00:41 30 Oktober 2020
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    Wir werden CO2 aus der Luft entfernen müssen, auch wenn wir die fossilen Brennstoffe hinter uns lassen. Dessen ist sich die Internationale Energieagentur (IEA) sicher. Aber wie wird CO2 eigentlich technisch abgeschieden? Und welche Ansätze sind wirklich sinnvoll? Ein Energietechnik-Experte gibt Auskunft.

    Das Pariser Klimaabkommen, dessen Vorgaben fast 200 Länder erfüllen wollen, sieht eine kontinuierliche Verringerung von Treibhausgasemissionen vor, um die globale Erwärmung unter zwei Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter zu halten. Das bedeutet für die meisten Länder eine grundlegende Umgestaltung ihrer Energiesysteme, maximalen Verzicht auf fossile Energieträger und den Ausbau von CO2-neutralen Technologien wie Solar- und Windanlagen sowie Wasser- und Kernkraftwerken.

    Ohne CO2-Abscheidung keine Netto-Null

    Doch der Umstieg wird nicht von heute auf morgen klappen, und da in der Umbauphase weiterhin viel CO2 freigesetzt wird, betont die Internationale Energieagentur (IEA) in ihrem neuesten Bericht die Bedeutung von Technologien rund um die Abscheidung, Verwendung und Einlagerung von Kohlenstoff (Englisch: CCUS für „Carbon Capture, Utilization and Storage“).

    „Ich denke, wir werden CO2 abscheiden müssen, weil wir es bis zum Jahr 2050 nicht hinbekommen werden, die CO2-Emission netto auf null herunterzubringen“, findet auch der Energietechnik-Experte Harald Bradke vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) im Sputnik-Interview. Er gibt aber zugleich zu bedenken, dass es sich bei den entsprechenden Technologien nicht um ein Klima-Allheilmittel handelt: „Es ist aber ein Baustein und nicht der einzige, der helfen kann, CO2-neutral zu werden.“

    CO2-Einlagerung: Raus aus der Luft, rein in den Boden

    Der IEA-Bericht hebt besonders die Endlagerung des Kohlenstoffs in ausgeschöpften Erdgasfeldern oder in tiefliegenden wasserführenden Schichten, Salinen und anderen geeigneten geologischen Formationen hervor, wo das CO2 für Jahrtausende gebunden bleibt. Das geschieht auch bereits, betont Bradke: „CO2 wird vor allen Dingen bei der „enhanced oil recovery“ eingesetzt. Da wird es in Erdöl-Bohrlöcher gepumpt, um das Erdöl wieder herauszukriegen.“ Diese Anwendung lohne sich, weil auf diese Weise zusätzliches Erdöl gewonnen wird, sei aber mit Blick auf die CO2-Bilanz kontraproduktiv, da mehr Kohlenstoff gefördert als eingelagert wird.

    Allein für deutsche Kohle 20 Nord-Stream-2-Leitungen

    Warum nicht einfach an allen Kraftwerken, die fossile Träger verbrennen, Anlagen bauen, die CO2 abschöpfen und dieses dann einlagern? Das funktioniert laut Bradke aus zwei Gründen nicht: Der eine sind die enormen Mengen von anfallendem Gas, der andere, dass es in Deutschland nur sehr wenige Erdgasvorkommen gibt, in die das Gas abgepumpt werden könnte, und dass dies auch noch mit langen Transportwegen verbunden ist.

    Um die Vorstellungskraft anzuregen, verdeutlicht Bradke die Verhältnisse am Beispiel Kohle: „Ein modernes Kohlekraftwerk verfeuert etwa ein Rheinschiff an Kohle pro Tag und hinten heraus kommen etwa 14 Tonnen CO2 (…). Man braucht also zwei Rheinschiffe, die das CO2 wieder abtransportieren, wobei das nicht Kohleschiffe sein können, weil CO2 gasförmig ist. Es muss unter hohem Druck komprimiert oder verflüssigt werden“, so der Energietechnik-Experte. Würde man das Gas mit LKW befördern, müsste alle zwei Minuten ein voller LKW vom Kohlekraftwerk aus starten. Auf die 100 deutschen Kohlekraftwerke übertragen, wären das bereits 50 LKW, die jede Minute mit vollem CO2-Tank wegfahren.

