Das klimafreundlichste CO₂ ist immer noch das, das gar nicht erst entsteht – so viel ist klar. Aber was ist mit Emissionen, die nach heutigem Stand der Technik schlicht nicht vermeidbar sind, auf deren Ursachen wir aber dennoch nicht verzichten wollen? Bis genug grüner Wasserstoff vorhanden ist, um alle energieintensiven deutschen Industrien klimafreundlich mit Energie zu versorgen, werden noch Jahrzehnte vergehen. Und selbst dann werden zum Beispiel in Zement- oder Kalkherstellung, aber auch bei der Abfallentsorgung weiter Emissionen anfallen. Eine komplette Aufgabe dieser Industriezweige ist keine Option. Wenn wir jedoch einfach weiter sämtliche dort entstehenden Emissionen in die Atmosphäre jagen, sind die Klimaziele endgültig Geschichte. Verfahren zur Speicherung oder Nutzung dieser „unvermeidbaren“ CO₂-Emissionen rücken daher verstärkt ins politische Blickfeld – auch in Deutschland. Aber was hat es mit den im Bericht der Bundesregierung behandelten Verfahren nun auf sich?

How to capture your carbon

Ausgangspunkt von CCS- oder CCU-Verfahren ist das Ein- oder Abfangen entstehender Emissionen. Meist wird versucht, die bei Industrieprozessen anfallenden Abgase direkt aufzufangen, bevor sie über den Schornstein in die Atmosphäre gelangen können. Die einfachste Möglichkeit ist hier eine Carbonat- oder Amin-„Wäsche“ der Abgase, die ermöglicht, das CO₂ von den anderen Bestandteilen abzuscheiden. Andere Verfahren setzen große Mengen reinen Sauerstoffs ein, wodurch die Abgase fast nur noch aus CO₂ und Wasserdampf bestehen. Anstelle komplexer Abscheidungstechniken kann so einfaches Kondensieren genutzt werden, um das CO₂ zu isolieren. Es gibt allerdings auch sogenannte Direct-Air-Capture(DAC)-Verfahren, bei denen Umgebungsluft eingesogen und dieser anschließend durch Wäschen oder Filter das CO₂ entzogen wird.

Gleich wie der Kohlenstoff am Ende abgeschieden wird, gemein haben alle Verfahren einen hohen Energie- und Ressourcenaufwand. Stammt die dafür notwendige Energie jedoch aus erneuerbaren Quellen – also Solar- oder Windkraft – können die Maßnahmen durchaus ein Gewinn fürs Klima sein, indem sie CO₂ aus der Atmosphäre halten oder es sogar entnehmen. Dennoch fehlt der dafür genutzte Ökostrom natürlich für andere Anwendungszwecke. Ein Grund mehr also, CO₂-Emissionen gar nicht erst entstehen zu lassen. Und es bleibt die Frage, was mit dem abgeschiedenen Kohlenstoff passieren soll.

Carbon Capture and Usage (CCU) – CO₂ als Ressource?

CO₂ muss nicht nur ein Abfallprodukt sein, sondern kann als Ressource genutzt werden. Schließlich besteht das für das Weltklima so bedrohliche Treibhausgas an sich aus zwei sehr wertvollen Elementen, nämlich Sauerstoff und Kohlenstoff. Produkte der chemischen Industrie, Feuerlöschanlagen oder auch synthetische Kraftstoffe benötigen Kohlenstoff; da liegen CCU-Verfahren also geradezu auf der Hand. Ganz so einfach ist es jedoch nicht: Denn ein Gewinn fürs Klima ist die Weiterverwendung des CO₂ nur, wenn auch sichergestellt wird, dass keine neuen Emissionen entstehen. Entstammt das verwendete CO₂ jedoch der Atmosphäre – oder wäre ohnehin „unvermeidbar“ gewesen – und wurde beim gesamten Herstellungsprozess kein neues CO₂ erzeugt, kann aber zumindest ein CO₂-neutraler Kreislauf entstehen. Dennoch bergen CCU-Verfahren die Gefahr, nur den Zeitpunkt der Emission zu verlagern, denn mittels CCU hergestellte Brenn- oder Kraftstoffe geben bei ihrer Verwendung schlussendlich doch den enthaltenen Kohlenstoff ab. Eine stoffliche Nutzung des Kohlenstoffs kann aber durchaus eine effektive Netto-Reduktion der Treibhausgasbelastung mit sich bringen.

