Kann CO2 die Umwelt entlasten?
All das ist natürlich wahr, jedoch ist Kohlendioxid nicht nur ein Treibhausgas, sondern auch ein Rohstoff. Es gibt bereits Methoden, diesen Rohstoff zu sammeln und sinnvoll zu verwenden. Im Folgenden gehen wir näher auf diese Möglichkeiten ein.
Hat CO2 doch einen Nutzen?
Eine Möglichkeit, CO2 nutzbar zu machen, ist CCU. Das steht für Carbon Capture and Utilization, zu Deutsch: das Sammeln und Verwenden von Kohlendioxid. Hier werden Kohlenstoffverbindungen – hauptsächlich Kohlenstoffdioxid und -monoxid – gesammelt und wiederverwendet.
Es gibt bekanntlich bereits zu viel CO2 in unserer Atmosphäre. Wieso diesen Überschuss nicht nutzen und gleichzeitig dem Klimaschutz unter die Arme greifen?
CCU spielt beispielsweise bei der Reduktion von CO₂-Emissionen in der Zementherstellung eine große Rolle. Die Zementherstellung ist der größte industrielle Emittent und verursacht rund acht Prozent der weltweiten (globalen) CO2-Emissionen. Es gibt hier jedoch weitere Anwendungsmöglichkeiten, von denen dieser Artikel erzählt.
Die CCU-Technologie reduziert die CO2-Konzentration (den CO2-Gehalt) in unserer Atmosphäre. Das Idealziel ist ein Beitrag zur Erreichung der Klimaziele.
Wie funktioniert CCU?
Folgende drei Schritte sind notwendig, um das CO₂ nutzbar zu machen:
- Sammeln (und aufbereiten): Meist erfolgt die Sammlung aus industriellen Abgasen oder direkt aus der Atmosphäre.
- Transportieren: Gegebenenfalls wird der gesammelte Kohlenstoff transportiert, entweder in eine Lagereinrichtung oder zur Weiterverarbeitung. Der Transport erfolgt über Pipelines, ist aber auch per Schiff, LKW oder Bahn möglich.
- Nutzen: Der Kohlenstoff kann nun weiterverwendet werden, direkt oder indirekt. Eine direkte Nutzung ist unter anderem der Einsatz in Feuerlöschanlagen. Die indirekte Nutzung als Rohstoff umfasst chemische Verfahren, deren Ergebnisse im Verkehr, in der Industrie sowie in der Wärmeversorgung genutzt werden.
Carbon Capture and Storage
Ein weiteres Verfahren zur Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre ist CCS (Carbon Capture and Storage). Hier wird der Kohlenstoff in geologischen Formationen tief unter der Erde oder unter dem Meeresgrund gelagert. Hierfür können zum Beispiel ausgeförderte Öl- und Gaslagerstätten verwendet werden.
Welche Anwendungsbereiche findet CCU?
Es gibt inzwischen schon einige Bereiche, in denen Kohlendioxid erfolgreich weiterverwertet werden kann. Die einen befinden sich bereits in Anwendung, die anderen noch in der Testphase.
Da es sich hier um eine relativ neue Technologie handelt, zu der noch viel geforscht wird, gibt es noch großes Potenzial nach oben.
Kraftstoffherstellung
Durch chemische Reaktionen wird CO2 in synthetische Kraftstoffe umgewandelt. Diese sogenannten E-Fuels können als Ersatz für fossile Brennstoffe insbesondere bei Flugzeugen und Schiffen dienen, wodurch die Emissionen im Transportsektor reduziert werden.
Nahrungsmittelproduktion
Hier kommt Kohlendioxid zum Beispiel in kohlensäurehaltigen Getränken zum Einsatz. Daneben kann CO2 in Gewächshäusern genutzt werden, um das Pflanzenwachstum zu fördern.
Baustoffe
Wie bereits erwähnt, kann man die Zementindustrie via Carbon Capture and Utilization klimaneutral gestalten. Um kohlenstoffarme Baustoffe herzustellen, werden energieaufwändige Rohstoffe ausgetauscht. Dies reduziert nicht nur die Kohlendioxid-Emissionen der Bauindustrie, sondern verbessert außerdem die Eigenschaften der Materialien.
Chemikalienproduktion
CO2 kann zum Rohstoff werden und für die Herstellung von Chemikalien wie Methanol, Harnstoff und Polycarbonaten verwendet werden. Diese Chemikalien finden breite Anwendung – von der Düngemittelproduktion bis hin zur Kunststoffherstellung.
Vorteile von CCU: Klima und Ressourcen schonen
Wie wir bereits gesehen haben, kann CO2 in den unterschiedlichsten Feldern genutzt werden. Der erste und wichtigste Vorteil ist dabei der Klimaschutz. Die Reduktion der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre verlangsamt die Erderwärmung und erhöht die Chancen zur Erreichung der Klimaziele.
Die Weiterverarbeitung von CO2 birgt jedoch auch große wirtschaftliche Chancen: Wie jede neue Erfindung schafft auch die Entwicklung und Umsetzung von CCU-Technologien neue Geschäftsfelder und Arbeitsplätze in den verschiedensten Industrien.
Die Nutzung von Kohlendioxid als Rohstoff trägt zu einer besseren Kreislaufwirtschaft bei. So wird die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen reduziert. Diese Ressourceneffizienz bringt wiederum Vorteile für das Klima.
CCU fällt unter den Überbegriff “Geoengineering”. Dies umfasst groß angelegte technologische Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und wird unterteilt in Kohlenstoffdioxid-Entnahme (CDR) und Solar Radiation Management (SRM), also die Beeinflussung der Sonneneinstrahlung.
Herausforderungen und Lösungsansätze
Derzeit ist die Umsetzung von CCU-Technologien noch mit hohen Kosten verbunden. Diese können jedoch reduziert und die Effizienz gesteigert werden, wenn weiterhin in Forschung und Entwicklung investiert wird.
Das Sammeln und Verarbeiten von CO2 erfordert aktuell auch noch erhebliche Energiemengen. Der Einsatz von erneuerbaren Energien ist essentiell, um den Energieverbrauch und die damit verbundenen Emissionen zu reduzieren.
Der Transport und die Lagerung von Kohlendioxid erfordern zudem eine gut ausgebaute Infrastruktur. Solche Pipelines gibt es in Europa noch nicht. Der Aufbau eines geeigneten Netzwerks ist zeit- und kostenintensiv, aber notwendig für den Erfolg der Technologie.
Nicht zuletzt ist die Akzeptanz in der Öffentlichkeit und der Industrie entscheidend für die breite Anwendung von CCU-Technologien. Eine flächendeckende Aufklärung und transparente Kommunikation sind notwendig, um mögliche Bedenken zu adressieren und Vertrauen zu schaffen.
Zukünftige Perspektiven
Das CCU stellt eine Schlüsseltechnologie zur Bekämpfung des Klimawandels dar. Durch die Reduktion der CO2-Konzentration in der Atmosphäre und die Umwandlung des Gases in wertvolle Produkte bietet diese Technologie sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile.
Es gibt, trotz bestehender Herausforderungen, zahlreiche Lösungsansätze mit dem Potenzial, die Technologie kosteneffizienter und breit anwendbar zu gestalten. Die Zukunft der CCU-Technologien sieht also grundsätzlich vielversprechend aus. Sie könnte maßgeblich dazu beitragen, eine nachhaltigere und kohlenstoffärmere Wirtschaft zu schaffen.