    Deswegen würde man sich eher für Pipelines entscheiden, die dann einen halben Meter Durchmesser haben müssten, um das Kohlenstoffdioxid abtransportieren zu können. Wenn man die 1,2 Meter breite Leitung von Nord Stream 2 zum Vergleich nimmt, dann braucht man für alle fünf bis sechs Kohlekraftwerke eine solche Leitung.

    „Wir bräuchten entsprechend 20 Nord-Stream-2-Leitungen, um das CO2 aller deutschen Kohlekraftwerke wegzutransportieren“, betont Bradke. „Das zeigt, dass das für Deutschland zumindest nicht die Lösung sein kann. Für Länder, die sehr dicht an CO2-Senken sind, an Stellen, wo man das CO2 gut in die Erde einlagern kann, sieht die Sache anders aus.“

    CO2-Abgabesystem an Tankstellen unrealistisch

    Auch die Idee, das CO2 von Fahrzeugen während der Fahrt in einem Behälter zu sammeln und an Tankstellen abzugeben, geht nicht auf. „Ein Mittelklasse-PKW stößt heute etwa 150 Gramm CO2 pro Kilometer aus, also 15 Kilo auf 100 Kilometer. Bei einer Fahrtstrecke von 1000 Kilometern bis zum Nachtanken würden 150 Kilo CO2 an Bord anfallen, die beim Tanken entsorgt werden müssen. Die wären in einem Druckbehälter unter hohem Druck oder tiefgekühlt. Sie brauchen also viel Energie und viel Platz und Transportkapazitäten. Wenn man sich überlegt, dass die Diesel-PKW zu wenig Speicher für das Adblue hatten und stattdessen lieber das Programm manipuliert wurde, kann man sich vorstellen, dass bei PKW, die mindestens 150 Kilo CO2 transportieren und an der Tankstelle entsorgen müssen, das einfach unvorstellbare Mengen sind“, findet Bradke.

    In den Boden pumpen? CO2 kann tödlich sein

    Nun könnte man sagen: Mit dem richtigen Willen, findet man bestimmt neben Gaskavernen auch andere Möglichkeiten, das CO2 zu versenken, etwa im Boden. Und in der Tat: „Man wollte in Deutschland geologische Versuche machen, bei denen man CO2 für Versuchszwecke in die Erde pumpt“, erzählt Bradke. „Die Anwohner waren strikt dagegen, und die Politik hat das zum Anlass genommen zu sagen, dass jedes Bundesland selbst entscheiden kann, ob CO2 eingelagert werden soll oder nicht. Den Bundesländern war das dann zu heiß.“

    Zu heiß war es aber, weil CO2 schwerer als Luft ist und bereits bei fünf Prozent Konzentration tödlich ist. „Wenn Schlachtvieh betäubt werden soll, bevor es geschlachtet wird, wird es in Gräben geleitet, in denen CO2 steht. Wenn man sich jetzt vorstellt, dass das CO2 unter hohem Druck in der Erde steht und jetzt aus irgendeinem Grund nach oben kommt, zum Beispiel durch ein Erdbeben, das Risse verursacht, dann diffundiert das CO2 langsam nach oben, sammelt sich in einer Senke an, und wer durch diese Senke geht, fällt um und ist tot. Dass Leute, die in der Nähe solcher Versuchsfelder wohnen, das nicht gut finden, ist verständlich“, meint der Energietechnik-Experte.

    CO2 biologisch oder technisch aus der Luft holen

    Die Lösung ist aus Bradkes Sicht, das CO2 aus der Umgebungsluft zu holen. Eine Möglichkeit ist ganz simpel die Aufforstung, wobei im Nachhinein die Bäume verbrannt, das CO2 aber in Kavernen oder Grundwasserleitern gespeichert wird. Der andere Ansatz ist technischer Natur: Es geht um Anlagen, die CO2 aus der Luft filtern. Da aber die Konzentration des Gases in der Atmosphäre extrem niedrig ist, ist der Vorgang sehr energieintensiv.

