Die CO2-Fänger

„Carbon Capture and Storage“ heißt die Hoffnung vieler Großverbraucher von fossilen Energieträgern. Die Technologie verspricht emissionsfreie Produktion, doch vieles ist erst im Versuchsstadium.

CO2 gar nicht mehr in die Atmosphäre entweichen zu lassen, vielleicht sogar schon emittiertes CO2 wieder „einzufangen“ (abzuscheiden) und nachhaltig zu lagern oder weiterzuverwenden – das klingt nach einem Clean-Tech-Traum. Mehr als 100 solcher „Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS)“-Anlagen wurden laut Internationaler Energieagentur (IEA) allein 2021 angekündigt. Weitere sind bereits in der konkreten Planung oder Umsetzung, 27 solcher Anlagen aktuell im Betrieb. In Europa gibt es gleich mehrere Anlagen im Betrieb oder in der konkreten Planung – besonders bekannt sind Projekte wie Northern Lights in Norwegen, Carbfix in Island oder Teesside in Großbritannien. 40 Megatonnen CO2 können aktuell jährlich abgeschieden und in Gestein an Land oder unter See gelagert werden.

Nicht nur große Energiekonzerne wie Shell und BP engagieren sich in den CCUS-Projekten, auch deutsche Unternehmen wie Linde und HeidelbergCement wollen möglichst früh dabei sein. Sie versprechen sich von der Technologie, ihre Net-Zero-Klimaziele trotz weiterer Nutzung fossiler Energieträger erreichen zu können. Doch so optimistisch die Projektzahlen klingen und so überzeugend die Planungen von internationalen „CO2-Speicherplätzen“ aussehen, die CO2 aus ganz Europa angeliefert bekommen, liegt noch ein langer Weg vor der neuen „Industrie“. Klar ist: Ihre Ziele für 2030 werden sie dramatisch reißen. Statt dann wie geplant 1.700 Millionen Tonnen CO2 jährlich zu „verarbeiten“, dürften es beim derzeitigen Planungsstand nur 81 Millionen Tonnen werden. Also nur rund doppelt so viel wie bereits heute gebunden wird.

Fast alle CCUS-Projekte bislang gescheitert

Das zeigt, wie schwierig die Umsetzung dieser eigentlich bestechenden Idee ist. Allein von 1995 bis 2018 wurden mehr als 260 CCUS-Projekte gestartet. Fast alle sind gescheitert, in den zurückliegenden fünf Jahren sind gerade einmal drei neue CCUS-Anlagen hinzugekommen. Obwohl ganz unterschiedliche technologische Ansätze verfolgt wurden und werden, sind es vor allem hohe Kosten und unerwünschte Nebeneffekte, die den Erfolg erschweren. Ein großes Problem ist der sehr hohe Energieaufwand für die Abscheidung des CO2. Kohlekraftwerke mit angeschlossener CCUS-Anlage verbrauchen rund 30 Prozent mehr fossile Energie zur Abscheidung, was die anschließende Einlagerung schnell ad absurdum führt. Auch Komprimierung, Reinigung und Transport erfordern viel Energie. Schwierigkeiten gibt es zudem bei der unterirdischen Lagerung: Das Gestein erweist sich oft als weniger aufnahmefähig als geplant; schon bei relativ geringen Mengen können leichte Erdbeben entstehen; durchlässiges Gestein kann zu einer Verschmutzung des Grundwassers führen. Viele Projekte wurden daher schon frühzeitig wieder auf Eis gelegt.

„Jede Kapazitätssteigerung um 1 Megatonne CO2 pro Jahr erhöht das Risiko zu scheitern um 50 Prozent.“

Eine Untersuchung zeigt, dass vor allem Großprojekte scheitern: Jede Kapazitätssteigerung um 1 Megatonne CO2 pro Jahr erhöht das Risiko zu scheitern um 50 Prozent. Um CCUS-Kapazitäten im Gigatonnen-Bereich zu erreichen, brauche es gleichzeitig deutlich niedrigere Projektrisiken und höhere Renditechancen, folgern die Studienautoren.

Doch Kapitalmangel war in der Vergangenheit eigentlich nicht das Problem: Das (gescheiterte) US-Projekt FutureGen hatte eine Finanzierung in Höhe von 1 Milliarde US-Dollar erhalten. 27 CCUS-Projekte wurden nach der Weltfinanzkrise 2008/2009 mit Förderzusagen über insgesamt 8,5 Milliarden US-Dollar finanziert. Am Ende wurden nicht einmal 30 Prozent der Gelder abgerufen. Das Problem: Die Kapitalzusagen waren zeitlich begrenzt, die Entwicklung dauerte meist deutlich länger als erwartet. Die Finanzierung von FutureGen war auf fünf Jahre angelegt – aber erst im vierten Jahr erhielt das Projekt überhaupt eine Genehmigung für die CO2-Gesteinseinspeisung. Staat und private Geldgeber zogen die Reißleine.

