CCS Redux: Globale Ausgaben für die CO2-Abscheidung seit 1970 hätten mehr CO2 vermieden, wenn sie für Wind- und Solarenergie ausgegeben worden wären

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Die Kohlenstoffabscheidung und -bindung in all ihren verschiedenen ineffektiven, ineffizienten und teuren Formen erlebt einen weiteren Hype-Zyklus. Es hat sich nichts wirklich geändert. Die Probleme bestehen immer noch. Die Alternativen sind immer noch besser. Das Einsatzpotenzial ist noch gering. Und so die CCS Redux-Reihe, in der alte CCS-Artikel mit geringfügigen Änderungen neu veröffentlicht werden.

Kürzlich [in 2019], ein Unternehmen namens Carbon Engineering, erhielt von einem Trio großer Fossilbrennstoffkonzerne eine Investition von 68 Millionen US-Dollar für seine Lösung zur CO2-Abscheidung aus der Luft. Dies löste einen Fünfteiler aus CleanTechnica Serie über Carbon Engineering, seinen Ansatz und warum es keine ernsthafte Antwort auf die globale Erwärmung ist. Der Prozess der Recherche der Serie und der Diskussionen rund um sie warf die Frage auf, was uns die gesamten globalen Investitionen in die Kohlenstoffabscheidung und -bindung gebracht haben. Die Antwort ist düster, aber es gibt eine großartige Nachricht, die aus der rußigen Asche der Kohlenstoffabscheidung hervorgeht.

Wind- und Solarenergie verdrängen jedes Jahr etwa 35-mal so viel CO2 wie die gesamte globale Geschichte von CCS

Der erste Teil des Puzzles besteht darin, herauszufinden, wie viel weltweit für CO2-Abscheidungsprogramme ausgegeben wurde. Zu diesem Punkt gibt es keine guten öffentlich zugänglichen Quellen, aber es gibt mehrere Pressemitteilungen zu Großinvestitionen. Wo offensichtlich Arbeit geleistet wurde, aber keine Dollarwerte, war eine Extrapolation erforderlich, sodass es sich bei den Zahlen für China und den Nahen Osten um Näherungswerte handelt. Dabei handelt es sich lediglich um Kapitalkosten ohne Betriebskosten, und es werden Millionen Tonnen bewegt. Daher sind die Betriebskosten nicht trivial und werden auch nicht in leicht zugänglichen Quellen angegeben. Der Großteil dieses Geldes wurde im letzten Jahrzehnt ausgegeben.

Der Aufbau erreicht nahe genug 7,5 Milliarden US-Dollar, um für die Zwecke der Analyse aufgerundet zu werden.

Es gibt eine globale Organisation mit etwa 40 Mitarbeitern, die sich der Berichterstattung über die CO2-Abscheidung und der Erstellung begeisterter Erfolgsberichte widmet: das Global CCS Institute. Sie behauptet, „eine internationale Klimaschutzorganisation zu sein, deren Aufgabe es ist, den Einsatz von CCS als unverzichtbare Technologie zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Gewährleistung der Energiesicherheit zu beschleunigen.“ Eine Überprüfung seiner Mitgliederzahl zeigt, dass es viele große Unternehmen im Bereich der fossilen Brennstoffe gibt, und der Anspruch auf Energiesicherheit ist eine interessante Ergänzung zu seinem Mandat. Es scheint eher ein PR-Arm der fossilen Brennstoffindustrie zu sein, insbesondere nach der Überprüfung der Ergebnisse der globalen Kohlenstoffabscheidung.

Es überrascht vielleicht nicht, dass das Global CCS Institute wirklich hart daran arbeitet, nicht einmal über die Kapitalkosten zu sprechen. In den Berichten wird von der großartigen Arbeit gesprochen, die zur Kostensenkung geleistet wird, ohne tatsächlich anzugeben, wie viel Geld ausgegeben wurde und wie viel Kohlenstoff gebunden wurde.

Das Global CCS Institute unterhält eine Datenbank mit „großen“ Anlagen zur Kohlenstoffabscheidung. Es erfasst meist nicht die tatsächliche Sequestrierung, sondern lediglich das jährliche Potenzial. Das „große“ steht in Anführungszeichen, weil es nur 19 davon gibt und nur drei von ihnen eine Million Tonnen pro Jahr überschreiten. Das Ausmaß des Problems liegt in Gigatonnen. Wenn also insgesamt drei Anlagen größer als vier Größenordnungen zu klein sind, ist die Bezeichnung „groß“ bestenfalls relativ und in Wirklichkeit eine Fehlbezeichnung. Es war notwendig, die Daten zu extrahieren und die potenzielle Nettosequestrierung zu extrapolieren.

