CO₂-Abscheidung und -Speicherung: Eine Option für die Schweiz?

Wenn sich die Schweiz dazu entschliessen würde, einen Teil ihres Stroms mit Gaskraftwerken zu produzieren, wäre es technisch möglich, deren CO₂-Emissionen abzuscheiden und diese dann tief im Untergrund zu speichern oder in industriellen Prozessen zu nutzen. Solange aber die Preise der in die Luft ausgestossenen CO₂-Emissionen niedrig bleiben, sind solche Strategien überhaupt nicht rentabel. Ausserdem stellt das steigende Misstrauen der Bevölkerung gegenüber der Speicherung von CO₂ ein zusätzliches Hindernis dar.

Die Verbrennung eines fossilen Produkts – sei es Benzin in einem Auto, Heizöl in einem Heizkessel oder Kohle bzw. Erdgas in einem Kraftwerk – ist ein Prozess, bei dem Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt wird. Da CO₂ ein Treibhausgas ist, trägt es zur Klimaerwärmung bei.

Wir verfügen seit den 1930er Jahren über eine Technologie, mit der das in den Verbrennungsabgasen enthaltene CO₂ extrahiert und abgeschieden werden kann. Man könnte dieses CO₂ dann dauerhaft lagern, insbesondere in dichten geologischen Formationen, im Allgemeinen in einem Kilometer Tiefe. Unter diesen Bedingungen reagiert das CO₂ nach und nach mit dem Gestein und verwandelt sich allmählich in Kalk. Dieser Prozess braucht Zeit – etwa 10‘000 bis 20‘000 Jahre. Die als CCS (vom Englischen Carbon Capture and Storage = CO₂-Abscheidung und -speicherung) bekannte Strategie ist die einzige derzeit verfügbare Technologie zur Reduzierung der CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen – abgesehen natürlich von der Möglichkeit, diese Brennstoffe nicht mehr zu verbrennen!

CCS kann aus Komplexitäts- und Gewichtsgründen nicht auf mobile Emissionsquellen wie Flugzeuge oder Autos angewendet werden. Sie betrifft also ortsfeste Anlagen wie Kohle- oder Gaskraftwerke oder industrielle Anlagen (z. B. Zementwerke), welche mit dieser Technologie ausgestattet werden können. Theoretisch ist das Potenzial der CCS gigantisch. Auf globaler Ebene emittieren allein die fossil-thermischen Kraftwerke (Kohle, Erdöl, Gas) 12 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr, das sind 40% aller menschengemachten Emissionen. Diese beachtliche Zahl illustriert gut, welch ein zentrales Thema der CCS ist. In der Schweiz gibt es geeignete geologische Formationen für die biologische CO₂-Speicherung. Wir könnten also im Bedarfsfall auf CCS zurückgreifen.

Wenn wir also über eine leistungsfähige und ausgereifte Technologie zur Reduzierung der CO₂-Emissionen verfügen: Warum nutzen wir sie nicht? Die Gründe sind v. a. wirtschaftlicher Natur: Die CCS erfordert bedeutende Investitionen und die CO₂-Abscheidung beeinträchtigt die Energieeffizienz der Kraftwerke, wodurch die Stromerzeugungskosten um 50-90% steigen. Es wird davon ausgegangen, dass CCS ab einem CO₂-Preis von 50-100 Franken pro Tonne rentabel ist, d. h. weit über dem Marktpreis in Europa, der im Jahr 2014 bei etwa 6 Franken pro Tonne CO₂ lag. In der Schweiz lag die CO₂-Abgabe im Jahr 2015 bei 60 Fr/Tonne [→ F83], einem Preis, bei dem CCS zu einer wirtschaftlich denkbaren Option wird. Allerdings können die Gaskraftwerksbetreiber wählen: Entweder sie zahlen die Abgabe oder sie kompensieren ihre Emissionen – eine Option, die oft billiger kommt [→ F89].

Ausserdem scheint die Bevölkerung immer mehr Vorbehalte gegen die Idee der Einleitung grosser CO₂-Mengen in den Untergrund in der Nähe von Wohngebieten zu haben. Anstatt das CO₂ im Boden zu speichern, könnte man es theoretisch auch in industriellen Prozessen zur Produktion von Brennstoffen, Düngern oder Baumaterialien nutzen. Dieser Zugang ist als CCU (vom Englischen Carbon Capture and Utilisation = CO₂-Abscheidung und -Nutzung) bekannt. Allerdings ist das Potenzial dieser in Entwicklung befindlichen Technologien zur Nutzung von CO₂ in der wissenschaftlichen Gemeinschaft umstritten. Angesichts der Tatsache, dass all diese Zugänge Energie verbrauchen, könnten sie sich trotzdem als zweckdienlich für die Nutzung von Überschüssen aus der Produktion von erneuerbarem Strom erweisen.

Die Unsicherheit bezüglich des zukünftigen CO₂-Preises, die Höhe des notwendigen Startkapitals für die technischen Anlagen, die Unsicherheit bezüglich der Optionen für die CO₂-Nutzung und schliesslich die Bedenken der Bevölkerung stellen somit bedeutende Hindernisse für die Verbreitung der CCS und CCU -Strategien dar. Gegenwärtig laufen zahlreiche Programme zur Prüfung der Unbedenklichkeit der Speicherung und zur Senkung der Verfahrenskosten, es wird aber noch mehrere Jahre dauern, bis die Resultate dieser Forschung bestätigt werden. Die Perspektiven für die breite Annahme von CCS und CCU bleiben also sehr unsicher, auch wenn es weltweit zahlreiche Pilotprojekte gibt.

Andererseits könnten sich CCS und CCU – falls sich ein politischer Wille herauskristallisiert, die Treibhausgasemissionen drastisch zu reduzieren – als die einzigen Ansätze erweisen, die die Klimaerwärmungskurve kurzfristig nach unten drücken könnten. Ihre Umsetzung würde den Preis von fossilem Strom erhöhen und es damit erneuerbaren Energien ermöglichen, rascher konkurrenzfähig zu werden. In einem solchen Umfeld ist es nicht ausgeschlossen, dass CCS und CCU in der Schweiz ein tragbares Geschäftsumfeld finden werden.