Dieses Mal anders?

Die IEA ist dennoch optimistisch, dass es diesmal anders laufen könnte. Waren in den ersten Jahren vielfach auch Hoffnungen im Spiel, CCUS wieder nutzbar zu machen, ist das Klimaschutzziel immer wichtiger geworden. Je näher Unternehmen, Städte und Länder ihren Null-Emissions-Deadlines kommen, desto relevanter werden Einsparungen durch unterschiedlichste Technologien werden. Und ihre Zahlungsbereitschaft steigt, nicht zuletzt, weil CO2-Emissionen sich verteuern. Dadurch drängen neue Investoren und Unternehmen in das Segment, die auch zu längerfristigen Finanzierungszusagen bereit sind.

Norwegen hat 1,8 Milliarden US-Dollar für das „Longship Projekt“ zur Verfügung gestellt. Die Niederlande werden bis zu 2 Milliarden Euro in den „Porthos“-CCUS-Hub im Hafen von Rotterdam investieren; Großbritannien nimmt sich vor, mit 1 Milliarde Pfund gleich vier CCUS-Hubs bis 2030 zu bauen. Auch die Europäische Kommission hat vier CCUS-Projekte für die Förderung durch ihren 10-Milliarden-Euro-Innovations-Fonds ausgewählt. Die USA, Kanada und Australien investieren ebenfalls signifikante Summen. Mehr als 75 Prozent aller CCUS-Anlagen in der aktuellen Entwicklungsphase liegen in den USA und Europa – gerade einmal 6 Prozent in China.

Und nicht nur Staaten, auch große Unternehmen werden aktiv: United Airlines kündigte ein Multi-Millionen-Dollar-Investment in eine Direct-Air-Capturing(DAC)-Anlage in den USA an, mit der CO2 direkt aus der Atmosphäre entnommen werden kann. Microsoft engagiert das Schweizer Unternehmen Climeworks, das mit dem Partner Carbfix die weltweit größte DAC-Anlage in Island betreibt.

Ein langer Weg

Eine Garantie, dass sich der CCUS-Markt diesmal erfolgreicher entwickeln wird, ist das alles noch lange nicht. In vielen Bereichen steht er erst am Anfang. Als Microsoft 2020 nach CO2-Reduktionsmöglichkeiten suchte, erhielt der IT-Riese zwar 189 Angebote über insgesamt 154 Megatonnen CO2-Beseitigung. Allerdings konnte ein Großteil der Anbieter nur „Biosphären“-Technologien wie Aufforstung oder landwirtschaftliche Nutzung anbieten. Diese Lösungen sind relativ günstig und leicht zu realisieren. Doch sie bieten keine dauerhaften Lösungen, da etwa Waldbrände das CO2 rasch wieder freisetzen können. So genügten nur 2 Megatonnen CO2-Beseitigungsvolumen den Qualitätsanforderungen von Microsoft. Auch der US-irische Finanzdienstleister Stripe hatte harte Kriterien aufgestellt: Das abgeschiedene CO2 sollte für mindestens 1.000 Jahre gebunden sein. Gerade einmal 0,024 von angebotenen 16 Megatonnen CO2-Beseitigung erfüllten diesen Anspruch.

Für die Unternehmen kamen nur „Geosphären-basierte“ CCUS-Projekte infrage, auch wenn die Preisunterschiede gewaltig sind: Die Durchschnittskosten für die Bindung von CO2 in Biomasse lagen bei lediglich 16 US-Dollar pro Tonne CO2 – die Geosphären-basierten Angebote im Schnitt bei 141 US-Dollar (mit Schwankungen zwischen 20 und 10.000 US-Dollar). Viele Unternehmen dürften darum die günstigere, Biosphären-basierte Variante nutzen, um ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.

Aktuell macht es noch keinen Unterschied, ob CO2 nur für relativ kurze Zeit oder über Jahrhunderte dauerhaft gelagert wird. Allerdings dürften sich die Kosten für die naturnahe CO2-Speicherung in Zukunft erhöhen, weil die Kapazitäten begrenzt sind und die Anforderungen steigen werden. Zugleich, so hofft auch Microsoft, würden Geosphären-basierte Ansätze durch Skaleneffekte und weitere Entwicklungen günstiger – sodass sich die Preise im Zeitverlauf annähern.

Die mit Abstand günstigste Variante ist aber noch immer die Vermeidung von CO2. Projekte wie Northern Lights, Carbfix oder Teesside könnten zwar zu CCUS-Hubs werden, die Unternehmen in ganz Europa eine Verringerung ihres CO2-Fußabdrucks ermöglichen – entweder einfach durch eine entsprechende Zahlung oder durch eine direkte Anlieferung „ihrer“ Emissionen. Doch die bisherige Entwicklung lehrt: Unternehmen sollten nicht darauf setzen, dass bis 2030 ausreichende und bezahlbare Kapazitäten zur Verfügung stehen.