{"id":3967,"date":"2024-04-26T17:53:27","date_gmt":"2024-04-26T15:53:27","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ethz.ch\/energy\/?p=3967"},"modified":"2025-06-03T16:59:25","modified_gmt":"2025-06-03T14:59:25","slug":"carbon-capture-transport-storage","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/carbon-capture-transport-storage\/","title":{"rendered":"Mit CCTS k\u00f6nnen bereits CO2-Emissionen vermieden werden: Ein \u00dcberblick \u00fcber die Umweltauswirkungen von Kohlenstoffabscheidung, -transport und -speicherung"},"content":{"rendered":"

Netto-Null-Volkswirtschaften werden Kohlenstoffabscheidung, -transport und -speicherung (CCTS) ben\u00f6tigen, um CO2-intensive Industrien wie die Zementherstellung zu dekarbonisieren und Restemissionen aus der Landwirtschaft oder dem Luftverkehr zu kompensieren. Um die f\u00fcr eine Netto-Null-Volkswirtschaft erforderlichen Mengen an CCTS zu erreichen, ist eine Infrastruktur erforderlich, die in der Lage ist, so schnell wie m\u00f6glich mehrere Megatonnen CO2 pro Jahr abzuscheiden, zu transportieren und zu speichern. Pipelines eignen sich am besten f\u00fcr den Transport gro\u00dfer CO2-Mengen, sind aber in Europa noch nicht vorhanden und ben\u00f6tigen mehrere Jahre f\u00fcr Planung und Bau. Daher wird sich die Infrastruktur f\u00fcr die sofortige Abscheidung, den Transport und die Speicherung von CO2 auf die derzeit verf\u00fcgbaren Technologien st\u00fctzen. Da es keine Erfahrungen mit der Anwendung dieser Technologien auf CCTS gibt, sind ihre Klimaauswirkungen auf ein CCTS-System unbekannt. Wie wir in einem aktuelle Studie<\/a>kann ein CCTS-System mit den verf\u00fcgbaren Technologien mehr als die H\u00e4lfte der Emissionen einer Industrieanlage in der Schweiz vermeiden.<\/p>\n\n\n\n

Kohlenstoffabscheidung, -transport und -speicherung (CCTS) ist eine der wenigen M\u00f6glichkeiten, die CO dekarbonisieren<\/a>2<\/sub><\/a>-intensive Industrien<\/a> (z. B. Zement- oder Papierherstellung) und erreichen Netto-Null-Emissionen in der gesamten Wirtschaft. Die CCTS-Infrastruktur muss schnell ausgebaut werden, um zur Dekarbonisierung der Industrie beizutragen. CCTS besteht aus Abscheidungsanlagen in Industrieanlagen, die CO2<\/sub>dann wird das CO2<\/sub> verfl\u00fcssigt und zu einer Speicherst\u00e4tte transportiert wird. In Europa verf\u00fcgen die Standorte in der Nordsee derzeit \u00fcber die beste Bedingungen f\u00fcr die Dauerlagerung<\/a>. Allerdings ist es f\u00fcr die Emittenten derzeit schwierig, die CO2<\/sub> zu den Speicherst\u00e4tten in der Nordsee, da es keine Infrastruktur f\u00fcr den Transport von CO2<\/sub> in Europa. Pipelines w\u00e4ren der billigste und effizienteste Transportweg, sind aber wegen der langen Vorlaufzeiten f\u00fcr Planung und Bau nicht verf\u00fcgbar. Die Nutzung bereits verf\u00fcgbarer Verkehrstr\u00e4ger kann dazu beitragen, diese H\u00fcrde zu \u00fcberwinden und den Aufbau der CCTS-Industrie in Gang zu setzen. \"Verf\u00fcgbare CCTS-Technologien\" werden als auf dem Markt verf\u00fcgbar betrachtet, auch wenn sie nicht in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr CCTS genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Sind die verf\u00fcgbaren Technologien f\u00fcr CCTS zu kohlenstoffintensiv?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Um Treibhausgasemissionen zu vermeiden, m\u00fcssen die CCTS-Ketten mehr CO2<\/sub> als sie emittieren. Treibhausgase werden w\u00e4hrend des gesamten Prozesses emittiert, von der Abscheidung des CO2<\/sub> bis hin zum sicheren Transport und zur sicheren Lagerung. F\u00fcr eine CCTS-Lieferkette mit derzeit verf\u00fcgbaren Technologien stellt sich daher die Frage, ob die Lieferkette mehr Emissionen vermeidet als sie verursacht. F\u00fcr jeden beliebigen Prozess kann die Methode der \u00d6kobilanzierung (LCA) die durch den Prozess verursachten Emissionen quantifizieren. Wir wenden die LCA-Methode auf vier CCTS-Lieferketten an und analysieren den Nettonutzen von CCTS mit derzeit verf\u00fcgbaren Technologien.<\/p>\n\n\n\n