Carbon Capture and Storage (CCS) – aus der Atmosphäre, aus dem Sinn?

Was ist also mit einer Speicherung des abgeschiedenen Kohlenstoffs? Bislang binden Aufforstungsmaßnahmen 99,9 Prozent des jährlich der Atmosphäre entnommenen CO₂. Allerdings braucht diese natürliche Kohlenstoffspeicherung nicht nur viel Fläche und Zeit, sondern stellt die Speicherung auch nur für einige Jahrzehnte sicher – wobei Waldbrände stets allen Fortschritt zunichtemachen können.

CCS-Verfahren wollen nun eine dauerhafte Lagerung des abgeschiedenen Kohlenstoffs ermöglichen, indem sie ihn unterirdisch, im Meeresgrund oder in ausgebeuteten Gas- oder Erdöllagerstätten speichern. Eine besondere Form von CCS stellt die Speicherung von Emissionen aus Biomasse (BECCS) dar. Diese gilt sogar als „kohlenstoffnegativ“, da die Pflanzen der Atmosphäre zwar CO₂ entziehen, es aber durch die Speicherung nicht wieder abgegeben. Es gibt jedoch Zweifel daran, ob das Verfahren je im großen Stil technisch und wirtschaftlich realisierbar sein wird.

Erfüllen sich die Versprechen der CCS-Befürworter:innen, könnten laut Umweltbundesamt bis zu 80 Prozent des CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre ferngehalten werden. Ob sie wirklich gehalten werden, ist jedoch noch lange nicht sicher. Kritiker:innen warnen davor, dass das Gas doch aus den Kavernen entweichen kann und so das Emissionsproblem lediglich verschoben wird – bei sehr hohem Aufwand.

Zwischen Gefahr und Notwendigkeit

Die größten Risiken von CCU/S-Verfahren sehen Gegner:innen allerdings weniger im Normalbetrieb als in den zu erwartenden Leckagen und Unfällen. In solchen Fällen könnte das entweichende CO₂ nicht nur Schadstoffe im Untergrund freisetzen, sondern durch Verdrängung auch das Grundwasser kontaminieren. Auch die Transport- und Speicherinfrastruktur an der Oberfläche stellen eine potenzielle Gefahr für Flora und Fauna dar. Der hohe Energieaufwand verdeutlicht darüber hinaus, dass alle Maßnahmen ohnehin nur klima- und umweltpolitisch zu rechtfertigen sind, wenn die Emissionen wirklich nicht direkt durch Erneuerbaren-Einsatz vermeidbar sind und wenn sämtliche für CCS bzw. CCU genutzte Energie aus erneuerbaren Quellen stammt.

Diesen berechtigten Bedenken steht jedoch die klare Aussage des Weltklimarats entgegen: Ohne negative Emissionen und damit die Abscheidungstechnologien lässt sich das 1,5-Grad-Ziel nicht mehr erreichen. So erklärt sich auch der Wandel in der deutschen Politik, die die Verfahren zuletzt mit einem Gesetz von 2012 praktisch verbot. Doch während damals vor allem die Abscheidung von Kohlenstoff aus fossilen Kraftwerken im Fokus stand, sind es heute die oben erwähnten „nicht verhinderbaren“ Emissionen der Industrie. Diese Schwerpunktsetzung und klare Eingrenzung ist nicht nur wichtig, um eine Renaissance der Kohle zu verhindern – wie 2012 befürchtet – sondern auch den begrenzten Speicher- und Technologiekapazitäten sowie der geringen Effizienz des Verfahrens geschuldet.

Oberste Prämisse bleibt Emissionsvermeidung

An CCU und CCS führt für eine wirklich klimaneutrale Welt also kaum noch ein Weg vorbei. Umso wichtiger ist es, den anlaufenden Prozess im Rahmen der für 2023 angekündigten Carbon-Management-Strategie der Bundesregierung genau zu beobachten, um Fehlentwicklungen entgegenzuwirken. Übertriebene Großinvestitionen in Speicher-, Transport- und Exportinfrastruktur müssen verhindert werden; oberstes Ziel muss weiterhin die Vermeidung von Emissionen und der sich daraus ableitende Umbau der Industrie auf regenerative Quellen sein. Durch die Abscheidungstechnologien darf es keinesfalls zu einer Wiederbelebung fossiler Kraftwerksparks kommen, wie es sich in anderen Staaten bereits abzeichnet.