Kohlenstoffbindung: Zu wenig, zu spät?

Um den Klimawandel aufzuhalten, müssen wissenschaftlichen Studien zufolge in den nächsten Jahrzehnten Milliarden Tonnen Kohlendioxid aus Hunderten von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen abgeschieden werden – und zwar so schnell wie möglich. Ohne groß angelegte Kohlenstoffabscheidung und -bindung (CCS) werden andere Maßnahmen – einschließlich der Einführung erneuerbarer und nuklearer Energie – katastrophale Klimaauswirkungen im kommenden Jahrhundert und darüber hinaus nicht abwenden können (siehe The Carbon Capture Conundrum ).

Dieses Kohlekraftwerk in Saskatchewan ist das erste Kohlekraftwerk im kommerziellen Maßstab, das den größten Teil seiner Kohlendioxidemissionen auffängt und vernichtet.

CCS-Technologien werden immer ausgefeilter und effizienter, und einige Großprojekte gehen online. Gleichzeitig warnten Forscher letzte Woche in Austin, Texas, auf der weltgrößten Konferenz zu CCS, dass die Technologie nur in wenigen Situationen wirtschaftlich praktikabel sei.

Der bedeutendste jüngste Fortschritt war die Eröffnung eines 110-Megawatt-Kohlekraftwerks und CCS-Kraftwerks namens Boundary Dam in Saskatchewan, das vom Provinzversorger SaskPower gebaut wurde (siehe In einem ersten kommerziellen Kohlekraftwerk begräbt sein CO2). Michael Monea, Präsident der Initiativen zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung von SaskPower, sprach auf der Konferenz mit fast religiösem Eifer über das Projekt, das 90 Prozent seines Kohlendioxids einfangen wird. Baut mehr davon, baut sie größer, und das wird Auswirkungen auf die Welt haben – das glaube ich, sagte er.

Diese Anlage wird das CO2, das sie einfängt, verwenden, um mehr Öl aus dem Boden zu fördern, ein Prozess, der als Enhanced Oil Recovery oder EOR bezeichnet wird. Der Verkauf des Kohlendioxids für EOR ist ein Schlüsselmechanismus zur Finanzierung früher CCS-Projekte, aber diese Anwendung der Kohlenstoffbestattung neigt dazu, das Problem fortzusetzen.

Wir haben Glück, dass wir diese kommerziellen Einheiten überhaupt haben, sagt Gary Rochelle, ein Chemieingenieur an der University of Texas, Austin, der an einem Projekt zur CO2-Abscheidung arbeitet Kohlekraftwerk südlich von Houston . Ein paar Leute sind ausgestiegen und gehen Risiken ein, und EOR ermöglicht es ihnen, dies zu tun.

CCS verursacht hohe Kapitalkosten und Energieeinbußen: Der Bau der CCS-Einheit des Werks in Saskatchewan kostete 800 Millionen US-Dollar und verbraucht 21 Prozent der Stromleistung des Kohlekraftwerks, um das Kohlendioxid auszuwaschen und es zu einer Flüssigkeit für die Bestattung zu komprimieren. Doch die Arbeit von Rochelle und anderen hat die dafür erforderliche Energie stetig reduziert, und sie entwickeln zahlreiche neue Wege zur Entfernung von Kohlendioxid. Monea fügte hinzu, dass dank der Lehren aus der Pionieranlage die nächste CO2-Abscheidungsanlage für 20 bis 30 Prozent weniger gebaut werden könnte.

China und die Vereinigten Staaten sind für etwa die Hälfte der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Während China keine CCS-Projekte im kommerziellen Maßstab hat, laufen dort wie in anderen Nationen mehrere Pilotprojekte. In den Vereinigten Staaten stehen eine Handvoll bedeutender Projekte kurz vor dem Abschluss, darunter solche in Port Arthur, Texas, und Mobile, Alabama. Das größte der vier ist ein 565-Megawatt-Kohle- und CCS-Kraftwerk in Kemper, Mississippi. Es ähnelt dem Boundary Dam, ist aber fünfmal größer und steht kurz vor der Fertigstellung, bei fast dem Doppelten der prognostizierten Kosten von 2,5 Milliarden US-Dollar. Es wird auch das Kohlendioxid zur Ölgewinnung verwenden.

Um CCS voranzutreiben, scheint eine Art Politik erforderlich zu sein, die CO2-Emissionen einen Preis auferlegt. Nichts zwingt die Industrie für fossile Brennstoffe zur Hand, und die Kohleindustrie möchte nicht, dass ihrem Produkt mehr Kosten auferlegt werden.

Trotz der Trägheit behauptet Julio Friedmann, stellvertretender stellvertretender Sekretär für saubere Kohle im Büro für fossile Energie des US-Energieministeriums, dass andere politische Änderungen viel bewirken könnten. Genauso wie bestehende Richtlinien es Versorgungsunternehmen ermöglichen, Kunden zusätzliche Gebühren für die Installation erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne zu berechnen, könnten zukünftige Richtlinien dasselbe für Projekte zur Kohlenstoffbindung tun. Ein CO2-Preis sei nicht der einzige Weg, dies zu tun, sagte Friedmann.

In gewisser Weise bin ich für China optimistischer, sagt Jiemin Lu, Geologe an der University of Texas, Austin. Wenn die oberste Ebene beschließt, etwas in größerem Umfang zu tun, wird es schnell umgesetzt und die Ressourcen werden sehr schnell zusammengezogen. Um dieser Art von Herausforderung in diesem Ausmaß zu begegnen, wird es in einem solchen politischen System effektiver sein. Im Westen wird es immer eine Sackgasse geben.

Unterdessen sind die Fakten am Boden – und in der Luft – ziemlich düster. Bei der Minderung der Emissionen, die sich an der Obergrenze zukünftiger Emissionsszenarien annähern, haben wir bisher fast nichts erreicht. Tatsächlich hat sich die Weltwirtschaft in den letzten zehn Jahren tatsächlich rekarbonisiert – sie ist zurück auf Kohle verlagert worden, sagt David Victor, Professor für internationale Beziehungen und Direktor des Laboratory on International Law and Regulation an der University of California, San Diego.

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