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Verpressen und vergessen

Dem Klimakiller Kohlendioxid soll der Kampf angesagt werden: Doch was soll mit dem Gas passieren, das tagtäglich in die Atmosphäre geblasen wird? Eine Idee besteht darin, das klimaschädliche Gas einfach in den Boden zu pressen. Doch lassen sich damit die Umweltprobleme beseitigen?

Von Peter Lautsch | 29.06.2008
    Industrie und Wissenschaft setzen große Hoffnungen auf ein neues Verfahren zum Schutz des Klimas. Es heißt CCS:

    "CCS ist eine wichtige Technologie, die wir weiter entwickeln müssen für die Zukunft, weil sich darüber entscheidet, ob Kohle weiter verstromt werden kann in Zukunft oder ob sie nicht verstromt werden kann. Wenn CCS funktioniert, wird man das noch eine Zeit lang können, wenn es nicht funktioniert, wird es auf die mittlere Sicht keine Kohlekraftwerke mehr geben können."

    Frank Schwabe ist klimapolitischer Sprecher der SPD-Bundestagsfraktion. Der Abgeordnete stammt aus Castrop-Rauxel, mitten aus dem Ruhrgebiet. Deutlich sichtbar ragen rund um die Stadt ein halbes Dutzend Kohlekraftwerke in die Höhe. Dreißig, vierzig Jahre sind sie alt und technisch nicht mehr auf dem neuesten Stand. Neue Kraftwerke könnten aus der eingesetzten Kohle deutlich mehr Strom gewinnen und weniger Abgase produzieren.

    Doch überall, wo Ersatz- oder Neubauten geplant sind oder bereits realisiert werden, haben sich Bürgerinitiativen gebildet. Überall in Deutschland, egal, ob Stein- oder Braunkohle, von Kiel bis Karlsruhe, im rheinischen wie im Lausitzer Revier, wehren sie sich gegen neue Kraftwerke. 25 Giganten sind geplant oder bereits im Bau. Sie sollen Strom und Wärme produzieren, effektiver und umweltschonender als ihre Vorgänger-Generation.

    Allerdings werden sie auch weiterhin CO2, also Kohlendioxid, in die Luft blasen. CO2 ist nach der vorherrschenden Meinung der Hauptverursacher des Klimawandels. Ob im Auto oder im Kraftwerk, bei jedem Verbrennungsprozess entsteht CO2 und entweicht über Auspuff oder Schornstein in die Atmosphäre. Für Autos mit Benzin- und Dieselmotoren ist keine Lösung dieses Problems in Sicht.

    Anders bei den Kraftwerken: Carbon Capture and Storage, kurz CCS. Mit dieser Technologie will man das Kohlendioxid einfangen - "Capture" - und lagern - "Storage".

    Morgen wird 40 Kilometer westlich von Berlin, in Ketzin, erstmals in Deutschland CO2 in den Boden verpresst, um es sehr langfristig zu speichern. Das Projekt wird von der EU und der Bundesregierung gefördert. Ziel ist es, zu testen, ob diese Methode auch im großtechnischen Maßstab möglich sein wird.

    Durchgeführt wird das Projekt vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam. Für den Projektleiter und Geologen Frank Schilling ist CO2 ein Allerweltsgas, das allerdings der Menschheit zunehmend Probleme bereitet:

    "CO2, Kohlensäure, wenn es in Wasser gelöst ist, ist den meisten sicher bekannt vom Mineralwasser her. Also das Sprudelnde im Mineralwasser. CO2 entsteht bei der Verbrennung, auch in der Aus-Atemluft der Menschen, zum Beispiel Dieses Gas steht im Ruf, den Treibhausgaseffekt zu erhöhen, und deshalb ist eine Idee, die Menge des vom Menschen in die Atmosphäre gebrachten CO2 deutlich zu reduzieren."

