Autorin: Aniek van den Berg
Co-Autoren: Maximilian Lauer und Sam Williams
01.03.2023
Im letzten Jahren hat die Technologie der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) in Deutschland und weiten Teilen Europas einen Boom erlebt. CCS stand nie ganz oben auf der politischen Agenda, was das Fehlen eines geeigneten rechtlichen und strategischen Rahmens, einschließlich Mindestzielen für die Speicherung und eines Plans für die erforderliche Infrastruktur, erklärt. In allen IPCC-Szenarien ist CCS entscheidend für das Erreichen der Klimaneutralitätsziele. Die derzeitige weltweite CCS-Kapazität muss um das 175-fache erhöht werden, wenn wir das Netto-Null-Ziel erreichen wollen, was zeigt, dass die entsprechenden Technologien in naher Zukunft dringend ausgebaut werden müssen. In dem am 22. Dezember 2022 veröffentlichten zweiten Evaluierung des aktuellen deutschen Kohlenstoffspeichergesetzes geht die Regierung auf dieses Scale-up ein, indem sie die Möglichkeit der Offshore-Speicherung von CO2 auf dem niederländischen und norwegischen Meeresboden sowie die Speicherung von CO2 an inländischen Standorten in Betracht zieht. Daraufhin kündigte der deutsche Minister für Wirtschaft und Klimaschutz Habeck an, dass noch in diesem Jahr ein Gesetz zur Kohlenstoffspeicherung auf den Weg zu bringen.
CCS wird mittel und langfristig ein wichtiger Bestandteil der deutschen Industriepolitik sein, die Umweltbedenken bleiben trotzdem bestehen. Die Mehrheit der derzeitigen CCS-Projekte in der Welt konzentriert sich auf CCS für kommerzielle Zwecke, die in erster Linie entwickelt werden, um Kohlendioxid als Ressource zu gewinnen, und nicht, um den Klimawandel zu bekämpfen. Wir sollten verhindern, dass CCS-Technologien als "schnelle Lösung" für den Klimaschutz eingesetzt werden, die uns vom Ausbau der erneuerbaren Energien ablenkt und damit indirekt die konventionelle industrielle Agenda unterstützt, die auf die Verlängerung des Lebenszyklus der Infrastruktur für fossile Brennstoffe ausgerichtet ist. Darüber nachzudenken, was eine "verantwortungsvolle" Anwendung von CCS bedeutet, ist ein wichtiger Ausgangspunkt, insbesondere mit Blick auf die Veröffentlichung des deutschen Kohlenstoffspeichergesetzes und einer EU-Leitstrategie zur Kohlendioxidabscheidung (CDR), die im Jahr 2023 veröffentlicht werden soll.
Bei der Anwendung von CCS sollte die Kompensation nicht abbaubarer Emissionen im Vordergrund stehen.
Trotz der derzeit eingesetzten CCS-Technologien gibt es immer noch eine große Wissenslücke in Bezug auf das Potenzial und die Planungsstrategie für neue CCS-Technologien, was zu Unsicherheiten hinsichtlich des möglichen Ausbaus der CDR-Kapazitäten führt. Selbst wenn Deutschland sofort mit dem Hochfahren der CCS-Kapazitäten beginnen würde, ist das Ausbaupotenzial begrenzt. Die CO2 Wertschöpfungskette erfordert große Mengen an erneuerbarer Energie zusätzlich zu der Energie, die für den Aufbau der erforderlichen Infrastruktur benötigt wird. Es wäre unverantwortlich, CCS-Kapazitäten für Emissionen zu nutzen, die mit erneuerbaren Energien gemindert werden können. Vorrang sollten die Restemissionen von Industrien haben, die nicht vollständig dekarbonisiert werden können, wie z. B. Prozessemissionen in der Zement- und Chemieindustrie, oder wo eine direkte Elektrifizierung nicht möglich ist.
CCS-Anwendungen sollten Teil einer umfassenden CDR-Strategie sein, bei der zwischen verschiedenen Formen von CCS-Tätigkeiten unterschieden wird.
CCS, wie es bei der Bioenergie-Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS) und der direkten Abscheidung und Speicherung in der Luft (DACS) angewendet wird, unterscheidet sich von der Kohlenstoffabscheidung im Kraftwerk. Das Post-Combustion-Verfahren reduziert die Emissionen von Industrieanlagen, während BECCS und DACS als technologiebasierte Kohlendioxid-Entfernungsmaßnahmen eingestuft werden können, bei denen CO2 direkt aus der Atmosphäre entnommen wird, so wie die Wiederaufforstung die natürliche Kohlendioxid-Entfernung fördert. Sowohl CCS, das sich auf die Emissionsminderung konzentriert, als auch CCS, das sich auf die Entfernung von Kohlendioxid konzentriert, binden und speichern CO2. Dennoch bieten sie unterschiedliche Vorteile für das Klima, wenn man die industriellen Prozesse betrachtet. Emissionsminderungsmaßnahmen zielen auf Echtzeit-Emissionen ab und führen zu niedrigeren THG-Emissionen, die direkt mit einem industriellen Prozess verbunden sind, während CDR-Maßnahmen vergangene THG-Emissionen oder indirekte Emissionen kompensieren. Dies erfordert die Formulierung separater Definitionen, die diesen verschiedenen Formen von CCS-Aktivitäten Rechnung tragen, was im jüngsten Vorschlag der Europäischen Kommission für einen Zertifizierungsrahmen zur Kohlendioxidreduzierung fehlt. Diese Definitionen sollten sich auch eindeutig auf eine Mindestspeicherdauer beziehen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kohlenstoff dauerhaft gespeichert bleibt, was direkt zur Eindämmung des Klimawandels beiträgt. Klare Definitionen vermeiden Verwirrung über die Kriterien für künftige Kohlenstoffgutschriften im Zusammenhang mit CCS und erleichtern die richtige politische Integration mit dem Emissionshandelssystem (ETS). Jeder deutsche CCS-Rahmen sollte in der Lage sein, klare EU-Leitlinien entsprechend zu befolgen.
