Benutzer:FvSS 18-19 G8a Schüler6/CCS! Können wir unsere Welt doch noch vor dem CO2 retten?

CO₂

CCS (engl. carbon dioxide capture and storage) was auf deutsch so viel wie CO₂-Abscheidung und -Speicherung bedeutet, ist vielleicht unsere Rettung. Durch diese Technologie können wir den Ausstoß von CO₂ ^[1] verringern.

^[1] (siehe auch: Flugverkehr; Luftverkehr CO₂ Mengen Reduzierung; CO₂ Ausstoß in Zahlen; CO₂ Ausstoß Weltweit)

1. Was ist CCS?

CCS System

CCS bedeutet Carbon Capture and Storage. Das Ziel dieser Technologie ist die Reduzierung von CO₂ Emissionen in die Atmosphäre. Das Prinzip funktioniert so:

Aus den Abgasen (bei der Verbrennung "fossiler Brennstoffe" wird CO₂ ausgestoßen) der Kraftwerke wird das CO₂ abgeschieden und in der Erde eingelagert. Dadurch werden die CO₂-Emissionenin in die Atmosphäre minimiert. Dieses System ist allerdings noch nicht voll entwickelt. Auch andere Ideen wie Air-Capture sollen unsere Welt sicherer machen.

Ein von der Bundesregierung verfasster Bericht zu CCS

1.1 Abscheidung

Es gibt 3 Möglichkeiten das CO₂ abzuscheiden:

• CO₂-Abscheidung nach der Verbrennung
• CO₂-Abscheidung vor der Verbrennung
• Wäsche mittels chemischer Verfahren

a) CO2-Abscheidung nach der Verbrennung

Das komplette Verbrennungsgasgemisch könnte komprimiert und eingelagert werden. Allerdings währen die Lager dann schnell überfüllt. Deshalb sollte man das CO₂ vor dem Speichern trennen. Es gibt einige Möglichkeiten das CO₂ von den anderen Gasen abzusondern. Das meist genutzte Verfahren ist die Amin-Wäsche. Dieses Verfahren ähnelt der Rauchgaswäsche. Das Amin wird mittels Dampf erhitzt und das reine CO₂ wird frei gegeben.

b) CO2-Abscheidung vor der Verbrennung

Der Brennstoff reagiert mit Luft, Sauerstoff oder Wasserstoff und es entsteht Kohlenstoffmonoxid. Dieser Stoff wird in einem katalytischen Reaktor [shift converter] zu einer Reaktion mit Wasserdampf gebracht. Dadurch entsteht CO₂ und noch mehr Wasserstoff. Das Kohlenstoffdioxid wird vom Wasserstoff getrennt. Der Wasserstoff wird als Brennmaterial in einem Gas- und Dampfkraftwerk (GuD Kraftwerk) benutzt.

Diesen Prozess kann man für Öl, Kohle und Erdgas nutzen.

Für diese Technologie müsste man zwar viele Kraftwerke umbauen, allerdings ist dieser Prozess schon bei der Herstellung von Ammoniak erprobt.

c) Wäsche mittels chemischer Verfahren

Die bisher häufigste Methode um CO₂ zu filtern ist eine Wäsche mittels chemischer Lösungsmittel. Das am meisten verwendete Lösungsmittel ist Monoethanolamin. Dieser Stoff entfernt CO₂ aus dem unter leichtem Druck stehenden Vebrennungsgas.

Bevor das CO₂ entfernt wird, werden zuerst Verunreinigungen herausgefiltert. Dann wird das Gas in einen weiteren Abscheidebehälter geleitet. Dort kommt das Gas dann zum ersten mal in Kontakt mit dem Lösungsmittel. Das Monoethanolamin geht daraufhin eine schwache Verbindung mit dem CO₂ ein und gibt dadurch einen Großteil des CO₂ ab. Die nun entstandene CO₂-haltige Lösung wird in einen Behälter geleitet, wo sie mit Wasserdampf erhitzt wird um das CO₂ freizugeben. Das CO₂ wird nun zusammengepresst.

Die nun CO₂-freie Lösung wird wiederverwendet. Weitere Lösungsmethoden

1.2 Speicherung

Es gibt 2 verschiedene Speicherungsmöglichkeiten. Erstens die Speicherung im Ozean und zweitens (die bisher bevorzugte Methode) die Speicherung in geologischen Reservoirs.

