In der Schweiz produziertes CO2 wird in Island in Kalkstein umgewandelt

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Im Rahmen des Pilotprojekts DemoUpCarma wird Schweizer CO2 in Island mit Meerwasser vermischt und dann in den Untergrund gepumpt, wo es sich an Basalt bindet und innerhalb weniger Jahre Kalkstein bilden soll.

KEYSTONE/© KESTONE / ANTHONY ANEX

Versuche, Kohlendioxidemissionen umweltschädlicher Industrien unter der Erde oder im Meer zu speichern und dann zu beseitigen, nehmen zu. In der Schweiz werden mehrere Möglichkeiten geprüft, darunter ein CO2-Umsetzungsprojekt in Island. Aber lohnen sich die Kosten und die Komplexität des Prozesses?

Dieser Inhalt wurde veröffentlicht am

10. Mai 2024 – 09:02

CO2 aus industriellen Aktivitäten aufzufangen, um es in Gestein umzuwandeln, bevor die Emissionen in die Atmosphäre gelangen: Dieser Ansatz wird derzeit von Wissenschaftlern in der Schweiz im Rahmen eines Projekts zur Lagerung dieses Materials aus der Stahlindustrie oder der Abwasseraufbereitung untersucht. Denken Sie daran, dass Bern bis 2050 einen Treibhausgasausstoß von Null anstrebt.

Das abgeschiedene CO2 würde nicht in der Schweiz, sondern in Island in geologischen Reservoirs gespeichert. „Das Interesse an diesem technisch realisierbaren Projekt ist bereits groß“, stellt Marco Mazzotti, Koordinator dieses innovativen Projekts und Professor für Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ), fest.

„Auch wenn die eingelagerten Mengen nur geringe Auswirkungen auf das Klima haben, konnten wir hier dank der gemeinsamen Anstrengungen von 23 Universitäten, Forschungsinstituten und Unternehmen, die sich im Projekt DemoUpCARMA zusammengeschlossen haben, zumindest schon eine ganze Reihe von Problemen lösen“, sagte er sagt.

In der Praxis wird CO2 in der Hauptabfallbehandlungsanlage in Bern abgeschieden und anschließend verflüssigt. Anschließend wird es per Lkw in rund zwanzig Tonnen schweren Containern nach Deutschland und anschließend per Bahn in die Niederlande transportiert. Auf dem Seeweg erreicht er die Endstation Island. Von der Hauptstadt Reykjavik wird das Material schließlich zu einer Station im Westen des Landes transportiert. Für diese 2.400 km lange Fahrt, die auch Emissionen verursacht, werden fünf Wochen benötigt. Doch das Forscherteam, das die Berechnungen durchgeführt hat, ist überzeugt, dass sich der Ansatz im Großen und Ganzen rechnet.

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ETHZ

Konzentrieren Sie sich auf die unterirdische Lagerung

Bisher wurden rund hundert Tonnen CO2 von der Schweiz nach Island verschifft, einer Region, die aufgrund des Basaltvorkommens eine ideale Region für diese Speicherung darstellt. Dieses dunkelgraue, poröse Gestein besteht aus erkaltender vulkanischer Lava und enthält viel Kalzium, Magnesium und Eisen.

Am Küstenstandort Helguvík wird Schweizer CO2 mit Meerwasser aus einem Brunnen vermischt. Anschließend wird die gasförmige Flüssigkeit von einem örtlichen Unternehmen bis zu 300–400 Meter tief injiziert, sodass sich das Material mit dem Basalt verbindet und nach mehreren Jahren Kalkstein bildet. Das so verfestigte CO2 hat den Vorteil, dass es dauerhaft gespeichert werden kann. Bis zum Herbst werden weitere Lieferungen und Injektionsversuche sowie eine wissenschaftliche Überwachung stattfinden.

Die CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS) galt lange Zeit als komplizierter, teurer und weniger nützlicher Mechanismus zur Bekämpfung der globalen Erwärmung und wird nun vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Evolutionsfragen (IPCC) und der Internationalen Energieagentur (IEA) als notwendige Maßnahme angesehen. Nach Angaben des Instituts, das diese Technik fördert, dem Global CCS InstituteExterner LinkWeltweit sind bereits mehr als 390 Projekte in Betrieb oder in der Entwicklung.