Nur Norwegen scheint es ernst zu nehmen, und das ist immer noch auf einem ziemlich trivialen Niveau. Die CO2-Speicheranlagen Sleipner und Snøhvit sind seit ein bis zwei Jahrzehnten in Betrieb und haben etwa 30 Millionen Tonnen CO2 gebunden.

Im nächsten Teil der Analyse ging es darum, den CO2-Vermeidungswert zu bewerten, wenn man das gleiche Geld stattdessen für die Windenergie ausgibt. Es wurden zwei Ansätze verfolgt. Die erste war eine 1-Jahres-Betrachtung, da der Großteil der Investitionen zu diesem Zeitpunkt getätigt wurde. Die zweite war eine 5-Jahrzehnte-Ansicht, in der Windinvestitionen auf die Zeit abgestimmt wurden, als Anlagen zur CO2-Abscheidung in Betrieb gingen.

Wieder einmal wurden die Ansätze zur Kohlenstoffabscheidung großzügig behandelt. In diesem Jahrzehnt wurden etwa 22 Millionen Tonnen CO2 durch in Betrieb genommene Anlagen gebunden. Es wurde davon ausgegangen, dass jede CCS-Anlage in jedem Jahr des Jahrzehnts, in dem sie aktiv war, maximale Jahresergebnisse erzielte, obwohl nur wenige von ihnen dies erreicht haben. Ein Beispiel dafür ist der Boundary Dam in Kanada, der versehentlich ein Jahr lang mit 40 % betrieben wurde, ohne dass es jemand bemerkte. In mindestens einem Fall zählte der Ansatz für CCS den größten Teil eines Jahres, wenn er im November des Jahres eingeführt wurde. Die einzigen Schwierigkeiten, die CCS auferlegt wurden, waren eine genaue Erfassung des Prozentsatzes, der tatsächlich sequestriert wird, wenn es für EOR verwendet wird, und der Ausschluss historischer Auffanganlagen in der 10-Jahres-Ansicht, aber das wird in der 50-Jahres-Ansicht berücksichtigt.

Die Windenergieerzeugung war auf Standorte an Land beschränkt. Es wurden etwas veraltete Kennzahlen für die Kapitalkosten der Windenergie (2 Millionen US-Dollar pro MW) verwendet. Es wurde davon ausgegangen, dass die Winderzeugung im Gegensatz zu den Great Plains der USA bei durchschnittlichen Windverhältnissen erfolgt, sodass deren Kapazitätsfaktoren nur 40 % betrugen. Die Ausgaben wurden in jüngerer Zeit stärker belastet als in der Vergangenheit. Die vermiedene Erzeugung fossiler Brennstoffe wurde mit 1:1 pro MWh angenommen, für den ersten Schnitt wurde jedoch angenommen, dass es sich um eine gleichmäßige Mischung aus Kohle- und Gaserzeugung für 0,8 Tonnen Emissionen pro MWh handelt. Mit diesen Einschränkungen erhält die CO2-Abscheidung jede Gelegenheit, ihren Wert unter Beweis zu stellen.

Wenn unter diesen großzügigen Bedingungen im letzten Jahrzehnt 7,5 Milliarden US-Dollar für Windenergie anstelle von CCS ausgegeben worden wären, wären etwa 50 % mehr CO2 vermieden worden, als wenn man das gleiche Geld für die Sequestrierung ausgegeben hätte. Etwa 33 Millionen Tonnen CO2 wären durch fossile Brennstoffquellen nicht emittiert worden, während etwa 22 Millionen Tonnen durch neuere Systeme abgeschieden wurden.

Wenn die vermiedene Erzeugung ausschließlich aus Kohle mit 1,1 Tonnen CO2 pro MWh bestünde, dann läge das vermiedene CO2 im Bereich von 50 Millionen Tonnen CO2. Würde es Kohle und Gas entsprechend ihrem Anteil von 38,3 % bzw. 23,1 % an der weltweiten Erzeugung ersetzen, läge die Vermeidung bei etwa 40 Millionen Tonnen.

Davon ausgenommen sind die langjährigen (und recht günstigen) norwegischen Ansätze, da sie außerhalb des Grenzwerts liegen, sowie langfristig optimierte Ölgewinnungsanlagen wie die US-amerikanische Shute Creek Gas Processing Plant, die seit 1986 CO2 zur verbesserten Ölförderung abpumpt .