    Sollte das nicht gelingen, so die vorherrschende Meinung in der Wissenschaft, droht früher oder später eine weltweite Klima-Katastrophe. Als einer der Hauptverursacher dieser befürchteten Entwicklung gelten die Kohlekraftwerke. Noch existiert kein Kraftwerk, das für das Pilotprojekt in Ketzin als CO2-Lieferant in Frage käme:

    "Im Moment gibt es weltweit noch kein Kraftwerks-CO2, also ein CO2, das direkt vom Kraftwerk abgetrennt wird. Sondern es gibt nur CO2, das in Raffinerien oder natürlich aus Säuerlingen gewonnen wird. Wenn Sie zum Beispiel zum Laacher See gehen, sehen Sie, dass dort im See CO2 rausblubbert, und es gibt einige Stellen in Deutschland, oder lesen Sie es auf Ihrer Mineralwasserflasche: Mit natürlicher Quellkohlensäure versetzt. Das heißt, dort in der Quelle ist CO2 schon vorhanden. Das ist der Stoff letztendlich, den wir speichern wollen. Wir nehmen das CO2 normalerweise, das in der Lebensmittelindustrie eingesetzt wird, Limonaden zum Beispiel, oder auch Bier. Dieses CO2 wird zu uns transportiert und soll dann im Untergrund gespeichert werden. Das Prinzip ist ganz ähnlich dem Prinzip von einer Erdgasspeicherung, das zum Beispiel in Berlin unter der Stadt stattfindet, große Mengen Erdgas, das man dort in dem Porenraum von Gesteinen speichert, und ähnlich wollen wir es auch machen. Wir wollen also CO2 in den Porenraum von Sandstein speichern, die oberhalb gut abgedichtet sind."

    Nur dann macht das Speichern von Kohlendioxid Sinn: Nur wenn das Gas für eine sehr lange Zeit unter der Erde bleibt, ist ihm die klimaschädliche Wirkung genommen.

    Diese Methode hat aber auch ihre Risiken. Zum Beispiel bei einem Austritt, einer Leckage im Speicher, erklärt der Ketziner Projektleiter Frank Schilling:

    "Die Gefahren sind seit Jahrhunderten bekannt. Es gibt die Hundegrotte, in die man am besten nicht mit Hunden spazieren geht, weil das CO2 eine höhere Dichte hat wie die Luft und sich deswegen am Boden dieser Grotte hält. Oben kann man gehen und hat genug Luft. Die Winzer kennen das Problem seit langem, denn bei der Vergärung fällt auch CO2 an, und deswegen gibt es dort auch gewisse Vorsichtsmaßnahmen. Wenn ein Winzer in den Keller geht, muss er immer darauf achten, dass er genug Sauerstoff hat und eben nicht in einen CO2-See steigt. Deshalb ist es besonders wichtig, wenn man großtechnisch CO2 speichert, geologische Strukturen zu suchen, die eine gute Rückhaltung haben, für das CO2 eine sehr gute, so dass das gar nicht an die Oberfläche kommt. Dann müssen Sie aber auch überwachen, dass es unten bleibt, und Sie müssen die Prozesse verstehen, die dann auch im Untergrund ablaufen."

    Wenn das Pilotprojekt in Ketzin funktioniert, dann kann die Kohleindustrie wieder durchatmen. Zunehmend muss sie sich gegen den Ruf des Klimakillers wehren. Nicht nur in Deutschland, sondern auch in den USA.

    Darum plant auch dort die Stromindustrie sogenannte "grüne" Kohlekraftwerke. Wenn es gelingt, das CO2 abzutrennen, sollte die Lagerung kein Problem sein:

    "Es gibt einige Länder, die haben enorme Speicherpotentiale. Das sind vor allem auch die Länder, die große Erdölvorkommen haben, der arabische Raum, aber auch, und das ist besonders interessant, in der Diskussion zu klimapolitischen Fragen, in den USA. Die USA haben ein enorm großes Potential an CO2-Speichermöglichkeiten, und es wäre für Regierungen in den Vereinigten Staaten auch eine Möglichkeit, bei Kyoto oder Nachfolgeprotokollen mitzumachen, denn dort könnten sie CO2 speichern in großen Mengen, also viel mehr als bei uns in Deutschland."

    In Deutschland reichen die Speicher bis zu 80 Jahre, sagt Frank Schilling vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam. In den Vereinigten Staaten gehen die Schätzungen noch um einiges höher.

