CO2-Entnahme und -Speicherung

Landbasierte Methoden

CO₂-Entnahme

Abb. 1: Landbasierte CO₂-Entnahme aus der Atmosphäre und aus industriellen Rauchgasen, biologische und geologische Speicherung sowie industrielle Nutzung - gezeigt an ausgewählten Beispielen.

Durch Verbrennung fossiler Energien und Emissionen aus der Landwirtschaft werden gegenwärtig (2022) ca. 40 GtCO₂ in die Atmosphäre emittiert. Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens einzuhalten, die globale Erwärmung noch in diesem Jahrhundert auf höchstens 2 °C über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, müssen diese Emissionen drastisch reduziert werden. Einige Emissionen aus der Landwirtschaft und aus der Industrie können aber nicht vollständig vermieden werden. Daher ist es unumgänglich, einen Teil des emittierten Kohlendioxids wieder aus der Atmosphäre zurückzuholen. Zu den dafür angewandten Verfahren zählen dabei nur die durch direkte menschliche Aktivitäten bewirkte Veränderungen, nicht die durch den Klimawandel verursachten Prozesse (z.B. durch Erhöhung der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre oder längere Wachstumszeiten).

Grundsätzlich gibt es drei Möglichkeiten, CO₂ aus der Atmosphäre zu entnehmen (Abb. 1):

1. Die Verstärkung der Photosynthese durch die Erweiterung oder Renaturierung natürlicher Ökosysteme, z.B. durch Aufforstung und Wiederaufforstung, den Anbau von Energiepflanzen oder die Renaturierung von Mooren.
2. Die direkte Entnahme von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft durch technische Anlagen, die auch als „künstliche Bäume“ bezeichnet werden (engl. Direct Air Capture, DAC).
3. Die technische Abscheidung von CO₂ aus Rauchgasen von industriellen Verbrennungsprozessen, z.B. bei Kraftwerken oder in der Stahl- und Zementindustrie. Dieses Verfahren wird häufig nicht als Entnahme-Technologie eingestuft (engl. Carbon Dioxid Removal, CDR), weil das abgeschiedene CO₂ nicht aus der Atmosphäre entnommen, sondern seine Emission beim oder kurz nach dem Verbrennungsprozess verhindert wird. Andererseits wird auf diese Weise durch technische CO₂-Entnahme (ähnlich wie bei 2.) verhindert, dass die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre weiter zunimmt.

CO₂-Speicherung und -Nutzung

Für die Speicherung des entnommenen Kohlendioxids gibt es ebenfalls drei relevante Speichermöglichkeiten (Abb. 1):

1. Die Speicherung in den Ökosystemen, die das CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen haben. Das größte Speichervolumen besitzen gegenwärtig aufgrund ihrer Flächenausdehnung und der großen Biomasse der Bäume neu entstehende Wälder. Pro Flächeneinheit speichern Moore und Mangroven allerdings deutlich mehr CO₂ als Wälder.
2. Die Speicherung in geologischen Schichten, vor allem in nicht mehr genutzten Gas- und Öllagerstätten unter der Landoberfläche oder unter dem Meeresboden. Die geologischen Speicher gelten als die sichersten und langfristigsten Speicher.
3. Die Speicherung in wertvollen Produkten. Die Speicherdauer ist hier je nach Produkt sehr unterschiedlich. Kohlendioxid, das in der Zement- und Betonherstellung genutzt wird, kann eine Speicherzeit von Hunderten bis Tausenden von Jahren besitzen. Auch in Holzprodukten bleibt das Kohlendioxid in der Regel lange bewahrt. Bei der Nutzung von Energiepflanzen zur Treibstoffgewinnung kann das CO₂ allerdings in Tagen bis Wochen wieder in die Atmosphäre emittiert werden.

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Kontakt: Dieter Kasang