Die \u00d6kobilanz bewertet vier CCTS-Ketten auf dem europ\u00e4ischen Festland und in Nordeuropa und quantifiziert die Umweltauswirkungen von Bau, Betrieb und R\u00fcckbau. Der Aufbau der vier in der \u00d6kobilanz betrachteten CCTS-Ketten ist in Abbildung 1 dargestellt. Der Aufbau wird auf CCTS-Ketten aus Hannover (Deutschland), G\u00f3ra\u017cd\u017ce (Polen), Skutsk\u00e4r (Schweden) und Linth (Schweiz) angewendet. Die Details der Ketten werden f\u00fcr jeden Standort unterschiedlich modelliert. Der Hauptunterschied zwischen den Ketten liegt jedoch in den Transportteilen.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 1<\/strong>: Systemgrenze f\u00fcr CCTS-Ketten mit permanenter Speicherung in Offshore-Aquiferen.<\/p>\n\n\n\n

Die \u00d6kobilanz zeigt, dass jede der Ketten eine Verringerung der Treibhausgasemissionen aus den Punktquellen erreichen kann, selbst wenn Technologien verwendet werden, die heute ohne weiteres verf\u00fcgbar sind. Abbildung 2 zeigt die Auswirkungen auf die globale Erw\u00e4rmung, die durch jede Kette f\u00fcr die Abscheidung, den Transport und die sichere Lagerung von 1 Tonne CO2<\/sub>. Nur Ketten, die weniger als 1000 kg emittierenCO2<\/sub> pro Tonne CO2<\/sub> gelagert werden, um Treibhausgasemissionen zu vermeiden. Wenn die Ketten mehr CO2<\/sub>k\u00f6nnte die Industrieanlage einfach weiter emittieren. Wie wir jedoch in Abbildung 2 zeigen, vermeiden alle Ketten mindestens 50% der Emissionen des Industriebetriebs und verringern so effektiv dessen Klimaauswirkungen.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Abbildung 2<\/strong>: Auswirkungen auf die globale Erw\u00e4rmung durch die dauerhafte Speicherung von 1 Tonne CO2<\/sub>. Die Auswirkungen sind auf die Teile der CCS-Lieferkette verteilt. Nur CCTS-Ketten mit einem Aussto\u00df von weniger als 1000 kgCO2 <\/sub>pro Tonne CO2 <\/sub>gespeichert werden, werden Treibhausgasemissionen effektiv vermieden.<\/p>\n\n\n\n

Abscheidung und Transport von CO2<\/sub> verursacht die gr\u00f6\u00dften Klimaauswirkungen f\u00fcr CCTS aus der Schweiz<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Im Allgemeinen haben zwei Faktoren einen gro\u00dfen Einfluss auf die Auswirkungen der Ketten auf die globale Erw\u00e4rmung: die Transportentfernung und die Treibhausgasintensit\u00e4t des lokalen Stromnetzes. Bei Ketten mit gro\u00dfen Entfernungen zwischen dem Emittenten und der Speicherst\u00e4tte wird der Gro\u00dfteil der Treibhausgasemissionen durch mit fossilen Brennstoffen betriebene Schiffe und Lastwagen verursacht, da dies die derzeit verf\u00fcgbaren Transportmittel sind. In naher Zukunft k\u00f6nnte der Transport mit kohlenstoffarmen Fahrzeugen realisiert werden, wie z. B. Schiffe mit Ammoniakantrieb<\/a> oder elektrifizierte Lkw<\/a>. Langfristig wird jedoch die CO2<\/sub> wird wahrscheinlich \u00fcber Pipelines transportiert werden. Pipelines sind der kosteng\u00fcnstigste Weg<\/a> des Transports gro\u00dfer Mengen an CO2<\/sub> und sto\u00dfen auch die wenigsten Treibhausgase aus.<\/p>\n\n\n\n

Die Treibhausgasintensit\u00e4t des lokalen Stroms spielt eine gro\u00dfe Rolle bei den Gesamtemissionen. Dieser Effekt l\u00e4sst sich bei den Ketten ab G\u00f3ra\u017cd\u017ce und Hannover beobachten. Der polnische und der deutsche Strommix basieren in hohem Ma\u00dfe auf Kohle- und Gaskraftwerken. Die stromintensive Konditionierungsstufe verursacht daher indirekt viele Emissionen durch den Einsatz von Strom (siehe Abbildung 2).<\/p>\n\n\n\n

Bei einer genaueren Analyse der Schweizer Kette erweisen sich die Stufen Transport und Abscheidung als die treibhausgasintensivsten entlang der CCTS-Kette. Die Abscheidung von CO2<\/sub> erfordert erhebliche W\u00e4rmemengen, die viele direkte Emissionen verursachen. Die Verwendung einer kohlenstoffarmen W\u00e4rmequelle, wie W\u00e4rmepumpen oder verf\u00fcgbare W\u00e4rme vom Emittenten, birgt das Potenzial, die Emissionen aus der Abscheidungsphase zu reduzieren. Der Transport verursacht die meiste globale Erw\u00e4rmung in der Kette von der Schweiz aus. Die weite Entfernung zur Speicherst\u00e4tte in der Nordsee erfordert mehrere Transportmittel und ist auf Fahrzeuge angewiesen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Die direkten Emissionen der Transportfahrzeuge haben einen gro\u00dfen Einfluss auf die globale Erw\u00e4rmung in der Schweizer CCTS-Kette. Permanente CO2 <\/sub>Die Speicherung tief unter dem Meeresboden der Nordsee verursacht nur geringe Treibhausgasemissionen.<\/p>\n\n\n\n

