Was ist CCS

 

 

Kein CO2 Endlager

CCS ist die Abkürzung für Carbon Dioxide Capture and Storage, deutsch Kohlendioxid- (CO2)-Abscheidung und -Speicherung, und wird fälschlicherweise von Politik und Wirtschaft als Klimaschutzoption bezeichnet.

Hintergrund
Die EU plant in den nächsten zehn Jahren europaweit 240 neue Kohlekraftwerke, mit deren CO2-Emissionen ohne CCS kein Klimaziel mehr zu erreichen wäre. Über 300 Mio. Tonnen CO2 werden durch die Verstromung fossiler Energieträger allein in Deutschland jährlich freigesetzt. Doch statt den Austritt aus der Braun- und Steinkohleverstromung endlich einzuleiten, setzen Wirtschaft und Politik auf CCS. Mit CCS würde eine unverantwortliche Energiepolitik legitimiert – Kohle soll „grün“ gewaschen werden. Es ist auch die CO2-Abscheidung aus Industrieanlagen vorgesehen, spielt aber von der Menge her nur eine geringfügige Rolle und könnte durch andere Verfahren ersetzt werden.

Grundprinzip von CCS
CO2, das in gigantischen Mengen bei der Kohleverbrennung entsteht, wird abgefangen, gereinigt, verflüssigt, transportiert und unter hohem Druck in den Untergrund gepresst. Dort müsste es für mindestens 10.000 Jahre verbleiben, um wie gewünscht der Atmosphäre wirksam entzogen zu sein. Schon deswegen ist der Begriff „Speicherung“ irreführend. Von Endlagerung zu sprechen wäre aufrichtiger. Die CCS-Technik ermöglicht dabei keine „CO2-freien“ Kohlekraftwerke. Tatsächlich abgeschieden werden maximal 90 % des erzeugten CO2. Der Rest gelangt weiterhin ungehindert in die Atmosphäre. Im abgeschiedenen, „gereinigten“ CO2 verbleiben ca. 5% sonstige Stoffe, darunter Schwermetalle, wie Quecksilber und Blei sowie Arsen und Dioxine, die mit in den Untergrund gelangen werden. Für die Endlagerung sind ausgeförderte Gasfelder oder salinare Aquifere (tiefe Sandsteinschichten) vorgesehen. Salinare Aquifere sind überwiegend in der norddeutschen Tiefebene und unter der Nordsee zu finden. Die Karten zeigen, dass ca. die Hälfte der Bundesrepublik zum CO2-Endlager werden könnte.

Ansicht der Karten hier

Transport
Der Transport erfolgt derzeit per Tanklastwagen und -schiffen. Die EU plant ein bis zu 37.000 km langes transeuropäisches CO2-Pipeline-System und stellt Milliardenbeträge dafür bereit. Die Kosten in Höhe von ca. 50 Mrd. Euro dafür sollen die Steuerzahler der EU tragen.

Energieaufwand für CCS
CCS ist nicht nur ein teures Verfahren und ohne Subventionen nicht zu realisieren, es ist auch ein sehr energieaufwendiges Verfahren.
Bei der CO2- Abscheidung durch die drei derzeit untersuchten Verfahren Rauchgaswäsche, Kohlevergasung und Oxyfuel-Verfahren ist ein höherer Energieeinsatz erforderlich.
Dies führt zu

  • Mehrverbrauch von Rohstoffen,
  • verringertem Kraftwerkswirkungsgrad,
  • gesteigerten Stromkosten.

Die Wirkungsgradverluste sind erheblich, je nach eingesetztem Energieträger um die
9 – 11 %-Punkte. Das heißt:

  • Wirkungsgrad Steinkohlekraftwerk ohne CCS: max. 49,5 % / mit CCS: max. 41 %
  • Wirkungsgrad Braunkohlekraftwerk ohne CCS: max. 47,4 % / mit CCS: max. 36 %

Diese Wirkungsgradverluste bedeuten, dass für die gleiche Menge an erzeugtem Strom bei Einsatz von CCS ein Mehrverbrauch von Kohle in Höhe von rund 30 % erforderlich wird. Nicht mitgerechnet sind hierbei die weiteren Effizienzverluste, welche sich aus dem zusätzlichen Energiebedarf für Transport und Verpressung des abgeschiedenen CO2 ergeben.

