren Beitrag zur CO2-Emissionsverringerung leisten", benennt den aktuellen Stand Springer-Vieweg-Autor Hans-Wilhelm Schiffer in seinem Buchkapitel Struktur der einzelnen Energie-Teilmärkte auf Seite 92.