In geologischen Reservoirs:

In diesen wird das CO₂ unter die Erde gedrückt, gepresst und dort eingelagert. Unter der Erde wäre das CO₂ durch dichte Wände begrenzt und abgeschlossen.

Für geologische Reservoirs kann man erschöpfte Öl- und Gasfelder, tiefe Salzwasser führende Grundwasserleiter und auch für den Bergbau unzugängliche Kohleflöze nutzen.

Marine Speicherung:

Als erstes muss an dieser Stelle gesagt werden, dass die Erkenntnisse der marinen Speicherung nur auf Laborexperimenten beruhen und nicht unter realen Bedingungen erforscht wurde.

Nach der Abscheidung soll das CO₂ dann verflüssigt und in Pipelines in das Meer geleitet werden. Dort würde es schließlich in den Meeresboden gedrückt werden.

In der Nordsee scheint der Boden aufgrund des porösen Sandsteins besonders geeignet.

2. Forschung

Es ist zu bedenken, dass dieses Projekt noch in der Forschungsphase ist und noch nicht fertig entwickelt ist. Bei manchen Ergebnissen stützt man sich bisher nur auf Computersimulationen und Laborexperimente wie bei der marinen Speicherung. Allerdings erforschen gerade die Mitarbeiter des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel die Beschaffenheit des Bodes in der Nordsee.

3. Kritik

CCS hat auch Nachteile. Diese Technologie ist teuer und riskant.

"Es wird in dem Bericht der deutschen Bundesregierung behauptet, dass die Entfernung von CO₂ mittels Aminwäsche eine erprobte Technologie sei. Das gilt jedoch nur für Abscheidungraten von bis zu ca. 90%, nicht jedoch für die benötigten 95% für eine klimawirksame Reduktion, die mit einem wesentlich höheren Energie- und Kostenaufwand verbunden wären." (Dr. Reinhard Knof URL:http://www.keinco2endlager.de/stellungnahme-zum-ccs-bericht-der-bundesregierung/ (Stand:03.06.2019))

Außerdem vermindert es den Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken. Einige sehen CCS als Brückentechnologie ins Erneuerbare-Energien-Zeitalter. Andere sehen es als Förderung von Kohlekraftwerken, was negative Folgen auf die Umwelt haben könnte.

"Ein Nebeneffekt von CCS bei der Kohleverstromung – dem derzeitigen Haupteinsatzziel dieser Technik: Es wird mehr Kohle verbrannt. Hierdurch bewirkt CCS einen Anstieg der Umweltbelastungen durch Kohlekraftwerke."
(Dr. Reinhard Knof URL: http://www.keinco2endlager.de/ccs-fracking/ccs/verbotsgruende-fuer-ccs/ (Stand:03.06.2019))

Umweltschützer Knof sieht auch das Risiko der CO₂-Entweichung und somit der Schädigung von Lebewesen im Meer. Auch das Umweltministerium Schleswig Holstein steht dem ganzen kritisch gegnüber

"Ich finde schon, dass wir das nochmal gemeinsam diskutieren müssen, denn die Folgen sind unüberschaubar und wir sehen zum Beispiel bei der Endlagerung von Atommüll sehr große Kosten und Folgen auf uns zukommen, wenn wir so etwas nicht ordentlich durchprüfen. Deswegen sollte man hier keinen Schnellschuss gehen und das in Ruhe diskutieren." (Umweltminister Jan Philipp Albrecht URL:https://www.ndr.de/nachrichten/schleswig-holstein/CO2-Verpressung-im-Meeresboden-Klug-oder-gefaehrlich,ccs122.html(Stand:03.06.2019))

Eine Bürgerinitiative gegen CO2-Endlager

Wozu bezüglich CCS sich aber entschieden wird, wissen wir nicht.

4. Quellen

https://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Abscheidung_und_-Speicherung

https://www.solarify.eu/2017/06/06/881-co2-abscheidung-aus-der-luft/

https://www.verivox.de/strom/themen/ccs/

https://www.germanwatch.org/sites/germanwatch.org/files/publication/7666.pdf

https://www.ndr.de/nachrichten/schleswig-holstein/CO2-Verpressung-im-Meeresboden-Klug-oder-gefaehrlich,ccs122.html

http://www.keinco2endlager.de/