Verdoppelung der Stromgestehungskosten.
Die Kosten für Abscheideanlagen, Transport, Lagerung, Überwachung, zusätzlichem Brennstoffeinsatz etc. führen in etwa zu einer Verdoppelung der Stromgestehungskosten. Sie lägen dann höher als für Strom aus Erneuerbaren Energien. Die für CCS-Forschung und -Entwicklung eingesetzten Gelder – es geht hier um Milliardenbeträge – fehlen beim Ausbau Erneuerbarer Energien und Energieeinsparung.

CO2-Endlager
Als CO2-Endlager sind ausgeförderte Gasfelder oder tiefe Sandsteinschichten (salinare Aquifere) vorgesehen. Das Verhalten des Gases im Untergrund ist noch immer nicht ausreichend erforscht. Die Dichtheit der Deckgebirge kann nicht garantiert werden; Leckagen sind vorprogrammiert. Es gibt inzwischen etliche Beweise für die Unberechenbarkeit des Verhaltens von CO2 im Untergrund. Auch Unfälle sind bekannt geworden (s. CCS-Verbotsgründe). Versicherungsgesellschaften lehnen bis heute eine Versicherung von CO2-Endlagern ab. Hier sollen die Steuerzahler haften.

Kohlekraftwerke mit CO2 -Abscheidung
Das erste Kohlekraftwerk mit CO2 -Abscheidung in großem Maßstab ist Ende 2014 in der kanadischen Provinz Saskatchewan ans Netz gegangen. 1,3 Milliarden Dollar hat die Anlage gekostet. Das CO2 wird zum größten Teil zur Optimierung der Ausbeute von Öl- und Gasfeldern (EOR / EGR, s.u.) genutzt und kommt dabei teilweise wieder mit dem Erdöl und Erdgas zurück an die Oberfläche. Durch die Verbrennung des damit geförderten Erdöls und Erdgases wird sogar mehr CO2 an die Atmosphäre abgegeben, als eingepresst wurde. Hierbei handelt es sich deshalb nicht um CCS.
In Selby, in der nordenglischen Grafschaft Yorkshire, soll das erste europäische CCS-Projekt („White Rose CCS“) entstehen und von der EU mit 300 Millionen Euro subventioniert werden. 90 % der CO2-Emissionen – ca. zwei Millionen Tonnen im
Jahr – sollen aufgefangen und durch eine Pipeline an einen Speicherplatz unter den Meeresboden der Nordsee geleitet werden.
Ansonsten gibt es bis heute weltweit keine weitere CCS-Anlage im industriellen Ausmaß, lediglich verhältnismäßig ineffiziente CO2-Abscheidungsanlagen für Bergbauprojekte zur verstärkten Ausbeutung von Öl- und Gasvorkommen sowie kleine Forschungseinrichtungen, die keinen nennenswerten Wissensgewinn beigetragen haben.

CO2-Verpressung durch die „Hintertür“
EOR und EGR (Enhanced Oil / Gas Recovery – deutsch: Gesteigerte Öl- bzw. Gasgewinnung) bezeichnen Techniken, die u.a. durch Injektionen von Gasen, Chemikalien und anderem eine erhöhte Ausbeute bei der Öl- und Gasgewinnung ermöglichen. Zu den Gasen zählt u.a. CO2. Bei der Wiedererschließung alter Erdöl- oder Erdgasfelder mittels Verpressung von CO2 oder anderen Substanzen drohen Leckagen an alten Bohrlöchern, Luftverunreinigungen und verseuchte Ackerböden durch unkontrollierten Austritt von Methan oder anderen Gasen (s. CCS-Verbotsgründe).
Die dänische Regierung plant derartige Vorhaben für die Ölfelder der dänischen Nordsee.

