CO2-Abscheidung und -Lagerung (CCS) in Deutschland

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CO2-Abscheidung und -Lagerung (CCS) in Deutschland
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Prinzip von CCS

• CCS Carbon Dioxide Capture and Storage
  CO2-Abscheidung und -Lagerung

CO2-Transport per Schiff
CO2-Pipeline
Kraftwerk
Kraftwerk
Nicht abbaubare Kohleflöze
Ausgebeutete Öl- oder Gasfelder
Salinare Aquifere
G E O L O G I S C H E L A G E R U N G
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Aktuelle Problemlage

• Derzeit weltweit ca. 800 neue Kohlekraftwerke in
  Planung (nach Angaben der Internationalen
  Energie-Agentur)
• Wenn nur ein Bruchteil davon ohne CCS gebaut
  wird, sind ernsthafte Klimaschutzziele zum
  Scheitern verurteilt
• Daher CCS könnte Option für Brücke ins
  Solarzeitalter sein

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CO2-Abscheidung drei Verfahren möglich

• Post-Combustion
• Prinzip Verbrennung der Kohle mit normaler Luft,
  Auswaschen des CO2 aus Abgas ("Rauchgaswäsche")
• Prinzipiell auch in bestehende Kraftwerke
  integrierbar, wenn Platz vorhanden
• wird derzeit getestet von E.ON
• Oxyfuel-Verfahren
• Prinzip Verbrennung der Kohle mit reinem
  Sauerstoff, entstehendes Rauchgas mit hoher
  CO2-Konzentration wird gereinigt und verdichtet
• wird derzeit getestet von Vattenfall
• IGCC (integrierter Kohlevergasungsprozess,
  Integrated Gasification Combined Cycle)
• Prinzip Synthesegas wird erzeugt, vor dessen
  Verbrennung CO2 abgetrennt wird
• Sehr komplex / IGCC-Anlage ist eher chemische
  Anlage als Kraftwerk
• wird derzeit getestet von RWE

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CO2-Emissionsminderung eines Kraftwerks mit CCS
Emissionsmenge
a CO2-Emissionen Kraftwerk ohne CCS
b CO2 produziert in Kraftwerk mit CCS
c CO2 abgeschieden
d CO2-Emissionen Kraftwerk mit CCS ( b-c)
e CO2 vermindert ( a-d)
gt CCS-Kraftwerke produzieren mehr CO2 pro
Energieeinheit (Effizienzverlust!) gt auch mit
CCS entweicht ein Teil des CO2 in die Atmosphäre
nach McKinsey 2008
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Zusätzliche Kosten im Vergleich zu
konventionellem Kraftwerk ohne CCS
a Kosten Kraftwerk ohne CCS
b CCS-Equipment
c Effizienzverlust
d Kosten Kraftwerk mit CCS ( a b c)
nach McKinsey 2008
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CO2-Transport

• Kraftwerke Speicherorte meist räumlich getrennt
  gt CO2-Transport notwendig (z.B. per Pipeline
  oder Schiff)
• Deutschland potenzielle Lagerorte v.a. im
  Norden, Kraftwerke in der Lausitz und in NRW
• Finanzierungsquellen-Optionen für
  CO2-Pipelines- Betreiber- Nutzer-
  Umschichtung von Kohlesubventionen

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Optionen geologischer CO2-Speicherung in
Deutschland
von Goerne 2009
gt Theoretisch nutzbares Speicherpotenzial reicht
für Einlagerung von CO2 aus allen deutschen
Kraftwerken für 30 bis 60 Jahre. Effektiv
nutzbares Potenzial wird aber kleiner ausfallen.
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Speicherkosten in Abhängigkeit von Speicherort
und -tiefe in /tCO2
gt Offshore teurer als Onshore gt Kosten steigen
mit Speichertiefe
Quelle von Goerne 2009, nach Linssen et al. 2005
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Gesetzgebungsprozess in D EU

• 17.12.08 EU-Richtlinie zu CCS verabschiedet
• 1.4.09 Bundeskabinett verabschiedet Entwurf für
  deutsches CCS-Gesetz
• gt Verabschiedung durch Bundestag evtl. noch 2009

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Entwicklung der CO2-Abscheidung in Anlehnung an
derzeitig geplante Projekte
Quelle von Goerne 2009, verändert nach CCS
Monitor Juli 2008, iz Klima
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Planungs- und Entwicklungsstand der
CCS-Technologie in Deutschland
Quelle von Goerne 2009
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Kostenentwicklung CCS-Einsatz in Kraftwerken
(pro Tonne CO2 im Vergleich zur prognostizierten
Entwicklung der CO2-Zertifikatepreise in Europa)
Quelle von Goerne 2009 nach McKinsey 2008
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Germanwatch-Forderungen zu CCS

• Forderungen zum grundsätzlichen Rahmen
• Ziel Abkehr von fossilen Energien,
  hundertprozentige Versorgung mit Erneuerbaren bis
  Mitte des Jahrhunderts!
• Energieeffizienz vorantreiben
• Selbst nach 2050 ggf. noch CCS für
  Biomasse-Nutzung erforderlich, um Klima zu
  stabilisieren
• Konkrete Forderungen zu CCS
• CCS kann nur Brückentechnologie auf Weg zum
  Solarzeitalter sein
• Technologie testen, u.a. mit Demonstrationsanlagen
  
• Moratorium für Bau neuer Kohlekraftwerke in
  Industrieländern, bis- CCS nachweislich
  funktioniert (inkl. Lagersicherheit) und - CCS
  verbindlich vorgeschrieben ist
• Hinweis auf Nachrüstbarkeit allein ist hier keine
  legitime Ausrede, denn1. Nachweis fehlt noch,
  dass CCS funktioniert2. Nachrüstung wesentlich
  teurer als direkte Ausrüstung beim Bau3.
  Gesetzliche Vorgaben für Verbindlichkeit fehlen
  noch
• Rolle von Deutschland v.a. Technologieentwicklung
  und -transfer Kapazitätsaufbau in
  Schwellenländern

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Germanwatch-Forderungen zu CCS, falls Praxistest
erfolgreich

• Alle max. 12 Jahre alten Kohlekraftwerke
  nachrüsten
• Anreiz für CCS-Einführung "Emission Performance
  Standards" für Kraftwerke festlegen (d.h. max.
  CO2-Emissionen pro KWh)
• Speichersicherheit
• Zusammensetzung des zu speichernden Gasstroms
  (Reinheit von CO2) Grenzwerte für
  Verunreinigungen festlegen (sonst Gefahr von
  "Müllentsorgung")
• Ausreichendes Monitoring sicher stellen
• Leckageraten der Lager sollten 0,01 pro Jahr
  nicht überschreiten (Problem schwer nachweisbar)
• Haftungsregelung z.B. Versicherung der Leckage
  über "Sequestration Bonds", d.h. Zertifikate, die
  bei Leckage an Wert verlieren (vgl. Edenhofer et
  al. 2005)
• Finanzierung von CCS-Anlagen in kohlereichen
  Entwicklungsländern (wie China und Indien) nicht
  über den CDM, sondern über den (in Kopenhagen zu
  beschließenden) Technologie-Kooperationsmechanismu
  s regeln oder bilateral

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Weitere Informationen zum Thema CCS
www.germanwatch.org/klima/ccs
Impressum Herausgeber Germanwatch
e.V. Redaktion Dr. Gerold Kier, Dr. Manfred
Treber, Christoph Bals Dieses Projekt wird
gefördert von
Die Verantwortung für den Inhalt dieser
Veröffentlichung liegt bei den Autoren Stand
April 2009