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Kann CCS Kohlekraftwerke Klima-neutral werden lassen?
Veröffentlicht: 25. November 2010; mehrmals aktualisiert, zuletzt: 24. Juli 2012

Kann CCS Kohlekraftwerke Klima-neutral werden lassen?

Manfred Popp
Prof. Dr. M. Popp
Screenshot Video
Video (6:34 min.): Was sind die Perspektiven für die CO2-Abscheidung und -Speicherung in Deutschland?
mit Günther Oettinger,
Stanislaw Tillich und
Rainer Knauber
 
Von Manfred Popp (Manfred.Popp@energie-fakten.de)

Kurzfassung

Dem Thema „Realität oder Utopie – ist CCS der Klimaretter?“ war ein Debatten-Abend der Stiftung Energie und Klimaschutz Baden-Württemberg mit dem Referenten v. Trotha, Prof. Schellnhuber, Dr. Backes, Prof. Hüttl, Dr. Beck und Dr. Grünwald gewidmet.

Zum ersten Mal seit Nutzbarmachung des Feuers durch den Menschen soll das Endprodukt der Verbrennung von Holz, Kohle und Öl nicht einfach in die Atmosphäre entweichen dürfen, sondern durch „Carbon Capture and Storage“ (CCS), also Einfang und Lagerung des bei der Verbrennung von Kohlenstoffverbindungen entstehenden CO2 zurückgehalten und entsorgt werden. Die Bundesregierung rechnet in ihrem neuen Energie-Konzept ab 2025 mit der Markteinführung von CCS, um ihre ehrgeizigen Ziele einer bis 2050 zu 80 % CO2-freien Stromerzeugung erreichen zu können. Diesem aktuellen Thema war bereits am 25. März 2009 ein Debatten-Abend der Stiftung Energie und Klimaschutz Baden-Württemberg mit hochkarätiger Besetzung gewidmet (s.u.).

CO2 ist das wichtigste Klimagas: es trägt zu 77 % zu der aktuellen globalen Erwärmung bei und hat damit den größten Anteil am vom Menschen mit verursachten Effekt. CO2 bildet nur rund 15 % der Gase, die den Schornstein des Kraftwerks verlassen. Man kann das CO2 durch Auswaschen mit Aminen oder Karbonaten abtrennen. Dieser Prozess erfordert aber einen hohen Energieeinsatz, der dazu führt, dass der Kraftwerkswirkungsgrad um 10–15 Prozentpunkte sinkt.

Der Bedarf an CO2 in der Industrie kann nur einen kleinen Teil der großen Mengen aufnehmen, die aus der Energieerzeugung kommen. Am besten kann man CO2 einsetzen, um aus bereits erschöpften Öl- und Gas-Quellen noch weitere Mengen fördern Aber auch dafür ist der Bedarf zu klein, um alles zurückgehaltene CO2 zu nutzen.

Der größte Teil des abgetrennten CO2 muss deshalb entsorgt, oder, wie es im CCS-Gesetz heißt „dauerhaft gespeichert“ werden. Das Ziel ist es, das abgetrennte CO2 für mindestens 1000 Jahre von der Atmosphäre fern zu halten. Deshalb soll das CO2 in tiefen geologischen Formationen eingelagert werden. Zurzeit wird in einer Pilotanlage in Ketzin die Speicherung in einer Salzwasser führenden porösen Gesteinsformation erprobt.

In Deutschland bestehen kurz- und mittelfristig nutzbare Möglichkeiten zur Speicherung von CO2 im industriellen Maßstab in erschöpften Erdgaslagerstätten und in tiefen salzwasserführenden Grundwasserleitern in mehr als etwa 1000 m Tiefe. Diese stehen vor allem im Norddeutschen Becken, also in den Bundesländern Niedersachsen, Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg, zur Verfügung.

Für die Abtrennung, die Aufbereitung, den Transport in Pipelines und die Verpressung des CO2 muss Energie aufgewendet werden. Der Wirkungsgrad eines modernen Kohlekraftwerks von ca. 45 % sinkt durch Einführung von CCS auf 37 – 31 %, der Bedarf an Kraftwerkskapazität und Brennstoffen steigt damit bei gleicher produzierter Strommenge um 10 – 40 %. Die Stromerzeugungskosten der Kraftwerke steigen nahezu auf das Doppelte. Damit erweist sich CCS als eine verhältnismäßig teure Methode. Die Verwirklichung höherer Wirkungsgrade bei neuen Kohlekraftwerken wird deshalb immer sehr viel kostengünstiger sein. Dennoch hat CCS trotz der hohen Kosten möglicherweise eine wichtige Funktion, um einen Energiemix mit einer starken Grundlastkomponente auf Kohlebasis klimaverträglich zu machen.

Weitere Informationen können Sie der Langfassung (pdf, rd. 150 kB) entnehmen.

Hier können Sie die Kurz- und Langfassung zusammen herunterladen (pdf, rd. 150 kB). Dieser Text wurde am 25. November 2010 veröffentlicht.

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Aktualisierung

  • Bundesumweltminister Peter Altmaier: Technologie hat keine Zukunft hat in Deutschland
    Interview des Deutschlandsfunks mit Hubertus Barth, Umwelt- und Energieexperte des Instituts der deutschen Wirtschaft in Köln … zum Interview (Link zum Deutschlandfunk; Interview vom 23. Juli 2012, red. EF: KT)
  • Bund-Länder-Vermittlungsausschuss: Einigung im CCS-Endlager-Streit
    Mit knapper Mehrheit eingten sich die Vertreter von Bund und Ländern für die unterirdische Endlagerung von Kohlendioxid CO2. Nach dem Entschluss dürfen sich Länder nicht komplett aus der Endlagerung herausnehmen. Ferner sind nur Speicher genehmigungsfähig, in die jährlich nicht mehr als 1,3 Millionen Tonnen CO2 eingelagert werden. … Weitere Infos im Artikel der Financial Times Deutschland (Link zur FTD vom 27. Juni 2012, red. EF: KT)
  • Vattenfall stoppt CCS Projekt (5. Dez. 2011)
    Das 1,5 Mrd. Euro teuere Pilotprojekt zur Abcheidung von Kohlendioxid wird in Deutschland nicht erprobt. Der Konzern nannte als Begründung den jahrelangen politischen Streit um ein CCS-Gesetz. Es befindet sich im Vermittlungsausschuss zwischen Bundestag und Bundesrat. Zur Pressemeldung Hängepartie um CCS-Gesetz erzwingt Aus für Milliardeninvestition in der Lausitz von Vattenfall
  • Kabinett verabschiedet CCS-Gesetz (13. April 2011)
    Länderklausel ermöglicht umfassende Entscheidungsmöglichkeiten bei der Erprobung
    Weitere Infos: siehe Presseerklärung des Bundesumweltministeriums (Link zu BMU.de)

Siehe auch

Weiterführende Literatur

  • CO2 -Abscheidung und -Lagerung bei Kraftwerken
    Bericht des Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag;
    Die gegenwärtige Energieversorgung in Deutschland und in der EU beruht zu über 80 % auf fossilen Energieträgern, bei deren Nutzung Kohlendioxid (CO2) entsteht, das zum vom Menschen gemachten Klimawandel beiträgt. Zur Minderung von Treibhausgasemissionen wird zurzeit daran gedacht, CO2 aus dem Abgasstrom von Kraftwerken und Industrieanlagen abzutrennen und anschließend in unterirdische Lagerungsstätten zu verbringen. Der Bericht schliest das Spannungsfeld zwischen «sauberer» Nutzung der Kohle und langfristig unkalkulierbaren Risiken auf. … mehr (Link zum Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag) Grosses Potential aber noch viele offene Fragen rund um die CO2-Speicherung;
  • Newsletter des Energy Science Centers (pdf, rd. 1 MB) der ETH Zürich
  • Broschüre Geologische CO2-Speicherung – was ist das eigentlich? (pdf, 4 MB, Link zu CO2geonet.com)
  • Carbon Capture & Sequestration (CCS) – Notwendige Klimaschutzoption, Rückversicherung der Gesellschaft oder Feigenblatt der fossilen Energiewirtschaft? von Hermann Held & Michael Kühn (Erschienen im Jahrbuch Ökologie 2010)
  • „Neuberechnung möglicher Kapazitäten zur CO2-Speicherung in tiefen Aquifer-Strukturen“ von Stefan Knopf, Franz May, Christian Müller und Johannes Peter Gerling (Erschienen in Energiewirtschaftliche Tagesfragen 60. Jg. (2010) Heft 4)
  • Wo das CO2 unter der Erde bleibt. Das Pionierprojekt Sleipner vor der norwegischen Küste weckt Hoffnungen; 16. Sept 2009: Link zur Neuen Zürcher Zeitung (NZZ)
  • CO2-Einlagerung in grossen Stil – Meilenstein für Projekt in Amerika (USA); 30: Nov. 2011: Link zur Neuen Zürcher Zeitung (NZZ)
  • Ein Beitrag zur Bewertung von Maßnahmen zur CO2-Abscheidung und -Speicherung unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit, Dissertation RWTH Aachen, 2010
    „In der vorliegenden Arbeit wird eine Methodik zur Bewertung von CCS-Technologie unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit entwickelt. Grundlage der erarbeiteten Methodik ist das multikriterielle Entscheidungs- und Bewertungsverfahren Analytical Hierarchy Process (AHP). […] Die erarbeitete Methodik wird im Rahmen eines Szenarienvergleichs zweier an der realen Situation im deutschen Energiesektor orientierter Referenzszenarien angewandt und ausgewertet. Vor dem Hintergrund des verwendeten Sach- und Wertmodells liefert der Szenarienvergleich ein transparentes und sachgemäßes Bewertungsergebnis mit einer klaren Präferenz für die Einführung der CCS-Technologie im deutschen Energiesektor“.

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