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Kraftwerke

Das Dilemma der sauberen Kohle

Das Wuppertal Institut bewertet die Zukunftschancen für saubere Kohle kritisch.

Das Dilemma der sauberen Kohle Das Dilemma der sauberen Kohle
energlobe.de, Denny Rosenthal

Klimaschutz ist eine ganz zentrale Herausforderung, für die es kein einzelnes Königsinstrument gibt: Ein Mix von Maßnahmen ist notwendig. Neben dem bewussteren Umgang mit Energie, der Erhöhung der Energieeffizienz, dem Ausbau der erneuerbaren Energien sowie (in einigen Regionen der Welt) der Kernenergie wird auch die CO2-Abtrennung und Lagerung als Option diskutiert.
„Carbon Capture and Storage“ (CCS), also Abscheiden und Speichern von Kohlendioxid, ist dabei die jüngste Entwicklungslinie und noch mit erheblichen Unsicherheiten bezüglich der Perspektiven verbunden. Somit sind die Erwartungen gegenüber dieser Technologie sehr unterschiedlich.
Wie alle neuen Technologien sollte auch CCS nicht isoliert, sondern ganzheitlich betrachtet werden. Aus aktuellen Forschungsarbeiten des Wuppertal Instituts ergeben  sich vor allem sechs Aspekte als maßgebliche Bestimmungsfaktoren für die Einschätzung der Bedeutung von CCS:

Neues CCS-Gesetz muss schnell Rahmen setzen

1. Ein wesentlicher Faktor für die Geschwindigkeit der Einführung von CCS ist eine entsprechende CCS-Gesetzgebung. Das geltende deutsche Recht ist bisher kaum geeignet, um die verschiedenen Verfahrensschritte der CCS-Prozesskette zu erfassen. Die größten Probleme ergeben sich dabei im Bereich der dauerhaften Ablagerung des CO2. Es bestehen Wissensdefizite und Unsicherheiten, insbesondere in Bezug auf das Wanderungsverhalten des CO2 und des verdrängten Salzwassers und der damit verbundenen Auswirkungen im Untergrund. Daher sollte ein CCS-Gesetz vorläufig nur FuE- und Demonstrationsvorhaben mit anschließendem Review ermöglichen

Anwendungen in Kraftwerken erst nach 2025

2. Die großtechnische Verfügbarkeit der CCS-Technologiekette ist aufgrund der realen Entwicklungsdynamik möglicherweise erst nach 2025 zu erwarten. So muss die bisher nur im kleinen Maßstab getestete Abscheidetechnik auf große Kraftwerke hochskaliert werden, die Transportpipelines müssen zur Verfügung stehen, und es müssen geeignete Lagerstätten gefunden, erschlossen und getestet werden. Wenn rasche Fortschritte ausbleiben, kann CCS im Kraftwerksbereich die ihm für die globale Ebene zugeschriebene Brückenfunktion für erneuerbare Energien nicht ausfüllen.

Ambitionierter Klimaschutz ohne CCS möglich

3. In Deutschland ist eine zusätzliche Fokussierung auf CCS als Option im Kraftwerksbereich nach den Analysen des Wuppertal Instituts selbst bei sehr ambitionierten Klimaschutzzielen nicht zwingend notwendig - wenn es bei den derzeitigen politischen Prioritäten bleibt, also dem deutlichen Ausbau von erneuerbaren Energien, einer signifikanten Erhöhung der Energieproduktivität und einem stetig steigenden Anteil von Kraft-Wärme-Kopplung. Eine Laufzeitverlängerung von Kernkraftwerken würde die klimaschutzbedingte Nachfrage nach CCS-Kraftwerken zusätzlich sinken lassen.

Strom aus erneuerbaren Energien wird kostengünstiger

4. Die resultierenden Stromproduktionskosten fossiler Kraftwerke und aus erneuerbaren Energien nähern sich an, wenn CCS einbezogen wird. Bei weiterem Ausbau regenerativer Energien im Stromsektor und den damit verbundenen Lernkurveneffekten dürften nach unseren Rechnungen zahlreiche Technologien wohl in 10 bis 15 Jahren bereits kostengünstiger Strom bereitstellen können als CCS-Kraftwerke.

Ökobilanzen zeigen klare Vorteile erneuerbarer Energien

5. Aufgrund der komplexen Prozesskette ist eine ganzheitliche Bewertung der Umweltwirkungen notwendig. Eine Zusammenstellung neuer Ökobilanzen für CCS im Kraftwerkssektor zeigt: Mit der CO2-Abtrennung ist ein erheblicher Mehrverbrauch endlicher Ressourcen verbunden. Insbesondere steigt der Kraftwerkseigenverbrauch durch die CO2-Abscheidung deutlich an; dadurch verschärfen sich auch die kraftwerkstypischen Umweltwirkungen wie beispielsweise Sommersmog, Eutrophierung (Überdüngung) und Partikelausstoß. Zwar könnten die Treibhausgasemissionen einer Kilowattstunde Strom von CCS-Kraftwerken der ersten Generation um 68 bis 87 Prozent reduziert werden, in Einzelfällen (im Oxyfuel-Verfahren) sogar um 95 Prozent. Aber im direkten Vergleich schneiden Erneuerbare Energien viel besser ab: Sie weisen unter Berücksichtigung der vor- und nachgelagerten Prozesskette nur einen Bruchteil der Emissionen von CCS-Kraftwerken auf.