CCS-Gesetz
Am 24.08.2012 trat in Deutschland das „Gesetz zur Demonstration und Anwendung von Technologien zur Abscheidung, zum Transport und zur dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid“ (kurz CCS-Gesetz) in Kraft. Die Bürgerinitiative gegen CO2-Endlager e.V. hat gemeinsam mit den Bürgerinitiativen anderer Bundesländer erreicht, dass die Bundesregierung im dritten Gesetzesentwurf ihre irrige Behauptung, CCS sei klimafreundlich, zurückgenommen hat. Die Bundesländer haben zurzeit das Recht, eine Endlagerung unter bestimmten Voraussetzungen auf ihrem Gebiet auszuschließen. Schleswig-Holstein hat ein CCS-Verbotsgesetz erlassen. Dieses Landesgesetz verhindert aber weder eine CO2-Verpressung in Nord- und Ostsee, noch das von der EU geplante transeuropäische bis zu 37.000 km lange CO2-Pipeline-System. Die europaweite Pipeline müssen die betroffenen Länder dulden.
Das CCS-Gesetz ist allerdings ein Vorschaltgesetz, mit einer Evaluierungsphase bis 2018. Bis Ende 2018 muss die Bundesregierung dem Bundestag über den CCS-Sachstand Bericht erstatten. Gibt es dann keine Bedenken, steht der industriellen Nutzung von CCS nichts mehr im Wege. Wie weit dann die Länderklauseln Bestand haben werden, ist unklar.

Die Umweltschäden durch einen Austritt von CO2 sind irreversibel!

Speicher-Risiken
Speicher-Risiken mit Leckageraten von 0,1 bis 1 % in 100 Jahren, für die die Energieindustrie nicht haften möchte, sind zu erwarten – siehe u.a. TAB -Bericht Deutscher Bundestag (Technikfolgenabschätzung).

Leckagen
Leckagen können entstehen durch

    • bestehende Bohrungen (Erdöl-, Erdgaslagerstätten),
    • ebenso an alten Bohrlöchern bei Wiedererschließung alter Erdöl- oder Erdgasfelder mittels
    • Verpressung von CO2 (EOR / EGR).
    • In Schleswig-Holstein werden zudem hunderte alte Bohrlöcher aus der Zeit vor 1945 vermutet, über die es keine Lageverzeichnisse gibt,
    • über unentdeckte Migrationspfade im Deckgestein (Klüfte etc.),
    • durch bekannte Verwerfungen (Helgoland, Raum Flensburg etc.),
    • durch Erdbeben, ausgelöst durch mit hohem Druck verpresstes CO2 oder durch Erdgas- bzw.
    • Erdölförderung in der Nähe (s. auch Fracking)
    • durch die Verbreiterung von Rissen durch den Druck des verpressten CO2.

Besorgniserregende Vorkommnisse
In jedem der vier größten industriellen CO2 -Speichervorhaben sind inzwischen besorgniserregende Vorkommnisse bekannt geworden.

    • In einer der größten CCS-Anlagen in Zentral-Algerien (In-Salah) sind Risse und Hebungen im Deckgestein beobachtet worden, die offensichtlich mit dem hohen Einpressdruck des CO2 zusammenhängen.
    • In der Barentssee (Snoehvit) haben sich die Drücke so stark erhöht, dass eine Verpressungsstelle geschlossen werden musste, um ein Bersten des Deckgebirges zu vermeiden.
    • In der norwegischen Nordsee (Sleipner) sind bereits 24 % des verpressten CO2 auf unbekannten Pfaden verschwunden, wobei das CO2 mehrere in den Modellen als dicht vorhergesagte Tonschichten durchdrungen haben muss.
    • In Kanada (Weyburn) trat CO2 an die Oberfläche und versauerte Farmland, tötete Kleintiere. Die Umstände sind nie endgültig geklärt worden.