Um zu vermeiden, dass große Sequestrierungspläne ausgeschlossen werden, ist die 50-Jahres-Perspektive nützlich, da ab 1972 in jedem Jahr, in dem eine große CCS-Anlage ans Netz geht, etwa gleich viel Kapital für Windparks statt für die Sequestrierung ausgegeben wird. Auch hier wurde davon ausgegangen, dass die Anlagen in Betrieb sind Bei maximaler Sequestrierung pro Jahr wurden die zweifellos höheren Betriebskosten außer Acht gelassen und von null Leckagen im Prozess, auch im Langzeitlager, ausgegangen. Für die Winderzeugung wurde der Kapazitätsfaktor für ältere Windparks von 40 % im ursprünglichen Modell auf 30 % gesenkt. Da die Tabelle zu groß ist, werden die Ergebnisse zusammengefasst. Wenn sich jemand die zugrunde liegenden Daten im Detail ansehen möchte, stehen sie zur Verfügung.

Wenn statt der verschiedenen CCS-Systeme jedes Jahr eine Windkraftanlage gebaut worden wäre, wären rund 122 Millionen Tonnen CO2 eingespart worden, statt der sehr großzügigen 85 Millionen Tonnen, die die Systeme verwalteten. Das sind 37 Millionen Tonnen oder 43 % mehr. Ehrlich gesagt war es überraschend zu sehen, dass selbst bei großzügiger Kohlenstoffabscheidung so viel erreicht wurde.

Wenn die vermiedene Erzeugung ausschließlich aus Kohle mit 1,1 Tonnen CO2 pro MWh bestünde, dann läge das vermiedene CO2 im Bereich von 170 Millionen Tonnen CO2, doppelt so hoch wie im Best-Case-Szenario für CCS. Würde es Kohle und Gas entsprechend ihrem Anteil von 38,3 % bzw. 23,1 % an der weltweiten Stromerzeugung ersetzen, läge die Vermeidung bei etwa 130 Millionen Tonnen, also über 50 % besser.

Ein weiterer Kontext: Allein im Jahr 2017 beliefen sich die weltweiten Öl- und Gaseinnahmen auf etwa 2 Billionen US-Dollar. Sie haben es geschafft, die Regierungen dazu zu bringen, einen Großteil der Kosten für die CO2-Abscheidung zu übernehmen. Gehen wir davon aus, dass ihnen eine Deckung von 25 % gelungen ist, was wiederum zu großzügig ist. Aus den 7,5 Milliarden US-Dollar bei 75 % über 10 Jahre werden etwa 600 Millionen US-Dollar pro Jahr. Eine kleine Rechnung zeigt uns, dass CCS bestenfalls 0,03 % des weltweiten Jahresbudgets für Öl und Gas verbraucht. Interessanterweise ist das ungefähr genau der Betrag, den drei große Öl- und Gaskonzerne kürzlich in das Direct-Air-Capture-Unternehmen Carbon Engineering „investiert“ haben.

Sieht das seriös aus? Oder sieht das nach PR-Dollars für eine gesellschaftliche Lizenz aus, weiterhin Öl zu pumpen?

Derzeit gibt es weltweit etwa 600 GW Windkraftkapazität. Es verdrängt jährlich etwa 1.800 Millionen Tonnen CO2, etwa 22-mal so viel wie im besten globalen Gesamtszenario für CCS. Es gibt weitere 400 GW Solarkapazität im Versorgungsmaßstab, die jährlich etwa weitere 1.200 Millionen Tonnen CO2 verdrängen. Wind- und Solarenergie verdrängen jedes Jahr etwa 35-mal so viel CO2 wie in der gesamten globalen Geschichte von CCS.

Wir sehen weltweit jährlich etwa 100 GW neue Wind- und Solarkapazität. Diese 100 GW Kapazität werden während ihrer gesamten Lebensdauer jedes Jahr etwa 300 Millionen Tonnen verdrängen. Angesichts der etwa 30-jährigen Lebensdauer bauen wir jedes Jahr Wind- und Solarkapazitäten auf, die etwa 9.000 Millionen Tonnen CO2 ersetzen werden, mehr als das Hundertfache der gesamten Geschichte der globalen Kohlenstoffabscheidung. Und wiederum betragen die Betriebs- und Wartungskosten von Wind- und Solarenergie nur einen Bruchteil der CCS-Ansätze.

CCS ist ein Rundungsfehler bei der Eindämmung der globalen Erwärmung. Es ist schwer vorstellbar, wie es möglicherweise mehr sein könnte. Und es verdeutlicht deutlich die bedauerliche Realität, dass das IPCC im Hinblick auf den Umgang mit der globalen Erwärmung viel zu sehr auf Ansätze zur Kohlenstoffabscheidung und -bindung angewiesen ist.

Verweise: