RECCS plus

Regenerative Energien (RE) im Vergleich mit CO2-Abtrennung und -Speicherung (CCS): ein Update

  • Projekt-Nr.2138
  • Laufzeit 05/2009 - 06/2010

Bereits im Jahr 2007 hatte das Wuppertal Institut zusammen mit DLR, ZSW und PIK die weltweit erste umfassende, integrierte Bewertung der CCS-Technologie im Vergleich mit erneuerbaren Energien erarbeitet. Die Studie "Regenerative Energien (RE) im Vergleich mit CO2-Abtrennung und -Ablagerung (CCS)" - kurz: RECCS - wurde nun umfassend überarbeitet, auf den aktuellen Stand gebracht und um einige relevante Aspekte erweitert.

Zentrales Ergebnis der Studie ist, dass bei konsequenter Beibehaltung der derzeitigen energiepolitischen Prioritäten in Deutschland und Europa eine zusätzliche Fokussierung auf CCS als Option im Kraftwerksbereich selbst bei sehr ambitionierten Klimaschutzzielen nicht zwingend notwendig ist.

Von hoher Bedeutung ist, CCS nicht aus der Einzelperspektive heraus zu betrachten, sondern in eine ganzheitliche Analyse von mehreren Klimaschutzoptionen einzubinden und im Sinne einer Multikriterienanalyse aus mehreren Blickwinkeln zu betrachten. Ausgehend von der Analyse des Standes der technischen Entwicklung, der politischen Vorgaben und der bisher veröffentlichten wissenschaftlichen Studien sind es sechs Aspekte, die als Bestimmungsfaktoren für die Einführung von CCS maßgeblich sind:

  • Die großtechnische Verfügbarkeit der Technologiekette ist aufgrund der realen Entwicklungsdynamik möglicherweise erst nach 2025 zu erwarten - ohne schnellere Entwicklungsfortschritte verliert der Einsatz von CCS für Kraftwerke zunehmend die ihm zugeschriebene Brückenfunktion für erneuerbare Energien.
  • Die klimaschutzbedingte Nachfrage nach CCS-Kraftwerken lässt bei einem politisch gewollten, deutlichen Ausbau von erneuerbaren Energien, einer signifikanten Erhöhung der Energieproduktivität und einem stetig steigenden Anteil von Kraft-Wärme-Kopplung in der deutschen Stromversorgung zunehmend nach. Dieser Effekt würde durch eine Laufzeitverlängerung bei Kernkraftwerken verstärkt werden.
  • Die resultierenden Stromgestehungskosten fossiler Kraftwerke unter Einschluss von CCS und Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nähern sich an. Bei weiterem Ausbau von erneuerbaren Energien im Stromsektor und den damit verbundenen Lernkurveneffekten dürften zahlreiche erneuerbare Energietechnologien möglicherweise in 10 bis 15 Jahren bereits kostengünstiger Strom bereitstellen können als CCS-Kraftwerke.
  • Aufgrund der komplexen Prozesskette ist eine ganzheitliche Bewertung der Umweltwirkungen notwendig. Eine Zusammenstellung neuer Ökobilanzen für CCS im Kraftwerkssektor zeigt, dass mit der CO2-Abtrennung ein erheblicher Mehrverbrauch endlicher Ressourcen mit allen damit verbundenen Folgen einhergeht. Dies führt dazu, dass die Treibhausgas(THG)-Emissionen einer Kilowattstunde Strom von CCS-Kraftwerken der ersten Generation um 68 bis 87 Prozent (in Einzelfällen um 95 Prozent) reduziert werden könnten. Eine Vielzahl anderer Umweltwirkungen (z. B. Sommersmog, Eutrophierung oder Partikelausstoß) steigen jedoch zum Teil erheblich an. Erneuerbare Energien dagegen weisen nur einen Bruchteil der THG-Emissionen von CCS-Kraftwerken auf.
  • Wie die Akteursuntersuchung der Studie zeigt, bestimmt insbesondere die Verfügbarkeit langzeit-stabiler Lagerstätten die Frage der gesellschaftlichen Akzeptanz der CCS-Technologie. Als untere Grenze kann für Deutschland als Ergebnis einer Szenarienanalyse eine effektive Ablagerungskapazität von 5 Mrd. t CO2 in salinen Aquiferen und ausgeförderten Erdgaslagerstätten angenommen werden. Diese konservative Abschätzung ist jedoch - wie alle anderen Abschätzungen auch - mit hohen Unsicherheiten verbunden. Die ermittelte Kapazität würde theoretisch eine Lagerung der gesamten CO2-Emissionen deutscher Punktquellen nur über zwölf Jahre ermöglichen. In der Praxis wird jedoch nur ein Teil der Gesamt-Emissionen abgeschieden werden können. Geht man von einem "realistischen" Szenario aus, summieren sich die abgetrennten Emissionen bis zum Jahr 2050 auf 1,2 Mrd. t CO2. Diese könnten vollständig in deutschen Lagerstätten untergebracht werden, ohne über die Landesgrenzen hinweg gehen zu müssen.
  • Ein wesentlicher Faktor für die Geschwindigkeit der Einführung von CCS ist eine entsprechende CCS-Gesetzgebung. Das geltende deutsche Recht ist bisher kaum geeignet, um die verschiedenen Verfahrensschritte der CCS-Prozesskette zu erfassen. Die größten Probleme ergeben sich dabei im Bereich der CO2-Ablagerung mit dem alleinigen Ziel der dauerhaften Beseitigung des CO2. Angesichts der Wissensdefizite und Unsicherheiten sollte ein CCS-Gesetz vorläufig nur FuE- und Demonstrationsvorhaben mit anschließendem Review ermöglichen.

In Deutschland geht die Diskussion inzwischen zunehmend in Richtung von Anwendungen von CCS jenseits des Kraftwerksbereichs. Ausgehend von den Ergebnissen der Studie wird daher empfohlen, sich anstatt auf Kraftwerke primär zunächst auf die Anwendung der Technologie zur Verringerung von Prozessemissionen in der Industrie zu konzentrieren, bei denen - anders als im Kraftwerksbereich - alternative Optionen mit hohem Minderungspotenzial fehlen. Darüber hinaus könnte CCS in Verbindung mit Biomassenutzung mittel- bis langfristig bedeutsam sein. Es wird daher empfohlen, die diesbezüglichen Potentiale für Deutschland zu untersuchen.

Mit Blick auf die globale Ebene bleibt CCS dessen ungeachtet eine wichtige potenzielle Klimaschutz-Technologie. Für die großen Kohle verbrauchenden Staaten wie China, Indien aber auch die USA könnte CCS notwendig sein, um ambitionierte Klimaschutzziele zu erreichen, wenn diese Länder die Option eines schnellen Ausbaus von erneuerbaren Energien und der signifikanten Erhöhung der Energieeffizienz möglicherweise nicht schnell genug umsetzen können oder wollen. Noch wichtiger könnte CCS aber für die Nachrüstung von Anlagen sein, die hier in den nächsten Jahren gebaut werden. Forschung, Entwicklung und Demonstration im Kraftwerkssektor blieben daher weiterhin ein wichtiges Thema, solange sie nicht zu Lasten der Finanzierung für die erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz gehen.