Kann die Kohlenstoffabscheidung Teil der Klimalösung sein?

Dies ist der letzte Teil der Visionäre Seriedas sich mit Persönlichkeiten befasst, die versuchen, unsere Lebensweise zu verändern.

Jedes Jahr pumpt der Mensch rund 50 Milliarden Tonnen Kohlendioxid und andere Treibhausgase in die Atmosphäre. Laut zahlreichen aufeinanderfolgenden und zunehmend überzeugenden Berichten des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen muss diese Zahl bis 2050 auf null sinken, um die schlimmsten Auswirkungen eines sich erwärmenden Planeten zu vermeiden.

Aber nach Jahrzehnten der Untätigkeit angesichts dieses wissenschaftlichen Konsenses sind die Emissionen so stark angestiegen, dass wir mit Reduzierungen durch Dinge wie die Steigerung der Energieeffizienz und den Übergang zu erneuerbarem Strom nur so weit kommen werden. „Wir wissen, wie man 40 Gigatonnen macht“, sagte Julio Friedmann vom Center on Global Energy Policy an der Columbia University. „Das bedeutet, dass Sie 10 Gigatonnen Abtrag benötigen.“

Er bezog sich auf die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, bekannt als CCS – im Wesentlichen wird das Kohlendioxid aus der Atmosphäre oder aus seiner Emissionsquelle zurückgesaugt und irgendwo eingeschlossen.

Vor fast zwei Jahrzehnten erkannte Jennifer Wilcox, dass die Entfernung der Schlüssel zum Erreichen von Netto-Null-Emissionen sein würde. Als Professor für Chemieingenieurwesen an der Stanford University erkannte Dr. Wilcox, dass naturbasierte Lösungen – das Pflanzen von Bäumen und die Sanierung von Feuchtgebieten, die beide wirklich gut Kohlendioxid absorbieren – nur so viel bewirken könnten: Kohlenstoff müsste auch eingefangen werden aus der Luft. Also schrieb sie 2012 das Lehrbuch darüber, wie es gemacht wird. Die National Academies of Science kamen 2018 auf den Standpunkt von Dr. Wilcox und berichteten, dass Technologien entwickelt und weiterentwickelt werden müssten, um die benötigte Menge zu entfernen.

Frau Wilcox, 45, hat jetzt eine führende Rolle im Büro für fossile Energie und CO2-Management des US-Energieministeriums inne, wo sie genau damit beauftragt ist. Aber 10 Milliarden Dollar in Investitionen in die CO2-Abscheidung und -Speicherung zu investieren, ist nur ein Teil der Arbeit. Bewährte Technologien müssen kostengünstig und in großem Maßstab hergestellt und in einigen Fällen in andere Systeme integriert werden. Sie müssen sowohl an Kohlendioxidquellen wie Kraftwerken und Fabriken als auch in freier Wildbahn durch Systeme eingesetzt werden, die als direkte Luftabscheidung bekannt sind. Und es müssen Orte gefunden werden, an denen das aufgefangene Gas über Jahrhunderte gespeichert werden kann, was schwierig werden kann. Dr. Wilcox „hat jeden Aspekt dieses Arbeitsweges beschrieben“, sagte Dr. Friedmann, der sie seit Jahrzehnten kennt. „Sie wacht jeden Tag auf und denkt darüber nach, wie wir saubere Energietechnologien einsetzen.“

Dieses Interview wurde bearbeitet und gekürzt.

Was hält heute die CO2-Abscheidung und -Speicherung zurück? Ist es die Technik?

Arten der Kohlenstoffabscheidung werden oft miteinander vermengt. Es gibt die Punktquellen-Kohlenstoffabscheidung, die eine bestehende Anlage nachrüstet und verhindert, dass Emissionen in die Atmosphäre gelangen. Dann gibt es Kohlendioxidentfernung – direkte Luftabscheidung. Technologie für beide Ansätze existiert.

