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Kohlendioxid-Rückhalt

COPYRIGHT TEXT & BILDER: Michael Bockhorst

Sammelbezeichnung für Verfahrensweisen zum Abtrennen und Rückhalt des Treibhausgases Kohlendioxid aus Verbrennungsprozessen.

Die Problematik

Ein generelles Problem ist die Tatsache, daß Luft zu etwa 4/5 Stickstoff und zu etwa 1/5 Sauerstoff enthält. Bei Verbrennungsprozessen muß daher das zu weniger als 20 Prozent im Verbrennungsabgas enthaltende Kohlendioxid "herausgefischt" werden.

Lösungsansätze

Zur Kohlendioxid-Bindung gibt es Verfahren, die Stoffe nutzen, die eine hohe Affinität zu Kohlendioxid haben, es also aus der Gasphase heraus binden können. Bei hohen Temperaturen wird das Kohlendioxid wieder freigegeben und kann mit hoher Konzentration einer Endlagerung zugeführt werden.
Eine Alternative ist die Abtrennung des Luft-Stickstoffs vor der Verbrennung. Dieses, Oxyfuel genannte, Verfahren bedeutet einen höheren Vorbereitungsaufwand, vereinfacht aber die Behandlung der Abgase und ihre Endlagerung wesentlich.

Zum Kohlendioxid-Rückhalt gehört auch die Suche nach einer sicheren Endlagerstätte für dieses Klimagas. Dies ist besonders wichtig, weil eine spontane Freisetzung großer Mengen des Kohlendioxids unübersehbare Folgen haben könnte: Erstickungsgefahr im Bereich der Endlagerstätte und eine deutliche Veränderung der Strahlungsverhältnisse in regionalem und ggf. globalem Maßstab. Diskutierte Endlagerformen sind:

  • Das Einpressen des Gases in poröse Gesteinsschichten, die oft durch eine vorhergehende Nutzung zur Erdöl- und Erdgasförderung schon zugänglich gemacht wurden.
  • Das Einleiten des Gases in tiefe Ozeane, wo es durch den hohen Druck der Wassersäule in flüssigem Aggregatzustand bleibt und nicht an die Oberfläche gelangen kann.
  • Umsetzung von geeigneten Mineralien mit dem Kohlendioxid aus Kraftwerken zu einer langzeitstablen mineralischen Verbindung, die in den ehemaligen Kohlelagerstätten entsorgt wird und die entsprechenden "Löcher" wieder auffüllt.

Beide erste Lagermethoden sind aber kritisch zu beurteilen. Die notwendige Langzeitstabilität der Lagerstätten ist kaum abzuschätzen. Bei der Endlagerung in tiefen Ozeanen würden Ökosysteme zerstört, deren Einfluß auf höhergelegene Wasserschichten und dort lebende Organismen nicht bekannt ist.
Die dritte Methode setzt voraus, daß geeignete Minerale und Kohle relativ nahe beeinander vorkommen, damit die Transportkosten für die beiden Stoffe wirtschaftlich bleiben.

Kohlendioxid-Rücklhalt bei Biomasse

Ein besonderer Fall ist der Kohlendioxid-Rückhalt bei der Nutzung von Biomasse und die Endlagerung dieses Klimarelevanten Gases. Dabei kann der Erdatmosphäre in der Bilanz Kohlendioxid entzogen werden. Diese Vorgehensweise könnte als Notmaßnahme zur Kontrolle der atmosphärischen CO2-Konzentration eingesetzt werden, wenn gleichzeitig die Nutzung fossiler Brennstoffe wenigstens nicht erweitert wird.

Zeitliche Perspektive der Umsetzung

Nach dem aktuellen Stand (09/2008) gibt es eine frisch eingeweihte Testanlage mit 30 Megawatt Leistung - etwa 1/1000 der derzeit alleine in Deutschland installierten Kraftwerksleistung. Für 2015 ist der Beginn des Betriebs eines mittelgroßen Kohlekraftwerks mit Kohlendioxid-Rückhalt geplant. Ein großtechnischer Einsatz dieser Methode bei allen, also auch bei bestehenden Kraftwerken, dürfte nicht vor 2035 oder 2040 abgeschlossen sein.

Die Suche nach sicheren und wirtschaftlichen Endlagerstätten für Kohlendioxid hat gerade erst begonnen. Auch hier sind Resultate erst in den nächsten Jahrzehnten zu erwarten. Die Bewertung der Endlagermethoden ist als vergleichbar zu denjenigen für nukleare Abfälle anzusehen.


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