    Dort ist auch der deutsche Stromversorger E.ON aktiv, plant mit weiteren Partnern ein Pilotkraftwerk. Vizepräsident für neue Technologien der E.ON AG ist Markus Ewert. Er bedauert, dass sich das Projekt unter der Bush-Regierung verzögert hat, er hofft aber auf den Wechsel:

    "Ja, wir hoffen letztendlich auf eine Regierung, die Clean Coal Technologie fördert, und das haben wir eigentlich von den meisten Kandidaten in den USA so gehört. Also von daher haben wir sowohl die Konservativen als auch Barack Obama, beide haben sich dazu bekannt, dass sie für den Klimaschutz mehr tun wollen."

    Drei Methoden werden derzeit erprobt, um das Gas in den Griff zu bekommen. Die CO2-Abtrennung vor der Verbrennung - pre-combustion - , die Abtrennung nach der Verbrennung - post-cumbustion - und das sogenannte Oxyfuel-Verfahren. E.ON erprobt alle drei Methoden in Kooperationen mit weiteren Unternehmen, und zwar in den USA, in Großbritannien, aber auch in Schweden und in den Niederlanden und natürlich in Deutschland.

    Die großen deutschen Stromversorger liefern sich ein wahres Wettrennen, wer als erster mit einem großindustriellen CCS-Kraftwerk an den Start gehen wird. Die Nase vorn hat derzeit Vattenfall.

    Noch in diesem Sommer will Vattenfall in der Lausitzer Ortschaft Schwarze Pumpe Deutschlands erstes Kraftwerk mit CO2-Abscheidung in Betrieb nehmen. Zuständig für die strategische Ausrichtung vom Vattenfall-Kraftwerkspark ist Markus Sauthoff:

    "Das wichtige ist nicht, dass RWE, E.ON oder Vattenfall das Rennen macht. Das wichtige ist, dass die Technologie das Rennen macht. Das ist für uns das Entscheidende. Wir sind eigentlich als Vattenfall kein Technologieentwickler. Im Grunde genommen sind wir jemand, der Kraftwerke möglichst effizient, möglichst verfügbar, kaufen möchte. Nur an der Stelle ist es uns zu langsam gegangen, weil wir den politischen Druck sehen, weil wir den Hintergrund des Klimawandels erkannt haben, und da kann man das beispielsweise so vergleichen: Vattenfall hat jetzt selber das Drei-Liter-Auto entwickelt und wartet nicht darauf, dass die Industrie es tut."

    Vattenfalls "Drei-Liter-Auto" ist das Pilotkraftwerk Schwarze Pumpe. Es soll noch in diesem Sommer seinen Betrieb aufnehmen. Mit immerhin schon 30 Megawatt Leistung ist es keineswegs ein Mini-Kraftwerk, ausgestattet ist es mit der Oxyfuel-Technologie. Die Braunkohle wird nicht unter Luftzufuhr, sondern unter Zufuhr reinen Sauerstoffs verbrannt. Dabei entsteht ein kompakter CO2-Strom, der dann relativ einfach eingefangen werden kann.

    Diese Lösung des Problems der CO2-Abtrennung kostet aber relativ viel Energie. Bei Oxyfuel wird sie gebraucht, um erst mal aus der Luft den reinen Sauerstoff zu gewinnen. Doch die Wirkungsgradverluste bei den beiden weiteren Methoden der CO2-Abscheidung sind noch höher.

    Trotzdem will Vattenfall so schnell wie möglich CCS zum großindustriellen Durchbruch bringen. An einem der größten Kraftwerke Deutschlands, dem 3000 Megawatt Braunkohlekraftwerk Jänschwalde, soll demonstriert werden, dass Oxyfuel und auch die Nachrüstung bestehender Kraftwerke mit CO2-Abscheidung funktionieren. Auch in Hamburg-Moorburg.