Aber dann stellt sich die Frage, was macht man mit dem ganzen CO2? Der einzige Ansatz, der skaliert, sind die erschöpften Öl- und Gaslagerstätten: sie tief in den Untergrund zu injizieren. Also für mich liegt es absolut nicht an der Technik.

Ist die Untertagespeicherung langfristig sicher, realisierbar und wirtschaftlich?

Die tiefe unterirdische Speicherung von CO2 ist nicht neu – die Ölindustrie tut dies seit fast 40 Jahren durch verbesserte Ölförderung, die heute eine Aktivität im kommerziellen Maßstab ist. Durch diese Branche haben wir Fachkenntnisse in der sicheren Speicherung erworben, und die gleichen Fähigkeiten, Arbeitskräfte und Fachkenntnisse werden für spezielle CO2-Speicherprojekte gelten. Ähnliche Einfangmechanismen, die es Öl und Gas ermöglichten, sich über Millionen von Jahren tief im Untergrund zu bilden, werden letztendlich CO2 einfangen, wenn wir daran arbeiten, den Kohlenstofffluss zurück in den Untergrund umzukehren, und wir arbeiten daran, die Infrastruktur auszubauen.

Wo werden Ihrer Meinung nach die CO2-Abscheidung und -Speicherung in 10 Jahren stehen? Sehen Sie bis dahin Point-Source-Systeme?

Ich sehe, dass CCS in einem Jahrzehnt an industriellen Punktquellen eingesetzt wird, die heute schwer zu dekarbonisieren sind – hauptsächlich Zement und in einigen Fällen Stahl. Die CO2-Abscheidung in einem Zementwerk trägt wirklich dazu bei, die CO2-Intensität dieses Produkts zu senken. Und wir sehen uns auch Zellstoff und Papier an.

Wollen Kunden CO2-armes Papier kaufen?

Ja. Apple, Amazon – alle, die viel Papier verbrauchen. Sie sind bereit, für kohlenstoffarme Lieferketten zu zahlen, aber die gibt es heute nicht. Sie müssen also für eine sehr teure Kohlenstoffentfernung bezahlen.

Und mein Punkt ist: Wie wäre es mit der Finanzierung von kohlenstoffarmem Zement, kohlenstoffarmem Stahl, kohlenstoffarmem Papier, indem man CCS zu ihrer Produktion hinzufügt? Es ist viel billiger, die Emissionen zu vermeiden, als sie danach wieder herauszunehmen. Ich glaube nicht, dass diese Sektoren heute schwer zu dekarbonisieren sind.

Ich sehe die CO2-Abscheidung absolut nicht als das Instrument zum Ausgleich von Emissionen, von denen wir wissen, wie sie dekarbonisiert werden können. Aber die Frage zu stellen, wer bereit ist, für diese Projekte zu bezahlen, kann dazu beitragen, einige von ihnen voranzutreiben, und das überparteiliche Infrastrukturgesetz, das Präsident Biden im November unterzeichnet hat, wird mindestens zwei Demonstrationen unterstützen.

Als wir vor anderthalb Jahren sprachen, sagten Sie: „Es muss staatliche Ausgaben, Anreize und Investitionen geben, die damit verbunden sind, einen wirtschaftlichen Nutzen daraus zu ziehen, mehr Kohlenstoff in die Erde zu bringen als Produkte, die produziert werden, wenn wir sie verwenden.“ Nun, das ist eigentlich Ihre Stellenbeschreibung.

Können Sie es glauben? Danke, dass du mich daran erinnerst. Denn ehrlich gesagt ist das ein harter Job. Aber ich bin jeden Tag so dankbar, dass ich für diese Position ausgewählt wurde. Meine bisherige Arbeit hat nur modellhafte Hochrechnungen der möglichen Kosten geliefert, aber die Realität ist, dass wir die Finanzierung brauchen, um sie tatsächlich zu bauen. Und es muss transparent sein, damit die Policen den richtigen Preis für den Privatsektor haben, um ihn dann den Rest des Weges zu übernehmen. Die Arbeit des Office of Fossil Energy and Carbon Management kann die kostspieligeren ersten Demonstrationen ihrer Art aufbauen.

