Transport des abgeschiedenen CO₂’s zu einer geeigneten Endlagerstätte

Wie man der untenstehenden Abbildung entnehmen kann ist der Transport in Landpipelines in den meisten Anwendungsfällen die wirtschaftlich sinnvollste Transportmöglichkeit. Erst ab einer Entfernung von mehr als 1500 km zwischen Kraftwerk und Endlager wird ein Schiffstransport – falls überhaupt möglich – günstiger. Dazu muss das CO2 entweder verflüssigt oder verfestigt werden. Durch einfache Entspannung (Druckerniedrigung) kann nur das beim TCA-Prozess abgeschiedenen CO2 direkt und ohne zusätzlichen Energieaufwand in Trockeneis (festes CO2) umgewandelt und anschließend abtransportiert werden. Bei einem 400 MW-Kraftwerk müssen 36 (GuD) bzw. 105 (BoA) kg CO2 pro Sekunde gasförmig transportiert werden. Bei Transport in einer Pipeline und einem Gasdruck, der nur knapp über Atmosphärendruck liegt (Abscheidedruck bei den bisherigen CCS-Verfahren) müsste die dafür notwendige Pipeline einen Durchmesser von 3,5 m besitzen, wodurch die Herstellungskosten der Pipeline exorbitant teuer würden. Bei einem Druck von 100 bar (Abscheidedruck TCAVerfahren) läge der Pipeline Durchmesser bei 15 cm. Das Optimum zwischen Pipelinedurchmesser, Betriebs- und Herstellungskosten liegt bei ca. 0,3 m. Die Transportkosten des CO2 betragen in diesem Falle bei 1 € pro t pro 250 km Pipelinelänge. 

Einlagerung des abgeschiedenen CO2’s in einer geeigneten Endlagerstätte

Die Verwendung von CO2 als wertvoller Rohstoff steckt noch in den Kinderschuhen, so dass die anfallende Menge an CO2 die derzeit als Rohstoff benötigte Menge bei weitem übersteigt. Der Forschungsschwerpunkt muss in den nächsten Jahren daher darauf gelegt werden CO2 als wertvollen Rohstoff verstärkt zu nutzen um im Idealfall dessen Einlagerung zu vermeiden.

Eine Speicherung des CO2 ist in ausgebeuteten Gas- oder Erdöllagerstätten, in salinen Aquiferen oder im Meeresuntergrund möglich. Die CCS-Technologie wird im industriellen Maßstab bereits seit 1996 vor der Küste Norwegens eingesetzt. Weitere CO2-Speicher wurden seitdem vor allem in Nordamerika in Betrieb genommen. Laut Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ist für sorgfältig erkundete und für geeignet befundene Standorte bei ordnungsgemäßem, dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechenden Betrieb davon auszugehen, dass dieEnergietechnik Kirchner GmbH Speicherung von CO2 im geologischen Untergrund mit nur geringfügigen Risiken behaftet ist. Hierbei sei anzumerken, dass zumindest ausgeschöpfte Erdöl- und Erdgasgasvorkommen ideale Speicherorte sind, da sie nachweislich über Millionen von Jahren das Gas und Öl sicher gespeichert hatten und bereits seit Jahren als Zwischenspeicher für Erdgas genutzt werden.

Praktische Erfahrungen, technisches know how und -Equipment für die Verpressung von CO2 in geologischen Formationen sind heutiger Standard bei der Erdgasförderung und können sofort übertragen werden.

Lagerung in Deutschland

In Deutschland existiert eine Ablehnung einer CO2-Speicherung im eigenen Umfeld und die Einlagerung wird daher von Teilen der Bevölkerung behindert. Das St. Florian-Prinzip anzuwenden, gleichzeitig jedoch nicht auf den Energiekonsum verzichten zu wollen und CO2 in gleichem Maße wie bisher in die Atmosphäre einzubringen, führt zu einer umso früher und heftigerer eintretenden Klimakatastrophe. Eine unterirdische Speicherung von CO2 ist daher alternativlos. Zu dieser Erkenntnis kommt auch die Deutsche Bundeskanzlerin Angela Merkel. Sie stellte beim Petersberger Klimadialog 2019 fest, dass es auch 2050 noch CO2- Emissionen geben wird. Deshalb muss man „alternative Mechanismen finden, wie man das CO2 speichern oder kompensieren kann“. Da jedoch ein Aufforsten in den Industrieländern nur begrenzt möglich sei, müsse das neu gebildete Klimakabinett über CO2-Speicher reden.

Wie der nebenstehenden Abbildung zu entnehmen ist, liegt die optimale Tiefe für ein möglichst kompaktes Einlagern zur optimalen Ausnutzung des vorhandenen Speichervolumens bei Einbringungstiefen unterhalb von 800 m, wofür ein Speicherdruck des CO2 von mindestens 80 bar benötigt wird.

Energieeffizienz des TCA-Verfahrens

Beim TCA Verfahren wird das CO2 bei einem Druck von 100 bar abgeschieden und ist somit bereits optimal zum Transport und zur Verpressung vorbereitet.

Bei den übrigen CO2 Abscheideverfahren liegt der Druck des abgeschiedenen CO2´s bei 1 bar und muss daher auf 100 bar nachverdichtet werden. Je nach Kraftwerkstyp liegt der CO2 Anteil des Rauchgases zwischen 20-30%. Die zur Nachverdichtung notwendige Energie beträgt 30-45% des kompletten Energiebedarfs des TCA-Prozesses. Allein dadurch ist der TCA-Prozess sämtlichen anderen Abscheideprozessen weit überlegen!