Carbon Management umfasst Strategien und Technologien zur Kontrolle und Reduzierung von CO₂-Emissionen. Es umfasst die Abscheidung, Speicherung und Nutzung von CO₂. Carbon Management wird dabei in zwei Bereiche aufgeteilt: Carbon Capture and Storage (CO₂-Abscheidung und Speicherung) und Carbon Capture and Utilization (CO₂-Abscheidung und Nutzung).
Carbon Capture and Storage (CCS)
CCS steht für Carbon Capture and Storage und bedeutet CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CO₂-Sequestrierung). Die Technologie zielt darauf ab, CO₂ aus industriellen Prozessen abzuscheiden und langfristig zu speichern. CCS könnte einen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten, insbesondere in Sektoren, wo Emissionen schwer zu vermeiden sind. Die Technologie wird als Übergangslösung auf dem Weg zur Klimaneutralität diskutiert.
Einsatzgebiet und Funktionsweise
CO₂ wird aus Abgasen von Kraftwerken, Industrieanlagen oder der Verbrennung fossiler Brennstoffe herausgefiltert. Das abgeschiedene CO₂ wird komprimiert und dann in unterirdischen geologischen Formationen wie erschöpften Öl- und Gasfeldern, tiefen Salzwasserschichten oder geologischen Gesteinsschichten (zwischen 800 und 3.000 Metern Tiefe) injiziert. Die großen Speicherkapazitäten in Deutschland und Europa liegen insbesondere unterhalb der Nordsee.
Eingesetzt werden kann die Technologie zum Beispiel:
- Energiesektor: Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke als Pre/Post-Combustion-Capture
- Industrie: Zementproduktion (Oxyfuel), Stahl- und Chemieproduktion
- Herstellung von blauem Wasserstoff
- Direktabscheidung aus der Luft: Direct Air Capture (DAC) in Kombination mit CCS
Die Abtrennung von CO₂ in Kraftwerken kann mit unterschiedlichen Verfahren erfolgen, z. B. nach der Verbrennung in einer CO₂-Wäsche aus dem Abgas (Post-Combustion), Abtrennung nach Kohlevergasung (Pre-Combustion) oder Verbrennung in Sauerstoffatmosphäre (Oxyfuel).
Carbon Capture and Utilization (CCU)
Carbon Capture and Utilization (CCU) bezeichnet Technologien zur Abscheidung und anschließenden Nutzung von Kohlendioxid (CO₂). Ziel ist es, die CO₂-Emissionen zu reduzieren und daraus gleichzeitig wirtschaftlichen Nutzen zu generieren.
Funktionsweise:
- CO₂-Abscheidung: Kohlendioxid wird aus Industrieabgasen oder direkt aus der Luft gewonnen.
- CO₂-Aufbereitung: Das abgeschiedene CO₂ wird gereinigt und komprimiert.
- CO₂-Nutzung: Kohlendioxid dient als Rohstoff für verschiedene Produkte und Prozesse.
Anwendungsgebiete
- Lebensmittelindustrie: Verwendung als Kohlensäure
- Landwirtschaft: CO₂ kann in Gewächshäusern zur Pflanzendüngung eingesetzt werden
- Baumaterialien: CO₂ kann in der Zementproduktion eingesetzt werden
- Treibstoff für Algenzucht: CO₂ dient als Nährstoff für Algen (ein Grundstoff für die Biokraftstoff-Produktion)
- Methanolsynthese: CO₂ kann mit Wasserstoff zu Methanol umgewandelt werden, einem vielseitigen Grundstoff
- Kunststoffproduktion: CO₂ lässt sich als Rohstoff für die Herstellung von Polymeren und Kunststoffen nutzen
- Kühlmittel: In der Kältetechnik kann CO₂ als umweltfreundliches Kältemittel eingesetzt werden
- Pharmazeutische Industrie: CO₂ dient als Lösungsmittel oder Reaktant bei der Herstellung bestimmter Medikamente.