BECCS und DACS sollten parallel zu "End-of-Pipe"-CCS entwickelt werden.
Da DACS und BECCS das Potenzial haben, negative Emissionen zu erzeugen, sind sie ein zentraler Bestandteil von CCS-Strategien. Die Erzeugung negativer Emissionen ist notwendig, um Netto-Null zu erreichen. Zwar sollte die Einführung von CCS eher heute als morgen beginnen, doch befinden sich diese Technologien noch in einem frühen Entwicklungs- und Forschungsstadium. Die Abtrennung von Restemissionen mit "End-of-Pipe"-Technologien in Kraftwerken wird bereits seit den 1970er Jahren praktiziert. Diese Abscheidetechnologien sind auf dem Markt verfügbar und können im Vergleich zu BECCS und DACS - die immer noch sehr kostspielig und energieintensiv sind - viel schneller aufgestockt werden. Die für DACS erforderlichen Prozesse benötigen zwei- bis fünfmal mehr Energie als die Abscheidung von CO2 aus der Erdgasverbrennung, der Kohleverbrennung und der Kohlevergasung und sind daher immer noch weit weniger effizient als "End-of-Pipe"-Technologien. BECCS- und DACS-Technologien könnten erst ab 2050 einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz leisten. Sie bieten neue Chancen für die deutsche Wirtschaft und ihre Wettbewerbsfähigkeit, aber ein Tunnelblick aus wirtschaftlichen Gründen sollte den Ausbau der verfügbaren CCS-Technologien zum Klimaschutz nicht bremsen.
Eine qualitativ hochwertige Zertifizierung für CCS sollte die negativen externen Effekte berücksichtigen.
Die Anwendung von CCS selbst ist nicht klimaneutral, sie ist mit einem hohen Energieverbrauch und Auswirkungen auf die Umwelt verbunden. CCS-Wertschöpfungsketten erfordern viel Energie und Rohstoffe, um die erforderliche Infrastruktur zu entwickeln und die Prozesse am Laufen zu halten. Die indirekten Emissionen, die bei diesen Prozessen entstehen, sollten von Anfang an bei der Konzeption jeder Art von CCS-Zertifizierung berücksichtigt werden, um zu gewährleisten, dass die Technologien klimawirksam sind. Solange diese Emissionen nicht mit Lebenszyklusanalysen berechnet und bewertet werden, könnte ein Zertifizierungssystem für CCS zu Greenwashing führen. So ist beispielsweise die direkte Abspaltung von CO2 aus der Luft, wie sie bei DACS erfolgt, ein äußerst energieintensiver Prozess, da das CO2 in der Atmosphäre viel stärker verdünnt ist als das Rauchgas aus Kraftwerken. Der Nettoklimanutzen von DACS wird daher viel geringer sein als die Kohlenstoffabscheidungskapazität einer DAC-Anlage. BECCS ist mit zusätzlichen lokalen Umweltauswirkungen verbunden. Wenn das für BECCS benötigte organische Material auf Monokulturen angebaut oder aus Entwicklungsländern importiert wird, wo es die lokale Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion einschränkt, kann BECCS zwar zur Treibhausgasneutralität beitragen, ist aber keine gerechte Lösung.
Nächste Schritte
Diese vier Leitprinzipien bieten einen ersten Entwurf für einen verantwortungsvollen Umgang von CCS-Technologien. Die Entwicklung eines CCS-Regelungsrahmens ist zwar dringend geboten, doch sollte den schwer abbaubaren Sektoren Vorrang eingeräumt werden, um eine Verlangsamung des Ausbaus der erneuerbaren Energiequellen zu verhindern. CCS ist unerlässlich, um Kohlenstoffneutralität zu erreichen, aber nur durch einen verantwortungsvollen Ansatz, der die möglichen Nebenwirkungen von CCS berücksichtigt und einen klaren Unterschied zwischen Emissionsreduzierung und CDR-Maßnahmen anerkennt. Die nächsten Schritte sollten sich darauf konzentrieren, wie Anreize für eine gerechte Einführung von CCS geschaffen werden können. Dazu sollten Risikomanagementstrategien gehören, um Schäden für lokale Gemeinschaften und Ökosysteme zu vermeiden, sowie finanzielle und rechtliche Anforderungen für die Entwicklung von CCS-Projekten und eine offene Infrastruktur, die sowohl für EU- als auch für Nicht-EU-Länder zugänglich ist.