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Immerhin, das Minimalziel wurde beim Klimagipfel in Doha erreicht: Die Verlängerung des Kyoto-Protokolls bis 2020, das Grenzwerte für den Ausstoß von Treibhausgasen festlegt. Um sie einzuhalten, wird nicht nur auf erneuerbare Energien gesetzt, sondern auch erforscht, wie man CO2-arme Kraftwerke baut. Pflichtlektuere.com stellt die Technologie vor – sie stößt zum Teil auf Widerstand.
Steinkohle, Braunkohle, Erdgas: Sie sind momentan noch die Riesen im deutschen Energiemix. Ganze 58 Prozent des erzeugten Stroms kam 2011 aus diesen Rohstoffen. Zwar steigt der Anteil erneuerbarer Energien und soll nach den Zielen der Bundesregierung 2050 mindestens 80 Prozent betragen – aber ganz ohne fossile Energieträger geht es auch dann nicht.
Ganz ohne Kohlekraftwerke geht es nicht - deswegen müssen sie möglichst CO2-arm gebaut sein. Foto: Dieter Schütz / pixelio.de
Der Nachteil von Kohle- und Erdgaskraftwerken: Sie pusten jede Menge schädliches Kohlenstoffdioxid (CO2) in die Luft, das den Treibhauseffekt und damit den Klimawandel ankurbelt. „Klimakiller“ nennt sie die Naturschutzorganisation WWF. Seit einigen Jahren wird deshalb vermehrt daran geforscht, saubere Kraftwerke zu entwickeln, die weniger CO2 produzieren. Carbon Dioxide Capture and Storage (CCS) heißt das Verfahren, auf Deutsch: CO2-Abscheidung und -Speicherung.
Sinkende Effizienz
Bei der CO2-Abscheidung wird möglichst viel Kohlenstoffdioxid über chemische Prozesse vor oder nach der Verbrennung abgetrennt (s. Kasten). Allerdings sinkt dadurch auch die Effizienz von Kraftwerken – um zehn Prozent. Für die gleiche Menge an Energie müssen viel mehr Rohstoffe eingesetzt werden, letztendlich wird der Strom also teurer. Zudem: Gerade mal 70 Prozent des schädlichen Treibhausgases werden auch wirklich aus der Luft gewaschen.
CO2-Abscheidung im Kohlekraftwerk
Post-Combustion: Bestimmte Chemikalien fungieren als „Waschmittel“ und binden das CO2 nach der Kohleverbrennung – ein Verfahren, das sich auch zur Nachrüstung bestehender Kraftwerke eignet.
Pre-Combustion: Hier wird das CO2 schon vor der Verbrennung abgeschieden. Dazu wird die Kohle zuerst in ein Brenngas umgewandelt, und dann unter hohem Druck vom CO2 gereinigt. Übrig bleibt fast reiner Wasserstoff, der verbrannt wird, ohne dass schädliche Abgase entstehen.
Oxyfuel-Prozess: Die Kohle wird in Sauerstoff statt in Luft verbrannt. Dadurch entsteht direkt reines CO2 ohne schwer abtrennbare Nebenprodukte.
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Das abgetrennte CO2 wird schließlich über Pipelines zu Lagerstätten transportiert. Das können sogenannte saline Aquifere sein: Tiefe Sedimentschichten, deren Poren mit Salzwasser gefüllt sind. Wie in einen löchrigen Käse wird das CO2 nun dort hinein gepresst und so das Wasser verdrängt. Ähnlich funktioniert die Technik bei ausgedienten Erdöl- und Erdgaslagerstätten, die nun Platz für Kohlenstoffdioxid bieten.
Insgesamt wäre es in Deutschland möglich, fast 23 Milliarden Tonnen CO2 zu speichern. Diese Kapazität würde jedoch nur reichen, um die CO2-Abfälle von allen deutschen Kraftwerken aus etwa 30 bis 60 Jahren zu lagern. Eine dauerhafte Lösung für das Klimaproblem ist CCS damit nicht.
Das Treibhausgas CO2 ist maßgeblich am Klimawandel beteiligt. Foto: Rainer Sturm / pixelio.de
Damit die Technik auch wirklich zur Verminderung des Treibhauseffekts beitragen kann, muss das CO2 vermutlich zwischen 1000 und 10000 Jahren unter der Erde bleiben – damit gäbe es neben radioaktivem Müll ein weiteres Endlagerproblem. Wie sich CO2 in den unterirdischen Lagerstätten verhält und wie hoch das Austrittsrisiko ist, ist noch nicht ausreichend erforscht.
Nur eine Übergangslösung
Bei der Bewertung der CCS-Technologie gibt es in Deutschland bisher keinen Konsens. In einem Positionspapier kommt das Umweltbundesamt zu dem Schluss, CCS sei „allenfalls eine Übergangslösung“. Alle Versuche durch Energieriesen wie RWE oder Vattenfall, CO2-Lagerstätten zu errichten, wurden von Bürgerinitiativen schon im Keim erstickt, die Umweltschutzorganisationen BUND und Greenpeace lehnen CCS ebenfalls ab.
Auch die Bundesregierung brauchte zwei Anläufe, um ein Kohlenstoffdioxid-Speichergesetz zu verabschieden, erst seit dem 24. August 2012 ist der Einsatz von CCS gesetzlich geregelt. Demnach dürfen pro Jahr höchstens 1,3 Millionen Tonnen CO2 in einer Lagerstätte gespeichert werden und die einzelnen Bundesländer können eine Speicherung auf ihrem Gebiet generell verbieten. Ein großtechnischer CCS-Einsatz wird aber ohnehin frühestens 2020 möglich sein.
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