Chemische Reaktionen
Chemische Reaktionen des CO2 mit Gesteinsschichten – vor allem durch die Auflösung von Karbonatgestein (u.a. Kalkstein; Vorkommen: norddeutsche Tiefebene) durch saures CO2-Wasser – haben Einfluss auf die Dichtigkeit von Deckschichten und damit auf die Unversehrtheit des Endlagers
Die Umwandlung von Anhydrit in Gips mit anschließender Bodenhebung durch 60% vergrößertes Volumen (vgl. Hebungsrisse in Staufen im Breisgau) sind in einigen Gebieten zu befürchten.
Auch die im abgeschiedenen CO2 noch enthaltenen bis zu 5 % „sonstige Bestandteile“ können untereinander oder mit den Gesteinen im Untergrund reagieren.
Zur Veranschaulichung: bei einem beispielsweise angenommenen jährlichen Verpressvolumen von 1 Mio. Tonnen CO2 sprechen wir hier von jährlich bis zu 50.000 t undefinierter chemischer Substanzen, die mit in den Untergrund verpresst werden.

Verdrängung des Formationswassers
Sicher eintreten wird eine seitliche Verdrängung des Formationswassers mit unklaren Auswirkungen auf das Grund- und Trinkwasser. Mit Formationswasser wird das in den Hohlräumen (Poren) des Lagergesteins vorhandene Tiefenwasser bezeichnet, welches durch das CO2 verdrängt wird. Formationswasser ist hochgradig salzhaltig und enthält sowohl toxische als auch radioaktive Substanzen und Schwermetalle.

CO2 „wandert“
CO2 verteilt sich unvorhersagbar im Untergrund. Noch 50 bis 150 km von der Einpressstelle entfernt kann es zu Verdrängungseffekten und irreversiblen Schäden kommen Bei einer Verpressung von CO2 in Sandsteinschichten, wie in Norddeutschland geplant, lässt sich die mittel- und langfristige Ausbreitung weder sicher vorhersagen, noch im nachhinein beeinflussen bzw. aufhalten. Die Druckausbreitung und die damit einhergehende Verdrängung des im Untergrund vorankommenden salzigen Tiefenwassers kann sich noch in 50 bis 150 km Entfernung auswirken. Da Schäden oft erst zeitverzögert nach vielen Jahrzehnten zu erwarten sind, ist es bei deren Auftreten zu spät, um die Ursache noch abstellen oder ihre Ausweitung verhindern zu können.

Finanzielle Risiken tragen Steuerzahler
Die finanziellen Risiken, die sich aus diesem Schadenspotenzial ergeben, tragen allein die Steuerzahler und die betroffenen Menschen vor Ort. Die Betreiber (und Nutznießer) der CCS-Technik haften nur für 30 Jahre. Angesichts von Endlagern, die viele tausende von Jahren dicht halten sollen, nicht mehr als ein symbolischer Akt. Bislang hat sich auch keine Versicherungsgesellschaft gefunden, die bereit ist, die Risiken aus CCS zu versichern.

Entweicht CO2
Entweicht CO2 aus dem Endlager unter Land, besteht Gefahr für Grund- und Trinkwasser, Pflanzen und Kleintiere, im schlimmsten Fall Erstickungsgefahr für den Menschen. Tritt CO2 aus dem Meeresboden aus, bildet sich Kohlensäure, die Meeresregion versauert, das Ökosystem wird massiv geschädigt.

Gesundheitliche Gefahren
Die gesundheitlichen Gefahren liegen insbesondere in den unfallbedingten plötzlichen CO2-Freisetzungen bei der Abscheidung, dem Transport oder den Lagerstätten und stellen damit eine tödliche Gefahr für die Bewohner nahe liegender Ortschaften dar. Bereits 8 % CO2 -Gehalt in der Luft führen zum Erstickungstod. Zum Vergleich: 4 % beträgt der CO2-Anteil in der vom Menschen ausgeatmeten Luft. Kaum beherrschbare CO2-Unfälle aus Deutschland mit rund 3 Tonnen CO2 haben gezeigt, dass es im Falle größerer Leckagen, wie sie bei der Verpressung von rund 3 Millionen Tonnen CO2 pro Lagerstätte im Jahr zu erwarten wären, keine angemessen Rettungsmaßnahmen für die betroffene Bevölkerung gäbe.