    Dort plant Vattenfall ein 1.600 Megawatt-Steinkohlekraftwerk, und im Prinzip ist es bereits genehmigt. Dennoch ist das Kraftwerk innerhalb des neuen Senats von CDU und Grünen umstritten. Es soll "Capture-Ready" gebaut werden, fertig also zur Nachrüstung mit CO2-Abscheidung, wenn die Methode denn die großtechnische Reife hat. Und dafür wird sehr viel Geld in die Hand genommen, erklärt Vattenfalls Stratege für Kraftwerke Markus Sauthoff:

    "Das sind nicht nur die 100 Millionen ungefähr für die Forschungsanlage in Schwarze Pumpe, sondern der nächste Schritt, die Demonstrationsanlagen in Jänschwalde. Es werden ja wahrscheinlich zwei sein, eine im Bereich Oxyfuel, eine im Bereich Post-Combustion, wird irgendwie die Vattenfall-Gruppe an Größenordnung mehrere 100 Millionen Euro kosten, eher in Richtung eine Milliarde als 200 Millionen. Ganz klar als Vorstufe für Hamburg, aber nicht nur für Hamburg. Wir sehen auch den Bedarf, an bestehenden Anlagen an anderen Kraftwerksstandorten von Vattenfall hier gegebenenfalls nachzurüsten."

    Auch E.ON möchte CCS zum Nachrüsten bestehender Kraftwerke und noch zu bauender Anlagen nutzen. Mit einem Neubau in England will man den Nachweis der Machbarkeit dieser Nachrüst-Strategie erbringen, erklärt E.ONs Leiter für neue Technologien, Markus Ewert. Auch dort findet derzeit ein Wettbewerb unter den Energieversorgern statt:

    "Da haben wir natürlich große Hoffnungen. Das ist das Projekt Kingsnorth in England. Dort haben wir vor, das effizienteste Kohlekraftwerk in England zu bauen, mit der neuesten Technologie, und dort möchten wir eben auch dann die Demonstration der post-combustion-Technologie umsetzen. Das ist ein ganz wichtiger Punkt, warum wir uns auch auf das Verfahren konzentrieren. Bei dieser Technologie können wir die Kraftwerke, die wir heute bauen, eben später mit der CO2-Abtrenntechnologie nachrüsten, das heißt also, unsere Anlagen sind so konzipiert, dass wenn die Technik eben im Jahr 2020 ausgereift ist, dass dann eben die jetzt neu gebauten Kraftwerke damit nachgerüstet werden können."

    Aber es gibt auch mahnende Stimmen. Die Versprechen auf die baldige Verfügbarkeit der CCS-Technologien würden von der Kraftwerksindustrie nur dazu genutzt, die bestehenden Verhältnisse in der Energieerzeugung zu zementieren und auch in Zukunft fortzusetzen.

    Das meint auch Gabriela von Groene, Geologin bei Greenpeace in Hamburg. Sie übt fundamentale Kritik:

    "CCS, also die Speicherung von CO2 im Untergrund, ist nicht nachhaltig, erfordert riesige Speicher, die über Generationen hinweg langfristig überwacht werden müssen, haben also entsprechend lange Folgekosten. Das Problem ist, am Kraftwerk wird sehr viel mehr Energie benötigt, um das CO2 abzuscheiden, das heißt auch einen sehr viel höheren Ressourcenverbrauch, sehr viel mehr Kohle wird benutzt, und damit einhergehend natürlich auch mehr Umweltschäden durch den Abbau von Kohle, ein erhöhter Wasserverbrauch, und natürlich auch sehr hohe Kosten."

    Darum wird nach Meinung der Greenpeace-Geologin viel zu sehr auf CCS gesetzt. Man solle es probieren, fordert auch sie. Allerdings nur bei bestehenden Kohlekraftwerken. Neue dürften mit dem Argument künftiger "Clean-Coal"-Technologie nicht durchgesetzt werden:

    "Post-Combustion, genauso wie Capture-Ready, wird im Moment als Deckmäntelchen dafür benutzt, Kohlekraftwerke zu bauen. Die gehen in den nächsten Jahren ans Netz, in Deutschland sind etwa 25 Kohlekraftwerke in der Planung, die würden 130 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr ausstoßen. Wir wissen nicht, wann diese Kraftwerke nachgerüstet werden, und in vielen Fällen könnte es dann schon zu spät sein, um das Klima noch wirklich zu schützen."

