CO2 trägt zur Erderwärmung bei – warum wird das Gas dann nicht eingefangen, und unter Tage endgelagert? Dieser nahe liegende Gedanke wird nicht mit dem nötigen Nachdruck verfolgt, kritisieren Forscher im Journal "Science". Sie sehen in dem Verfahren eine der wenigen Möglichkeiten, sofort etwas gegen den Klimawandel zu tun – das nötige Geld werde aber nicht aufgebracht. Kritiker lehnen die "Endlagerung" ab – sie verlängere das Verfeuern von Kohle, Öl und Gas, statt neue Energiequellen zu erschließen.

Die Welt ist dabei, sich zu überhitzen. Steigt die Temperatur zwei Grad höher als zu Beginn der Industrialisierung, werden die Risiken des Klimawandels vollends unüberschaubar. Dieser Wert ist weitgehend unstrittig und gilt landläufig als das oberste dessen, was dem System Erde zugemutet werden kann. Die bei weitem effektivste Methode zum Stopp der CO2-Produktion wäre es, sofort mit dem Verbrennen von Kohle, Öl und Gas aufzuhören. Dies bedeutete aber das Ende des bestehenden Wirtschaftssystems. Bis andere Energiequellen in ausreichender Menge zur Verfügung stehen, ließe sich das klimaschädigende Gas im Kraftwerk abtrennen und unterirdisch "endlagern".

"Zu viele gute Worte"

"Dies ist womöglich die direkteste und effektivste einzelne Methode, um direkt für das Klima zu handeln", erklärt Stuart Haszeldine von der School of Geoscience an der Universität im schottischen Edinburgh. Seine Analyse im Journal "Science" ist Teil eines groß angelegten Überblicks zum Stand der sogenannten CCS-Technik (Carbon Capture and Storage, "Kohlenstoff fangen und speichern"). Derzeit würden zu viele gute Worte um das Thema gemacht, kritisiert Haszeldine. Zwar sei die Debatte um die Existenz des Klimawandels beendet. Handlungen dagegen hätten aber kaum begonnen. "Wir brauchen dringende Aktionen, wenn CCS eine große Rolle beim Klimawandel spielen soll."

Es gibt weltweit zwar einige wenige Pilotanlagen  (rund 20), die Kohlendioxid aus dem Abgas holten. Einige schafften es aber gerade, etwa 0,001 Prozent jenen CO2 abzuscheiden, das ein großes Kraftwerk freisetzt. Damit diese Technik eines Tages praktikabel wird und bei großen Kohlekraftwerken eingesetzt werden kann, sei eine Erhöhung der Forschungsgelder um das Vier- bis Zehnfache nötig. Zudem müsse noch in diesem Jahr mit der Planung immer größerer bis hin zu wirklich großen Anlagen begonnen werden – es werde viele Konstruktionszyklen brauchen, bis aus dem Labor- der benötigte 400-Megawatt-und-mehr-Maßstab reife. Um dies zu erreichen, so ergänzt Haszeldine müssten auch für die CCS-Entwicklung Preisanreize geschaffen werden – wie für die erneuerbaren Energien Wind, Wasser, Solarkraft.

CCS braucht Unterstützung der Regierungen

Nach der Kalkulation des UN-Klimarates IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, zwischenstaatlicher Rat für Klimawandel) könnte CCS 15 bis 55 Prozent jener Emissionsreduktionen ausmachen, die nötig seien, um den Anteil der Treibhausgase in der Atmosphäre bis 2100 zu stabilisieren. Finanziell attraktiv würden solche Techniken aber wahrscheinlich erst, wenn CO2-Erzeuger von ihren Regierungen zur Kasse gebeten werden.

Auch der britische Ökonom Nicholas Stern sieht in CCS eine der möglichen Hilfen. "Da man Kohlenwasserstoffe noch einige Zeit benutzen wird, müssen wir bei Gas und Kohle rasch zur CCS-Technik übergehen", schreibt er in seinem aktuellen Buch "Wie wir dem Klimawandel begegnen" (Verlag C. H. Beck, S. 66). Und ergänzt: "Wir müssen jetzt wissen, ob CCS-Technik kommerziell funktioniert und ob Transport und Speicherung von CO2 sicher sind – ohne CCS bei Kohle und Gas wird es viel kostspieliger werden, die angestrebten Konzentrationen zu halten."