M\u00f6gliche Verbesserungen und k\u00fcnftige Entwicklungen der CCTS-Lieferketten<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Unsere Studie zeigt, dass die Umsetzung einer CCTS-Kette auf der Grundlage der derzeit verf\u00fcgbaren Ausr\u00fcstung und Verkehrstr\u00e4ger bereits CO2<\/sub> Emissionen aus Punktquellen in ganz Europa, noch bevor eine Pipeline-Infrastruktur gebaut wird. Eine weitere Verringerung der Klimaauswirkungen der Ketten ist jedoch durch drei wesentliche Verbesserungen m\u00f6glich:<\/p>\n\n\n\n

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  1. Die Dekarbonisierung der W\u00e4rme f\u00fcr den Abscheidungsprozess wird die Emissionen aus Erdgas ersetzen, erfordert aber eine andere Energiequelle. W\u00e4rmepumpen, W\u00e4rme aus Biomasse oder die Integration von W\u00e4rme in die bestehende Industrieanlage sind m\u00f6gliche Alternativen und m\u00fcssen f\u00fcr jeden Standort einzeln bewertet werden.<\/li>\n\n\n\n
  2. Aufbau einer gemeinsamen Pipeline-Infrastruktur f\u00fcr den Transport von CO2<\/sub> aus ganz Europa zu den jeweiligen Lagerst\u00e4tten ist die Transportoption mit den geringsten Umweltauswirkungen. Au\u00dferdem wird der Transport aufgrund von Skaleneffekten viel billiger.<\/li>\n\n\n\n
  3. Die Verringerung der Emissionen aus der Stromerzeugung wird zu einer Verringerung der indirekten Emissionen in allen Lieferketten f\u00fchren. Der Strom, der f\u00fcr die Verfl\u00fcssigung des CO2<\/sub> werden weniger indirekte Emissionen verursachen. Vor allem in Regionen mit einem Energiesystem, das haupts\u00e4chlich auf fossilen Brennstoffen beruht, k\u00f6nnen die Klimaauswirkungen der CCTS-Ketten erheblich reduziert werden.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Nichtsdestotrotz kann Europa mit der Einf\u00fchrung von CCTS-Ketten beginnen und den Weg f\u00fcr den \u00dcbergang zu einer gro\u00df angelegten CO2<\/sub> Abscheidung, Transport und Speicherung. Eine funktionierende CCTS-Industrie und -Infrastruktur sind entscheidend f\u00fcr das Erreichen der nationalen und internationalen Klimaziele. Unsere Erkenntnisse erm\u00f6glichen den sofortigen Aufbau der CCTS-Infrastruktur, ohne den Bau eines Pipelinenetzes abzuwarten.<\/p>\n\n\n\n

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    Netto-Null-Volkswirtschaften werden Kohlenstoffabscheidung, -transport und -speicherung (CCTS) ben\u00f6tigen, um CO2-intensive Industrien wie die Zementherstellung zu dekarbonisieren und Restemissionen aus der Landwirtschaft oder dem Luftverkehr zu kompensieren. Um die f\u00fcr eine Netto-Null-Wirtschaft erforderlichen Mengen an CCTS zu erreichen, ist eine Infrastruktur erforderlich, die in der Lage ist, so schnell wie m\u00f6glich mehrere Megatonnen CO2 pro Jahr abzuscheiden, zu transportieren und zu speichern. Pipelines eignen sich am besten f\u00fcr den Transport gro\u00dfer CO2-Mengen, sind aber in Europa noch nicht vorhanden und ben\u00f6tigen mehrere Jahre f\u00fcr Planung und Bau. Daher wird sich die Infrastruktur f\u00fcr die sofortige Abscheidung, den Transport und die Speicherung von CO2 auf die derzeit verf\u00fcgbaren Technologien st\u00fctzen. Da es keine Erfahrungen mit der Anwendung dieser Technologien auf CCTS gibt, sind ihre Klimaauswirkungen auf ein CCTS-System unbekannt. Wie wir in einer k\u00fcrzlich durchgef\u00fchrten Studie gezeigt haben, kann ein CCTS-System mit den verf\u00fcgbaren Technologien mehr als die H\u00e4lfte der in einer Industrieanlage in der Schweiz erzeugten Emissionen vermeiden.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":5718,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[47],"tags":[204,206],"coauthors":[91],"class_list":["post-3967","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-research-highlights","tag-industry-manufacturing","tag-technology-innovation"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3967","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3967"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3967\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6693,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3967\/revisions\/6693"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5718"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3967"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3967"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3967"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=3967"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}