Neben erneuerbaren Energien und Energieeinsparungen arbeitet die SchweizExterner Link auf einer Reduzierung von zwölf Millionen Tonnen CO2-Emissionen aus Abfallbehandlungsanlagen, der Landwirtschaft und sogar Zementfabriken, um CO2-Neutralität zu erreichen. Bis 2030 könnten rund 500.000 Tonnen dauerhaft gespeichert werden. Und bis 2050 bis zu sieben Millionen.

Umweltschützer kritisieren diese Art von Projekten jedoch wegen ihrer Kosten und ihres Infrastrukturbedarfs. Für den WWF ist dieser Prozess keine LösungExterner Link Wunder so erhofft. „Es hat sich in Europa nicht im großen Maßstab bewährt, diese Emissionen zu bekämpfen“, sagt der Naturschutzbund.

Nathan Solothurnmann, Experte für Klima- und Energiefragen bei Greenpeace Schweiz, ist der Meinung, dass die Schweiz solche Emissionen zunächst verhindern sollte, anstatt derzeit Megaprojekte zu entwickeln. Seiner Meinung nach gibt es viele vorgelagerte Lösungen: die Verbesserung der Abfallrecyclingmethoden, der Ersatz von herkömmlichem Beton durch andere Materialien im Bausektor oder die Reduzierung der Viehbestände. „Maßnahmen, die es ermöglichen, einen erheblichen Teil der vermeidbaren Emissionen einzusparen“, argumentiert er.

Herausforderungen in Bezug auf Infrastruktur und Verkehr

Trotz der zusätzlichen CO2-Emissionen, die beim Transport entstehen, ist das Schweizer Forschungsteam hinter diesem Projekt in Island von seinem ökologischen Beitrag überzeugt. Ihrer Meinung nach würde dieser Prozess mehr Emissionen einsparen als freisetzen. Das Team errechnete, dass von einhundert Kilo gespeichertem CO2 nur ein Fünftel beim Transport (Straße, Schiene, See) ausgestoßen würde.

Nach dem im Rahmen von DemoUpCARMA vertretenen Modell kosten die Abscheidung, der Transport und die Speicherung von CO2 300 Schweizer Franken pro Tonne (328 US-Dollar). Diese Kosten könnten durch effizientere Lagerung, Ad-hoc-Regelungen und ein besseres Transportmanagement gesenkt werden.

Bisher mussten sich Marco Mazzotti und sein Team vor allem mit regulatorischen und rechtlichen Fallstricken auseinandersetzen. Und viele Anleger warten ab, wie sich Technologien, Märkte und Regeln entwickeln, bevor sie sich engagieren.

Eine schwierige Situation laut dem Bundesamt für Umwelt (BAFU), das dieses Projekt in Island mitfinanziert. „Unternehmen, die CO2 ausstoßen, wollen es nur dann abscheiden, wenn die Infrastruktur, insbesondere für Transport und Lagerung, vorhanden ist. Diese können aber nur entwickelt werden, wenn es genügend Kunden gibt, die CO2 abscheiden und verkaufen können“, fasst Sophie Wenger, Projektleiterin beim BAFU, im Gespräch mit dem Deutschschweizer Radio SRF zusammen.

Steinproben ohne CO2-Injektion (unten) und mit CO2-Injektion aus dem DemoUpCARMA-Pilotprojekt in der Nähe von Reykjavik, Island, 16. Mai 2023.

KEYSTONE/© KESTONE / ANTHONY ANEX

Dieser Mechanismus, der sich in Nordamerika etabliert hat, hat mittlerweile auch in Europa seine Anhänger. In der Nordsee sollen mehrere laufende Projekte zeigen, dass es grenzüberschreitende Lösungen gibt. Beginnend mit dem Greensand-ProjektExterner Link letztes Jahr gestartet. CO2-Emissionen aus Belgien werden in ein ausgetrocknetes Ölfeld unter der Nordsee auf dänischer Seite injiziert.

In Brüssel werden wir aktiv. Die Europäische Union hat kürzlich ihre Strategie veröffentlichtExterner Link des industriellen Kohlenstoffmanagements (Industrial Carbon Management Strategy), gekoppelt mit einer StudieExterner Link für den Ausbau der Infrastruktur, insbesondere von Pipelines zur Sicherstellung des CO2-Transports. Ziel: In Zukunft nicht mehr auf Straße und Schiene zurückgreifen zu müssen. Doch die Schweiz ist in diese Pläne nicht einbezogen, was Marco Mazzotti bedauert.

