CCS - Carbon Capturing and Storage

Zuletzt bearbeitet 12.09.2022 
Hierbei geht es darum, CO2 in Kavernen unter der Erdoberfläche zu speichern und so die Atmosphäre zu entlasten. Technisch wird das CCS-Verfahren insbesondere bei solchen Prozessen Verwendung finden, wo CO2 als Nebenprodukt einer chemischen Reaktion in großen Mengen/Konzentrationen entsteht und somit vergleichsweise leicht abgetrennt werden kann. Jedoch: Eine Abfangrate von maximal 50% des CO2 aus dem Abgasstrom gilt als technisch machbar. Höhere Raten sind nur sehr aufwändig zu erreichen. Zudem wird schon bei der Abtrennung des CO2 sehr viel Energie (Strom bzw. Brennstoff) eingesetzt, was wiederum die Wirtschaftlichkeit der CSS für reine Wärmebasierten Anlagen wie Heizungen und Kraftwerke stark belastet bzw. sogar unwirtschaftlich macht. Es stehen allerdings nur bedingt verlässliche Wirtschaftsdaten öffentlich zur Verfügung, was eine Beurteilung dieser Technologie erschwert.
Die Aufarbeitung von Kalk (CaCO3) zu Zement (Ca(OH)2) ist wegen der im Prozess erfolgenden Freisetzung des im Gestein gebundenen CO2 eine prädestinierte Anwendung. Die Speicherung des CO2 kann in bereits ausgebeuteten Erdgaslagerstätten erfolgen.

Das Verpressens von CO2 in geologische Endlagerstätten ist technologisch vergleichsweise problemlos machbar. Problematisch ist jedoch die langfristige Sicherstellung der Gasdichtheit des Gesamtsystems auf Grund geologischer Prozesse. Es ist daher auf sehr lange Sicht mit Wartungsaufwendungen zu rechnen (sogenannte 'Ewigkeitskosten'), deren Höhe sehr schlecht abgeschätzt werden kann.
Auf Grund der genannten technischen Einschränkungen sowie der wirtschaftlichen Risiken werden verantwortungsolle Firmen Abstand von der CCS-Technologie nehmen!

CCU - Carbon Capturing and Utilization
CCUS - Carbon Capturing, Utilization and (finaly) Storage

Zuletzt bearbeitet 12.09.2022 
Grundlegende Idee ist es, das CO2 aus industriellen Prozessen aufzufangen und als Rohstoff für die industrielle Fertigung von nutzbringenden Chemikalien zu verwenden. Tatsächlich beschäftigen sich mit diesem Konzept eine Reihe von Wissenschaftlern, allerdings - unterm Strich - ohne Erfolg. Der schon für das "einfache" CCS inhibitierend hohe Energiebedarf stellt zumeist eine qusi unüberbrückbare Hürrde da. Daher gibt es derzeit noch nicht einmal wirtschaftlich tragbare Konzeptideen für möglicherweise großtechnisch einführbare Projekte. Somit kommt der Verdacht auf, dass diese Aktivitäten maßgeblich oder sogar ausschließlich zum Zwecke von "GREENWASHING" durchgeführt werden. Die größten Geldgeber der laufenden Projekte sind Industrieunternehmen, die entweder direkt im Bereich der fossilen Petrochemie tätig sind oder die zu den größten CO2-Emmitenten gehören.

Sie wollen es genauer wissen?
Eine sehr schöne und tatsächlich entlarvende Untersuchung der Böll-Stiftung, kommt zur folgenden Schlußfolgerung (Zitat): "Angesichts des beträchtlichen Energieaufwands der CCUS-Ansätze führt die Nutzung von CO2 nicht zwangsläufig zu einer Reduzierung (sondern möglicherweise sogar zu einer Erhöhung) der Emissionen und deshalb sollten Investitionen in Maßnahmen zur Vermeidung von CO2-Emissionen Priorität haben."

Bakterien, die CO2 konsumieren?
Oder doch gleich Pflanzen als CO2-Absorber verwenden?

Zuletzt bearbeitet 12.09.2022 
Es klingt wirklich verlockend: Bakterien holen sich das Kohlendioxid (CO2) aus der Luft und produzieren damit organische Zwischenprodukte, die je nach Wahl des Bakterium für die Produktion von Kunststoffen oder für die Herstellung von Synfuels verwendet werden können.

Leider beschert die reale Welt da technische bzw. biotechnische Probleme:

• Bislang gefundene Bakterien, die tatsächlich CO2 als Ausgangsprodukt für ihren Stoffwechsel verwenden, leben typischerweise in einer quasi sauerstofffreien Umgebung (z.B. in der absoluten Tiefsee). Sie haben sich im Laufe der Evolution an den Mangel an Sauerstoff angepasst und Wege gefunden statt dessen CO2 zu "atmen". Damit die Bakterien dann noch aus dem eingeatmeten CO2 Energie gewinnen können, benötigen sie in der Regel noch eine zweite chemische Komponente, wie z.B. Wasserstoff. Wasserstoff kommt in der Natur jedoch nur in geringsten Spuren vor. Ausnahmen sind wiederum Umgebungen, wo z.B. Meerwasser mit bestimmten Metallen zu Metalloxiden und freiem Wasserstoff reagiert. Dies ist z.B. gelegentlich bei unterseeischen Vulkanen der Fall, wenn sich in der austretenden Lava entsprechend reaktive Metalle befinden. Im Labor können zwar Bedingungen hergestellt werden, in denen solche speziellen Bakterien überleben, aber die Energiebilanz zur Herstellung des Wasserstoffs ist so ungünstig, dass ein wirtschaftlichen Nutzen für die Synfuel komplett unmöglich ist. Da wird man statt dessen gleich "grün" hergestellten Wasserstoff als Treibstoff verwenden!  

• Ein anderes Problem der o.g. Bakterienstämme ist, dass sie in sauerstoffenthaltender Umgebung entweder nicht lebensfähig sind (und damit keine normale Luft von CO2 befreien können) und/oder von sauerstoffverzehrenden Bakterien als Futter angesehen werden. Da es großtechnisch unmöglich ist, das Einschleppen solcher "Killerbakterien" in einen Bioreaktor zu 100% zu verhindern, wird schon bald der CO2-veratmende Bakterien vollständig aufgefressen sein.  

• Eine andere Gruppe von Bakterien nutzt einen Prozess, der der Photosynthese von Pflanzen sehr ähnlich ist, um CO2 als Nahrung verwerten zu können. Solche Bakterien (Cyano-Bakterien) benötigen damit eine intensive Lichtquelle, in der Natur ist das Sonnenlicht. Blaualgen sind tatsächlich keine Algen (also keine Pflanzen) sondern Bakterien (also Tiere) und können mit Hilfe des Lichts CO2 in andere chemische Rohstoffe umwandeln. Leider produzieren natürlich vorkommende Blaualgen als Stoffwechselprodukt unter anderem Methan, welches bekanntlich ein viel höheres Treibhauspotential (ca. 30 x) als CO2 selber hat. Sinnvoll funktionieren würde also der Einsatz von Blaualgen nur dann, wenn man sie gentechnisch so verändert, dass die Produktion von Methan ausgeschlossen ist bzw. das entstehende Methan technisch sicher aufgefangen wird. Somit ist das in der Tat ein technisch gangbarer Weg. Ob solche Cyano-Bakterien mit ihrem chemischen Prozess effizienter sind als Algen, die die "normale" Photosynthesereaktion nutzen, ist derzeit noch Gegenstand der naturwissenschaftlicher Forschung. An gentechisch optimierten Algen wird auch geforscht.
  Der Einsatz von Gentechnologie kann also durchaus hilfrei sein! Aber Gentechnologie an mikroskopisch kleinen Bakterien oder Pflanzen (Algen) birgt auch immer das Risiko, dass solche neu geschaffenen Lebewesen in die freie Natur entkommen, dann dort eine neue biologische Nische finden und sich explosionsartig verkehren, mit schwer absehbaren Folgen.
  Ergo: eine intensive Risikoanalyse wird notwendig sein!  

NACHTRAG: Völlig unsinnig ist der Gedanke, das bei der Zementherstellung entstehende CO2 in Synfuels umzuwandeln, damit dann Fahrzeuge CO2-neutral unterwegs sein können. Tatsächlich handelt es sich bei der Verbrennung des Synfuels nur um eine zeitlich verzögerte Freisetzung des CO2, welches vorher von einem CO2-produzierenden Prozess aufgefangen wurde. CO2-neutral unterwegs sind Fahrzeuge nur dann, wenn zur Herstellung des Synfuels die erfoderlichen Mengen CO2 der normalen Atmosphäre entzogen wurde.
Da Pflanzen genau dies tun, ist es sinnvoll Pfanzenreste als Ausgangsstoff für Synfuels zu verwenden!