33 Bilder

Panorama 05.12.09

Auf dem Berg, unter Wasser, im Eis Spektakuläre Szenen fürs Klima

Stern hatte 2006 einen nach ihm benannten Report veröffentlicht. Der empfahl auch deshalb schnelles Handeln gegen den Klimawandel, weil dessen Kosten höher seien als die wirtschaftlichen Einbußen, die heute durch rasches Eingreifen anfallen würden. Jetzt heißt es bei Stern weiter: "Atomkraft und CO2-Abscheidung haben mächtige Kritiker innerhalb der Umweltorganisationen, die für entscheidendes Handeln beim Klimaschutz eintreten. Meine persönliche Auffassung ist, wir werden alle verfügbaren Technologien brauchen." Und jede Technologie müsse beweisen, dass sie ökonomisch und sicher ist. Länder wie China, Indien und Polen würden auch in den nächsten Jahrzehnten stark auf die billige und leicht verfügbare Kohle zurückgreifen.

Steigender Energiebedarf

Die Internationale Energie-Agentur (IEA) geht von einem steigenden Energiebedarf aus. Demnach entsprach der Weltenergiebedarf im Jahr 2003 dem Energiegehalt von 10.579 Millionen Tonnen Rohöl. 2003 wurden dabei laut IEA 24,9 Milliarden Tonnen CO2 freigesetzt. 2030 werden es demnach 37 Milliarden Tonnen sein. Hierzulande stammten im Jahr 2006 nach Angaben des Verbandes der Elektrizitätswirtschaft (VDEW) insgesamt 56 Prozent des Stroms aus Braunkohle (23 Prozent), Steinkohle (21 Prozent) sowie Erdgas (12 Prozent).

Der deutsche Klimaforscher Hans Joachim Schellnhuber erwartet unterdessen einen Wettlauf zwischen Europa und den USA um die beste Technik zur unterirdischen CO2-Speicherung. "In den USA setzt man aggressiv auf CCS", sagte er kürzlich bei einer Veranstaltung zum 100-jährigen Bestehen des Energiekonzerns Vattenfall. "Die Frage ist nur, wer die Technologieführerschaft haben wird. Da wird es zu einem Wettlauf kommen, ganz klar." Umweltschützer sehen Vorstöße für die Kohlendioxid-Speicherung mit großer Skepsis. Zwei ihrer Argumente: Damit werde suggeriert, der Energieträger Kohle sei "sauber". Zudem könnte die Entwicklung der regenerativen Energien gebremst werden. "Die Speicherung von CO2 packt das Problem nicht bei der Wurzel", heißt es bei Greenpeace.

Waschen mit Stickstoff

In den USA liefert die Kohleverbrennung jährlich 300.000 Megawatt. Sie steht damit für die Hälfte des Stromverbrauchs und fast ein Drittel (30 Prozent) aller CO2-Emissionen des Landes. Das berichtet Gary Rochelle von der Universität Texas in Austin. Und untersucht in der Folge, welches derzeit das aussichtsreichste Verfahren zur CO2-Abscheidung ist und favorisiert das etwa seit 1930 bekannte "Amin-Waschen".

Amine sind chemische Abkömmlinge der wichtigen Stickstoffverbindung Ammoniak (NH3). Diese können sich schon bei Raumtemperatur mit CO2 zusammenlagern und es binden, also aus dem Gasstrom "herausschrubben". Im zweiten Schritt muss das gebundene CO2 wieder von dem Lösungsmittel getrennt – "losgekocht" – werden: Das geschieht bei großer Hitze (100 bis 120 Grad Celsius), was viel Energie nötig macht und damit den Wirkungsgrad des Kraftwerks verringert. Das CO2 wird in großer Reinheit gewonnen, mit großem Druck (100 bis 150 bar) verflüssigt und mit Pipelines abtransportiert. Das regenerierte Lösungsmittel wird in einem Kreislauf erneut eingesetzt.