    Greenpeace ist schon aus Prinzip gegen Kohlekraftwerke und stattdessen ein rigoroser Befürworter eines weiteren massiven Ausbaus der Energiegewinnung aus Wind- und Sonnenkraft. Aber auch Greenpeace sieht CCS schon als Fakt.

    Denn Industrie und Politik setzen viel Hoffnung in die CCS-Technologie. Die Europäische Kommission hat bereits einen Richtlinienentwurf erstellt. Er soll den rechtlichen und auch wettbewerbsrechtlichen Rahmen setzen für CCS. Er soll die Bedingungen für ein europaweites CO2-Pipeline- und Speichersystem formulieren und Basis für die nationale Gesetzgebung sein.

    Noch in diesem Jahr soll die Richtlinie verabschiedet werden. Sie wird ein neues Regelwerk für bestehende und künftige Kohle-Kraftwerke, und für die sie umgebende CCS-Technologie. Greenpeace-Geologin Gabriela von Groene:

    "Da gibt es noch sehr viele Defizite, auch spricht die Richtlinie davon, dass Kraftwerke Capture Ready gebaut werden sollen, wobei dieses Capture Ready gar nicht aussagekräftig ist, weil es keine baulichen Maßnahmen sind, wie gesagt, sondern es ist ein Platz, der vorgehalten wird. Weitere Schwachstellen sind, dass in vielen Fällen, da wo es anfängt, problematisch zu werden, Stichwort Haftungsfragen, wer übernimmt die Haftung, wer zahlt im Falle von Leckagen, und vor allem wer übernimmt für wie lange die Kosten für die Überwachung, also für das Monitoring."

    Die Kraftwerksbetreiber sehen keinen anderen Weg als den von CCS, von Carbon Capture and Storage, dem Abtrennen und Speichern des CO2. Beispiel Vattenfall:

    "Die Entwicklung der CCS-Technologie ist ein wesentlicher Schlüssel-Stein in der gesamten Kraftwerksstrategie von Vattenfall, wir sind an der Stelle, so sehen wir das, zum Erfolg verdammt. Wir glauben nicht nur, dass die Kohle Teil des Problems in Deutschland ist, sie ist auch Teil der Lösung, und das gilt nicht nur für Deutschland."

    So sieht es auch Frank Schwabe, klimapolitischer Sprecher der SPD-Bundestagsfraktion:

    "Am Ende wird es darum gehen, weltweit massiv runterzukommen mit dem CO2-Ausstoß. Irgendwann im Prinzip auf Null, eine Energietechnik zu entwickeln, ein Energiewirtschaftssystem zu entwickeln, wo wir keinen CO2-Ausstoß mehr haben. Das wird aber dauern, und deswegen ist CCS eine möglicherweise sinnvolle Übergangstechnologie, wenn sie funktioniert."

    Dass sie funktionieren kann, glaubt auch Frank Schilling vom Geoforschungszentrum in Potsdam. Morgen Nachmittag will er zum ersten Mal in Deutschland CO2 als Nachweis seiner langfristigen Lagerung in den brandenburgischen Sandstein verpressen. Als Geologe denkt er sehr langfristig, die Klimadiskussion und die um CCS sieht er gelassen. CO2 erstmals für eine lange Zeit unter die Erde zu bringen, könnte der richtige Weg sein:

    "Wenn Sie das über die 1000 Jahre rechnen, dann sind die Kohlevorräte verbraucht, das meiste Öl verbrannt, das Erdgas weitestgehend verbrannt, dann sind auch unsere natürlichen Kreisläufe wieder in der Lage, das überschüssige CO2 wieder einzubauen. Im Moment haben wir ja nicht das Problem, das CO2 so giftig ist, dass uns die Bäume sterben, sondern dass wir über den Treibhauseffekt Temperaturerhöhungen erwarten, und wenn wir das über einen längeren Zeitraum die Emmissionen machen, dann schafft auch das Meer, die Pflanzen, das auch wieder einzubauen, wieder einzupflanzen. Was wir brauchen, ist eine Übergangslösung, auch eine Speicherübergangslösung, und ein Großteil des CO2 muss dann eben für mehrere tausend Jahre zurückgehalten werden."