    „Das ist ein gigantischer Aufwand, und wir haben im Moment den Kohlenstoff in Form von Braunkohle und Steinkohle in der Erde gebunden und eingeschlossen. Das baggern wir jetzt aus, verbrennen es bei einem Wirkungsgrad von maximal 40 Prozent, blasen es in die Luft und haben es dann feinst verteilt in der Atmosphäre und versuchen das dann technisch, mit großem Aufwand, wieder herauszuholen“, bemängelt Bradke einen solchen Kreislauf. „Wir werden es brauchen, wir werden es machen müssen. Aber wir werden es nicht nutzen können, um unsere Kohle-, Gas- und Ölheizung weiter zu betreiben wie bisher und mit unseren Verbrennungsautos zu fahren und zu sagen: Das holen wir später alles aus der Luft heraus und lagern es ab. Das ist aus technischer Sicht ziemlich absurd.“

    Es ändert also nichts daran, dass CO2 aus der Verbrennung für eine Netto-Null auch Richtung null gehen muss. Das CO2 dagegen, das etwa in der Chemieindustrie zwangsläufig weiter anfallen wird, müsste tatsächlich abgeschieden und endgelagert werden.

    Verwertung: CO2 wird auch als Rohstoff benötigt

    Aber war nicht auch die Rede von Verwendung im Bericht der IEA? „In der chemischen Industrie ist Kohlenstoff ein Grundstoff. Im Moment wird der Kohlenstoff für die chemische Industrie für Erdöl und Erdgas gewonnen und dort gibt es Überlegungen, ob man abgeschiedenes CO2 nutzen könnte“, bestätigt Bradke. Auf diese Weise könnte Schätzungen zufolge aber lediglich ein halbes Prozent der weltweiten CO2-Emissionen in chemische Produkte fließen.

    In Deutschland gebe es zum Beispiel auch die Idee, Matratzen herzustellen, in denen auch CO2 chemisch gebunden wird. Allerdings gilt auch hier, das Verhältnis zu sehen: „Wenn Sie sich vorstellen, dass jeder Bundesbürger hier in Deutschland etwa zehn Tonnen CO2 pro Jahr produziert, wie oft man eine Matratze nutzt und wie schwer eine Matratze ist, da können Sie sich vorstellen, dass sie da kaum diese zehn Tonnen pro Jahr sinnvoll nutzen können.“ Andere Überlegungen wie CO2 im Material von Joghurtbechern seien sogar noch kurzsichtiger, denn der Becher werde ziemlich schnell wieder verbrannt – und das CO2 wieder freigesetzt.

    Auch synthetische Kraftstoffe helfen nur bedingt

    Schließlich könnte CO2 auch zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe eingesetzt werden. Unter hohem Druck und tiefen Temperaturen könnte Wasserstoff mit CO2 zu Methan reagieren, bei dessen Verbrennung allerdings ebenfalls das CO2 wieder frei wird. Hierdurch würde also nur die Menge des fossilen Methans gesenkt, aber keine negativen Emissionen erreicht werden, bei denen CO2 der Luft aktiv entzogen wird.

    Neben der Abscheidung von CO2 bleibt es also aus Sicht des Experten dabei: Wir müssen mit CO2-freien Kraftstoffen fahren, und das wären eben Wasserstoff oder batterieelektrische Fahrzeuge, und in den Gebäuden nicht mehr mit Heizöl oder Erdgas heizen, sondern zum Beispiel mit elektrischen Wärmepumpen, die etwa drei Mal so viel Wärme aus der Umgebung holen, wie an Strom vorher reingesteckt wird.“ Damit aber auch der Strom stimmt, der die Fahrzeuge und Wärmepumpen antreibt, ist es notwendig, „so viel wie möglich Windkraftanlagen und Photovoltaikanlage zu bauen, um diesen Strom zu produzieren, der gebraucht wird, um damit zu heizen, mit dem Auto zu fahren, Wasserstoff zu produzieren“.

    Das Interview mit Harald Bradke – Teil 1:

    Das Interview mit Harald Bradke – Teil 2:

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    Tags:
    Internationale Energieagentur (IEA), IEA, Umweltschutz, CO2, CO2-Emissionen