48 Bilder

Panorama 11.07.09

Bald sieben Milliarden Menschen Es wird voll auf der Erde

Zwar habe sich bei einer Evaluation im Jahr 1991 gezeigt, dass die Energiekosten dieser Reinigung "nicht akzeptabel hoch" seien, schreibt Rochelle. Mangels Alternativen könnte es aber bis 2030 zur vorherrschenden Technik werden. Derzeit gebe es vier Kohlekraftwerke mit Leistungen zwischen 6 und 30 Megawatt, die CO2 mit einer 20-prozentigen Lösung von Mono-Ethanol-Amin (MEA) herauswaschen. Er geht davon aus, dass solche Anlagen für Kraftwerke der 800-Megawatt-Klasse frühestens im Jahr 2018 zur Verfügung stehen werden. Wenn die Technik des Amin-Waschens fortentwickelt werde, so erklärt Rochelle, könnte dessen "parasitischer" Energieverbrauch auf 20 bis 30 Prozent der Leitung eines typischen Kraftwerkes sinken. Der theoretisch mögliche, minimale Energieverbrauch liegt bei 12 Prozent.

Wohin damit?

Daniel Schrag von der Harvard University in Cambridge schließlich arbeitet derzeit an einem kommerziellen Projekt, das CO2 in einer Tiefe von 1600 Metern unter dem Meeresboden speichern soll, 100 Kilometer vor der Küste des US-Staates New Jersey. Dafür hat sich Schrag unter anderem mit dem bisher größten neu angelegten Kohlendioxid-Lager der Welt befasst, das er in "Science" beschreibt.

Es liegt in der Nordsee, zwischen Norwegen und Schottland. Dorthin pumpt der norwegische Konzern StatoilHydro jährlich eine Million Tonnen CO2 in 1000 Meter Bodentiefe. Der dort zu findende feinporöse Sandstein ist nach oben durch festes Gestein abgedichtet. Das CO2 stammt aus dem Sleipner-Feld, einer großen Gaslagerstätte. Weil der norwegische Staat eine CO2-Steuer eingeführt habe, lohne es finanziell, das Kohlendioxid gar nicht erst an Land zu bringen, sondern es gleich wieder unter Tage zu versenken, erläutert Schrag. Und ergänzt: "Eine Million Tonnen, das ist ein Anfang, aber der Bedarf für CCS ist viel größer."

Sehr viel größer. Rund zehn Milliarden Tonnen im Jahr, denn 2007 gab es weltweit 2211 Kraftwerke, die mindestens 1 Million Tonnen CO2 freisetzen. Rund die Hälfte davon – 1068 –standen in Asien (559 in China), 567 in Nordamerika (520 in den USA), 375 in Europa und 157 in Afrika. Zusammen entließen diese Kraftwerke 10 Milliarden Tonnen CO2 in die Atmosphäre, ein Drittel der globalen Emissionen, schreibt Schrag in "Science".

Er favorisiert Endlager im Boden unter dem Meer. Das in den dortigen Sandsteinschichten gespeicherte Wasser enthalte weniger Arsen und Blei als ähnliche Formationen unter dem Festland. Es würde an Land neue Probleme schaffen, dieses Porenwasser durch flüssiges CO2 an womöglich unerwünschte Ort zu verdrängen. Zudem lägen die Offshore-Standorte nicht "im Hinterhof von irgendjemandem", sprich, in dicht besiedelten Gebieten. Erst kürzlich habe etwa der Stadtrat von Barendrecht in den Niederlanden einen CO2-Speicher in der Nähe abgelehnt. Experimente wie diese sollten nicht an einem dicht besiedelten Ort unternommen werden, hieß es in den Niederlanden. Auch in Deutschland regt sich Protest gegen solche möglichen Vorhaben, sowohl entlang möglicher Pipeline-Trassen oder möglicher Endlagerstätten.