Der Begriff Carbon Management umfasst Strategien und Technologien zur Kontrolle, Speicherung und Nutzung von Kohlenstoffdioxid (CO₂). Carbon Management wird in zwei Bereiche aufgeteilt: Carbon Capture and Storage (CCS, CO₂-Abscheidung und Speicherung) und Carbon Capture and Utilization (CCU, CO₂-Abscheidung und Nutzung).
Carbon Capture and Storage (CCS)
CCS-Technologien zielen darauf ab, CO₂ aus industriellen Prozessen abzuscheiden und langfristig zu speichern. Die Technologie wird oft als Übergangslösung auf dem Weg zur Klimaneutralität diskutiert, da sie mittel- bis langfristig Emissionen eindämmen kann, die vorerst nicht zu vermeiden sind.
Einsatzgebiet und Funktionsweise
CO₂ wird beim CCS aus Abgasen von Kraftwerken, Industrieanlagen oder der Verbrennung fossiler Brennstoffe herausgefiltert. Das abgeschiedene Gas wird anschließend komprimiert und dann in unterirdische geologische Formationen wie erschöpfte Öl- und Gasfelder, tiefe Salzwasserschichten oder geologische Gesteinsschichten (zwischen 800 und 3.000 Metern Tiefe) injiziert. Die größten Speicherkapazitäten in Deutschland und Europa liegen insbesondere unterhalb der Nordsee.
CCS kann in verschiedenen Bereichen zum Einsatz kommen:
- Energiesektor: Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke als Pre/Post-Combustion-Capture
- Industrie: Zementproduktion (Oxyfuel), Stahl- und Chemieproduktion
Entnommen aus B. Robertson & M. Mousavian: The Carbon Capture Crux 2022; Illustration: Vectormine
- 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. in einer CO₂-Wäsche aus dem Abgas nach der Verbrennung (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, 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.
