Carbon Capture and Storage: Die zwei entscheidenden Hebel

Im Klimaschutzprogramm kommt Carbon Capture and Storage (CCS) eine Schlüsselrolle zu. Bis 2040 sollen durch CCS 27 Millionen t CO₂ unterirdisch gespeichert werden, um einen relevanten Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Laut Frederik Effenberger, Industry Manager Decarbonization bei Endress+Hauser, ist neben einer funktionierenden CCS-Infrastruktur vor allem Planungssicherheit für die Industrie nötig, um dieses Ziel zu erreichen.

CCS gilt im Streben nach Klimaneutralität in der Industrie als Schlüsseltechnologie und kommt 2026 erstmals systematisch in der Industriepolitik zum Einsatz – mit staatlicher Förderung. Mit dem Kohlendioxid-Speicherung-und-Transport-Gesetz (KSpTG) hat die Bundesregierung den gesetzlichen Rahmen für den grenzüberschreitenden CO₂-Transport sowie die Offshore-Speicherung in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) geschaffen. Bei der Umsetzung von CCS-Projekten sollen insbesondere nicht oder nur schwer vermeidbare Prozessemissionen im Fokus stehen.

Regulatorisches Vakuum bremst die Industrie

Trotz des geschaffenen gesetzlichen Rahmens sieht sich die Industrie bei der Umsetzung von CCS-Projekten weiterhin mit Unsicherheiten konfrontiert. „Unternehmen berücksichtigen den Emissionshandel in ihren Kalkulationen und erwarten sich davon langfristig Wettbewerbsvorteile.“ Unklar ist jedoch, wie sich zentrale Rahmenbedingungen entwickeln, etwa das Auslaufen der freien Zuteilung von Emissionszertifikaten. Damit bleibt offen, welche Kosten künftig entstehen werden. Solange diese Kosten unklar sind, bleiben Investitionen in CCS schwer kalkulierbar. Zwar kann sich die Technologie wirtschaftlich lohnen, doch ohne verlässliche Rahmenbedingungen zögern viele Unternehmen.

Ein aktuelles Beispiel ist die Abfallverwertung. Müllverbrennungsanlagen sind bisher nicht in den EU-Emissionshandel integriert, sollen jedoch in den kommenden Jahren in diesen überführt werden. Wann und wie dies umgesetzt wird, ist unklar. CCS könnte auch in diesem Bereich die Emissionskosten senken, doch die Technologie ist teurer als die eingesparten Zertifikate. „Solange unklar ist, ob die Müllverwertung in den Emissionshandel einbezogen wird, liegen viele CCS-Projekte auf Eis“, sagt Effenberger.

Infrastrukturausbau als Voraussetzung für flächendeckenden Einsatz

Neben der Planungssicherheit ist eine ausgebaute CCS-Infrastruktur erforderlich, um die Technologie flächendeckend einsetzen zu können. „Wenn Unternehmen Carbon Capture umsetzen, stellen sich die Fragen, wohin mit dem CO₂ und wie es sicher transportiert werden kann“, sagt Effenberger. Damit geplante Carbon-Capture-Anlagen ohne Verzögerung genutzt werden können, muss das CO₂-Pipeline-Netz parallel ausgebaut werden. Dies ist ein zentraler Faktor für die Projektplanung. Bis der Ausbau abgeschlossen ist, stellt der Transport auf der Schiene oder per Schiff eine gute Alternative dar. Unabhängig vom Transportmittel spielt Messtechnik beim CO₂-Transport eine entscheidende Rolle.

Effenberger ergänzt: „Der Hochlauf des Verfahrens hängt maßgeblich von regulatorischer Sicherheit und infrastrukturellen Voraussetzungen ab. Nur wenn diese Aspekte ineinandergreifen, wird die Technologie flächendeckend eingesetzt werden.“

Ohne Messtechnik kein sicheres CCS

Für CCS-Projekte wird an jeder Wertschöpfungsstufe Messtechnik benötigt. CO₂ kann, bevor es in die Luft abgegeben wird, aus Abgasen herausgefiltert oder direkt aus der Umgebungsluft eingefangen werden. In beiden Fällen müssen Verunreinigungen und nicht kondensierbare Gase entfernt sowie die CO₂-Konzentration und die Temperatur exakt bestimmt werden. Nur so lässt sich der sichere Ablauf der ersten Verfahrensschritte gewährleisten. Anschließend muss das abgeschiedene CO₂ aufbereitet und die Restfeuchte entfernt werden. Diese könnte den Transport und die Speicherung stören, indem sie Korrosion, Kondensation oder Eisbildung begünstigt oder Leckagen verursacht.

CO₂ ist in der Atmosphäre gasförmig. Unter Druck verflüssigt es sich. Diese Eigenschaft spielt beim Transport von CO₂ eine zentrale Rolle. So wird CO₂ via Kesselwagen auf der Schiene verflüssigt transportiert. „In Pipelines befindet sich CO₂ im überkritischen Zustand“, sagt Effenberger. „In diesem Stadium füllt CO₂ die gesamte Pipeline aus wie ein Gas. Dabei weist es eine Viskosität auf, die der eines Gases ähnelt, besitzt aber gleichzeitig eher die Dichte einer Flüssigkeit.“

An diesem Punkt ändern sich die physikalischen Eigenschaften von CO₂ sehr schnell. Deshalb müssen Temperatur und Druck beim CO₂-Transport sorgfältig kontrolliert werden. Gespeichert werden kann CO₂ an Land unter der Erde oder unter dem Meeresboden. In einer Tiefe von etwa zwei Kilometern bleibt es von der Atmosphäre getrennt.

Auch in dieser Phase ist eine kontinuierliche Überwachung mithilfe präziser Messtechnik notwendig, um Leckagen zu verhindern und Umweltrisiken frühzeitig zu erkennen. „Der gesamte Prozess von CCS-Projekten hängt von kontinuierlich präzisen Messdaten ab“, so Effenberger. „Nur so kann der sichere und effiziente Ablauf der Verfahren sichergestellt werden.“