Wie setzen Sie Ihre Vision durch die Regierungsbürokratie um?

Wir haben die Mission auf den Kopf gestellt. Die frühere Mission des Office of Fossil Energy bestand darin, die Produktion fossiler Brennstoffe im Inland zu steigern. Jetzt konzentriert es sich darauf, in Ansätze und Technologien zu investieren, die die Klima- und Umweltauswirkungen unserer anhaltenden Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen minimieren.

Was sind Ihrer Ansicht nach die Herausforderungen für die CO2-Abscheidung und -Speicherung für einen breiten Einsatz in dem Umfang, der erforderlich ist, um eine Entfernung von 10 Gigatonnen pro Jahr zu erreichen?

Der Mangel an Bildung und effektiver Kommunikation. Ein Beispiel, das ich in meinem Lehrbuch habe, ist, dass die gleiche Chemie, die CO2 einfängt, auch die sauren Regengase, Schwefeloxide und Stickoxide einfängt, die auch die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Die erste Stufe der Kohlenstoffabscheidung besteht tatsächlich darin, die Feinstaubpartikel zu beseitigen. In einigen Gemeinden, in denen diese Technologie eingesetzt werden könnte, gibt es Bedenken hinsichtlich der Luftverschmutzung, daher ist es wirklich wichtig, diese Aspekte zu verstehen. Und ein Teil dessen, was wir in dieser Verwaltung tun, besteht darin, Projekte sehr sorgfältig zu zitieren und sicherzustellen, dass wir sehr deutlich machen, dass es Vorteile gibt, die die Gemeinschaften sehen werden.

Eine mögliche Verwendung für das durch CCS abgeschiedene CO2 besteht darin, es in Ölquellen zu injizieren, um die Gewinnung fossiler Brennstoffe zu erleichtern. Was entgegnen Sie Kritikern, die argumentieren, dass die CO2-Abscheidung und -Speicherung eine Lizenz für Öl- und Gasunternehmen zur Umweltverschmutzung sein kann und dass es angesichts der Notwendigkeit, sich auf die Reduzierung von Emissionen zu konzentrieren, eine gefährliche Strategie ist?

Ich sage, sie haben recht. Das könnte es sein. Aber bei dieser Regierung geht es darum, Leitplanken zu errichten, es geht darum, andere Metriken wie Vorteile für die Gesundheit, Vorteile für die Gemeinschaften und die Verringerung der Luftverschmutzung zu bewerten. Aber wenn wir kurzfristig abgelenkt sind und denken, dass die Nutzung für die Gewinnung fossiler Brennstoffe das einzige Ergebnis dieser Investitionen ist, dann sind wir eingefroren, wir sind gelähmt und wir handeln nicht, und das ist noch schädlicher.

Sie züchten Hühner, bauen Gemüse an, Sie haben Sonnenkollektoren auf Ihrem Haus. Reichen die individuellen Anstrengungen zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks aus? Denken Sie, dass diese Zeit vielleicht besser investiert wäre, um Druck auf Regierungen und Unternehmen auszuüben, die Energiewende zu beschleunigen und die Entwaldung zu stoppen, da dies viel größere Treiber des Klimawandels sind?

Ich denke, alle der oben genannten. Aber ich denke, dass die individuellen Entscheidungen der Menschen eine Art der Kommunikation sind. Wenn Ihr Nachbar sieht, dass Sie Solarpanels aufstellen, sprechen Sie darüber. Und ich denke, dass das Senden einer Botschaft durch Beispiel ein wirklich entscheidendes Element ist. Bemühungen, die bei individuellen Entscheidungen der Menschen ansetzen, zeigen also letztlich Wirkung.