Lagerstätten für Emissionen bis 2050

6. Die Verfügbarkeit langfristig-stabiler Lagerstätten bestimmt die Frage der gesellschaftlichen Akzeptanz der CCS-Technologie. Diese Verfügbarkeit hat das Wuppertal Institut in einer aktuellen Studie für verschiedene Szenarien analysiert. Unser Ergebnis: Als untere Grenze kann für Deutschland eine effektive Ablagerungskapazität von 5 Mrd. Tonnen CO2 angenommen werden, und zwar in ausgeförderten Erdgaslagerstätten und salinen Aquiferen, also porösen unterirdischen mit Salzwasser gefüllten Gesteinsschichten. Wie alle Abschätzungen ist auch diese konservative Kalkulation mit hohen Unsicherheiten verbunden. Die von uns ermittelte Kapazität reicht theoretisch nur für zwölf Jahre, wenn man die gesamten jährlichen CO2-Gesamtemissionen deutscher Punktquellen wie Kraftwerke und große Industrieanlagen unterbringen möchte. In der Praxis wird man jedoch nur ein Teil der Gesamt-Emissionen abscheiden können. Wir haben insbesondere ein Szenario analysiert, in dem zwischen 40 und 75% aller neuen Kraftwerke mit CCS ausgerüstet und zwischen 20 und 40% der bestehenden Kraftwerke nachgerüstet werden. Dabei würden sich nach unseren Abschätzungen die abzutrennenden und dann zu lagernden Emissionen bis zum Jahr 2050 auf 1,2 Mrd. Tonnen CO2 summieren. Diese könnten vollständig in deutschen Lagerstätten untergebracht werden, ohne über die Landesgrenzen hinweg transportiert werden zu müssen.

Anwendungen nicht in Kraftwerken, sondern in Fabriken

In Deutschland geht die Diskussion inzwischen zunehmend in Richtung von Anwendungen von CCS jenseits des Kraftwerksbereichs. Ausgehend von begrenzten Lagerungspotenzialen und zahlreicher offener Fragen erscheint es zielführend sich anstatt auf Kraftwerke primär zunächst auf die Anwendung der CCS-Technologie zur Verringerung von Prozessemissionen in der Industrie zu konzentrieren. Anders als im Kraftwerksbereich fehlen hier bisher alternative Optionen mit hohem Minderungspotenzial. Darüber hinaus könnte CCS in Verbindung mit Biomassenutzung mittel- bis langfristig bedeutsam sein. Wir empfehlen daher, die diesbezüglichen Potentiale für Deutschland aber vor allem auch global zu untersuchen.

CCS global betrachtet - in China, Indien und USA

Global betrachtet bleibt CCS eine wichtige potenzielle Klimaschutz-Technologie. Für die großen Kohle verbrauchenden Staaten wie China, Indien aber auch die USA könnte CCS notwendig sein, um politische Mehrheiten für ambitionierte Klimaschutzziele zu erreichen. Zudem könnte sich die Notwendigkeit zum Einsatz von CCS ergeben wenn die Optionen eines schnellen Ausbaus von erneuerbaren Energien und der signifikanten Erhöhung der Energieeffizienz nicht schnell genug umgesetzt werden können oder sollten.

Stranded Investments und ökonomische Verwerfungen

Angesichts der erst mittelfristig großtechnisch gegebenen Einsatzbedingungen von CCS kommt der Technologie weniger für Neubauten als für bestehende Anlagen zukünftig Bedeutung zu. Ungeachtet der internationalen Klimaschutzverhandlungen werden heute im großem Umfang neue fossile Kraftwerke gebaut. Sollen zukünftig stranded investments und damit verbundene ökonomische Verwerfungen vermieden werden, könnte die Nachrüstung von CCS bei steigendem Handlungsdruck essentiell sein. Forschung, Entwicklung und Demonstration im Kraftwerkssektor bleiben daher weiterhin notwendig. Wichtig ist, dass CCS-Aktivitäten nicht zu Lasten der Finanzierung für die erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz gehen. Denn dies sind die eigentlichen Wegbereiter für eine dauerhaft klimaverträgliche Entwicklung.

ZUR PERSON:

Prof. Dr. Manfred Fischedick ist Vizepräsident des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie.

Dr. Peter Viebahn ist dort Programmleiter Systemanalyse.

Weitere Informationen auf der Homepage des Wuppertal Instituts unter www.wupperinst.org

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014