„Es ist traurig zu sehen, dass solche Pipelines an der Schweiz vorbeigeführt werden müssen, weil auf einer bestimmten Ebene keine Zusammenarbeit aufgebaut werden konnte. Wir können nicht alleine handeln und müssen mit Europa zusammenarbeiten“, argumentiert er.

CO2 im Schweizer Boden speichern?

Gelingt dies nicht, fördern die Schweizer Behörden die Umsetzung solcher Projekte, allerdings auf lokaler Ebene und langsamer. Im Norden des Landes wurde ein ehemaliges Endlager, in dem radioaktive Abfälle vergraben waren, als zukünftiger Lagerstandort ausgewiesen, Tests sind für 2030 geplant. In der Schweiz ist das Lagerpotenzial gering. Nach Angaben des Bundesamts für Energie (BFE) werden solche Standorte nicht in Betrieb seinExterner Link vor 15-20 Jahren. Derzeit finden nur Erkundungen statt.

Der Bund setzt deshalb auf Optionen im Ausland bis 2030. Zur Einhaltung des Völkerrechts hat die Regierung bereits die Weichen gestellt. Aufgrund der Ergänzung des Londoner Protokolls zur Abfalldeponie im Jahr 2009 hat die Schweiz seit letztem Januar das Recht, CO2 zu exportieren, um es im Meeresboden anderer Länder zu speichern. Um diesen Vorsprung zu festigen, wurden bereits Abkommen mit Schweden, den Niederlanden und Island unterzeichnet. Und derzeit werden Gespräche mit Norwegen geführt.

Negative Emissionstechnologien (NET) und Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS)

Es werden Technologien benötigt, um CO2 einzufangen bzw. zu entfernen und dauerhaft zu speichern. Carbon Capture and Storage (CCS) erfasst und speichert fossiles und industrielles CO2 in Anlagen wie Abfallbehandlungsanlagen, um Emissionen zu reduzieren, während Negativ-Emissions-Technologien (NET) darauf abzielen, CO2 dauerhaft aus der Atmosphäre zu entfernen.

Zu den Technologien für negative Emissionen zählen unter anderem Aufforstung und Wiederaufforstung, Landbewirtschaftung zur Erhöhung und Bindung von Kohlenstoff in Böden durch Zusatzstoffe wie Biokohle, Bioenergieproduktion mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS), Verbesserung der Klimaverwitterung und direkte CO2-Abscheidung aus der Umgebungsluft CO2-Speicherung (DACCS) und Meeresdüngung zur Erhöhung der CO2-Emissionen.

Laut dem Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) erfordert die Erreichung der Ziele des Pariser Abkommens neben einer erheblichen Reduzierung der Treibhausgasemissionen auch einen sehr schnellen weltweiten Ausbau der CCS- und NET-Technologien.

„Schweizer Unternehmen haben nun die Möglichkeit, diese Möglichkeit der CO2-Speicherung im Rahmen privater Vereinbarungen mit ausländischen Lieferanten, insbesondere in der Nordsee, zu nutzen“, bestätigt BAFU-Sprecher Robin Poëll.

Davon könnten Projekte profitieren, die von der Stiftung Klimarappen Schweiz, einem Verein von Unternehmen zur Kompensation von CO2-Emissionen, gefördert werden. Gleiches gilt für die Abfallverwertungsindustrie, die sich im Rahmen einer Vereinbarung zur CO2-Abscheidung bis 2030 verpflichtet hatExterner Link mit dem Bund abgeschlossen.

Darüber hinaus nehmen Schweizer Unternehmen bereits am Emissionshandelssystem der Europäischen Union teil, beispielsweise Zementhersteller, die ab 2025 auch von Gutschriften für die Abscheidung und Speicherung von CO2 im Meeresboden profitieren könnten.

Nathan Solothurnmann ruft die Schweizer Behörden zur Vorsicht auf. Ein überstürzter Einstieg in diese Technologien könnte auf lange Sicht eine perverse Wirkung haben, da es keinen Anreiz mehr gäbe, die Emissionen ernsthaft zu reduzieren oder andere natürliche Alternativen zu prüfen, glaubt er. Mit dem Risiko, „dass große Geldsummen in den Aufbau von Erfassungs- und Speicherinfrastrukturen gesteckt werden, ohne dass es einen Weg zurück gibt“.

Aus dem Englischen übersetzt von Alain Meyer/rem

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