Leckagerisiko bei Transport-Pipelines
Zum Leckagerisiko bei den Transport-Pipelines liegen Erfahrungswerte von CO2-Pipelines aus den USA vor. Überträgt man die Leckagerate auf das von der EU für Europa geplante Pipeline-Netz müsste man mit sechs Leckagen pro Jahr rechnen.

Gegen eine CO2-Verpressung sprechen außerdem ökonomische Gründe

    • CCS ist teuer – Milliardenbeträge an Subventionen sind erforderlich.
    • Bei der Förderung durch die EU entstehen dadurch Verzögerungen bei der Umsetzung der Energiewende. Die hierfür benötigten Gelder stecken in der Förderung der CCS-Technologie-Forschung, denn über ihr NER-300-Programm finanziert die EU „innovative Energieprojekte mit geringen CO2-Emissionen“ und versteht darunter sowohl CCS-Technologien, als auch alternativer Energien.
    • Das Fassungsvermögen der potentiellen Lagerstätten könnte Studien zufolge bei dem geplanten Verpressungsvolumen schnell erreicht sein (RECCS-Studie von Dezember 2009 geht von 8 – 10 Jahren aus). Investitionen in diese Technik bringen also keinen langfristigen Nutzen.
    • Ein zusätzlicher Energieaufwand ist erforderlich.
    • Ein um 30 % höherer Einsatz fossiler Energieträger ist damit verbunden.
    • Strompreissteigerungen sind zu erwarten.

Nebeneffekt von CCS

    • 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.
    • Die Menge der mit dem Rauchgas ausgestoßenen Schadstoffe (u.a. Quecksilber, Arsen…) nimmt zu.
    • Die Belastung der Flüsse durch vermehrten Kühlwasserbedarf steigt (bereits jetzt für viele Kraftwerke im Sommer ein limitierender Faktor).
    • Abbaufolgeschäden in den Herkunftsregionen der Kohle (Umsiedlungen wegen Tagebau, Flächenverbrauch für Transport, Abraumhalden usw.) nehmen zu.

Die Politik ist über die Gefahren informiert
(Auszug aus TAB-Bericht zum Climate Engineering)
Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung – 24.09.2014
Mögliche Risiken durch den Transport großer Mengen an CO2 beispielsweise mittels Pipelines sowie die Lagerung des CO2 in geologischen Formationen wurden ausführlich in Grünwald (2008, S. 44 ff.) diskutiert:
Hier sind insbesondere lokale Risiken durch einen spontanen Austritt von CO2 aus z. B. Pipelines oder Lagerstätten oder einer langsamen, graduellen Leckage von CO2 aus Lagerstätten zu nennen. Im ersteren Fall sind kurzfristige, vorübergehende, im schlimmsten Fall lebensbedrohliche Auswirkungen für Mensch und Tier zu verzeichnen
(ab einer Konzentration von 10 Vol.-% kann CO2, das schwerer als Luft ist und sich dadurch z. B. in Senken sammeln kann, zum Erstickungstod führen). Im letzteren Fall wären chronische und schleichende Bedrohungen von Grundwasser, Flora und Fauna im Boden und gegebenenfalls eine Gefahr für Menschen an Punktquellen zu erwarten. Ein globales Risiko für das Klima bestünde, wenn vom abgeschiedenen CO2 klimawirksame Mengen wieder in die Atmosphäre freigesetzt würden. Weitere ökologische Folgen wären durch den Bau und die Nutzung von Pipelines zu erwarten. Ob durch eine sorgfältige Standortauswahl oder z. B. eine Begrenzung des applizierten Drucks bei der vorgesehenen Verpressung von CO2 in geologische Formationen das Problem von hierdurch möglicherweise induzierten Erdbeben vollständig vermieden werden kann, ist zurzeit noch ungeklärt.

 

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