CO2-Kreislaufwirtschaft: Neue Wege Richtung Klimaneutralität.

Die Bundesrepublik Deutschland strebt Klimaneutralität bis 2045 an – Bayern und Österreich bereits bis 2040. Für Industrien mit prozessbedingten Emissionen ist eine CO₂-Abscheidung und die Etablierung einer CO₂-Kreislaufwirtschaft erforderlich.

Das Projekt „co₂peline“ kann dafür mit einer Pipelineinfrastruktur in Bayern und Oberösterreich die entscheidenden Voraussetzungen schaffen, indem es CO₂-Quellen mit Standorten zur stofflichen Nutzung und mit geologischen Lagerstätten zur Zwischenspeicherung verbindet.

Hier geht es zur Projektbeschreibung

Bayern braucht auch in Zukunft eine starke Industrie, um Wohlstand zu sichern. Das gilt auch für Betriebe wie Zementwerke, bei denen sich die Entstehung von CO₂ prozessbedingt nicht vermeiden lässt. Für diese Fälle brauchen wir innovative und bezahlbare Lösungen. Ich begrüße deshalb die Initiative von bayernets und Rohrdorfer in Sachen CO₂-Infrastruktur.
Hubert Aiwanger
Stellvertretender Bayerischer Ministerpräsident
Bayerischer Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

CO₂ – Nutzen oder speichern?

Um die Klimaziele zu erreichen, genügt es nicht, allein CO₂-vermeidende Maßnahmen wie grünen Wasserstoff, Geothermie oder Elektrifizierung zu wählen. In Industrien wie der Kalk- und Zementherstellung oder unvermeidbarer thermischer Abfallverwertung werden CO₂-Emissionen prozessbedingt auch nach 2045 anfallen. Technologien wie Carbon Capture and Utilisation (CCU) und Carbon Capture and Storage (CCS) können den atmosphärischen CO₂-Gehalt reduzieren. Während CCU CO₂ in nutzbare Produkte umwandelt, speichert CCS es sicher.

CCU

CCU (Carbon Capture and Utilisation) bezeichnet die Technologie, bei der CO₂ aus Emissionen eingefangen und für industrielle Anwendungen genutzt wird. Das kann beispielsweise in der chemischen Industrie oder in der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen sein. Damit wird CO₂ nicht nur von der Atmosphäre ferngehalten, sondern zugleich in nützliche Produkte umgewandelt, wodurch eine Kreislaufwirtschaft unterstützt wird.

CCS

CCS (Carbon Capture and Storage) ist eine Technologie, bei der CO₂ aus Emissionen abgeschieden und dann dauerhaft unterirdisch gespeichert wird. So wird verhindert, dass es in die Atmosphäre gelangt. Dies kann in geologischen Formationen, z. B. in früheren Erdgas- oder Erdöllagerstätten erfolgen.

Der Rohrdorfer Dekarbonisierungsfahrplan sieht die Rückgewinnung großer Mengen CO₂ vor. Soll dieses CO₂ zwischengespeichert oder als Rohstoff genutzt werden, muss es effizient und sicher an die Bestimmungsorte kommen. Dies gelingt nur mit einem raschen und dynamischen Ausbau eines CO₂-Pipeline-Netzes. Die Machbarkeitsstudie zum CO₂-Pipeline-Netz in Kooperation mit bayernets ist der erste wichtige Schritt für uns.
Mike Edelmann
Geschäftsführer Rohrdorfer Unternehmensgruppe

CO₂-Kreislauf

Die CO₂-Kreislaufwirtschaft beruht auf der Idee, CO₂ nicht einfach als Abfall oder Emissionsprodukt zu betrachten, sondern als wertvolle Ressource, die effizient genutzt und wieder in den Produktionsprozess eingebunden werden kann. Dabei wird CO₂ aus Emissionen eingefangen (Carbon Capture), möglicherweise umgewandelt und dann in verschiedenen industriellen Prozessen wiederverwendet (Carbon Utilisation). Überschüssiges CO₂ kann temporär oder dauerhaft gespeichert werden (Carbon Storage). Dieser Kreislauf hilft, den CO₂-Ausstoß zu reduzieren und trägt zur Erreichung der Klimaziele bei. Er unterstützt zudem eine nachhaltige Wirtschaft, indem er die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen verringert.

CO₂-Pipelineinfrastruktur zwischen Bayern und Oberösterreich

Die Chemieindustrie in Bayern und Oberösterreich weist bereits eine Kohlenstoffnachfrage auf, die derzeit vorwiegend durch lokale, fossile Produktion gedeckt wird.

Das Projekt „Trans4In – Energietransformation im Chemiedreieck Bayern“ hat aufgezeigt, wie die Energieversorgung des bayerischen Chemiedreiecks beim schrittweisen Verzicht auf fossile Energieträger umgestaltet werden kann. In diesem Kontext kann das „co2peline“-Projekt einen wesentlichen Beitrag zur Schaffung einer unerlässlichen Netzinfrastruktur leisten, die einen stabilen, zuverlässigen und effizienten CO₂-Transport und -Versorgung gewährleistet.

Unvermeidbare CO₂-Emissionen

Insbesondere bei der Herstellung von Kalk und Zement werden verfahrensbedingt CO₂-Emissionen freigesetzt. Diese können selbst durch eine vollständig klimaneutrale Energieversorgung nicht verhindert werden, weshalb sie als unvermeidbare CO₂-Emissionen bezeichnet werden.

CO₂-Ausstoß durch Abfallverbrennung

Unvermeidbare CO₂-Emissionen entstehen auch in Abfallverwertungsanlagen. Gewöhnlicher, organisch basierter Abfall enthält Kohlenstoff, dessen Verbrennung zwangsläufig CO₂ freisetzt. Daher spielen diese Anlagen eine entscheidende Rolle für die zukünftige CO₂-Bilanz.

Ausgleich durch CO₂-Zwischenspeicher

Geologische Strukturen in Bayern und in Österreich können als CO₂-Zwischenspeicher dienen, um Angebot und Nachfrage auszugleichen. Diese natürlichen Reservoirs bieten eine effektive Lösung zur Aufnahme von CO₂ in Zeiten hoher Produktion und zur Freigabe bei erhöhtem Bedarf.

Vom regionalen zum zentraleuropäischen CO₂-Netzwerk

Das grenzübergreifende Projekt „co₂peline“ verbindet wichtige Emittenten unvermeidbarer CO₂-Emissionen in Bayern und Oberösterreich mit Industriezentren in Südostbayern und schließt potenzielle CO₂-Zwischenspeicher ein. In einer späteren Umsetzungsphase kann „co₂peline“ an weitere zentraleuropäische CO₂-Transportnetze angebunden werden, um Verbindungen zu zusätzlichen Emittenten, Nutzern und Lagerstätten zu ermöglichen.

„co₂peline“: Die CO₂-Herausforderungen meistern

Der Name „co₂peline“ spiegelt den Kern des Projekts wider – „to cope“ bedeutet im Englischen „bewältigen“ oder „meistern“. Dies bezieht sich auf die Aufgabe, national und international einen effizienten CO₂-Transport zu ermöglichen. Die am „co₂peline“-Projekt beteiligten Partner verfügen über das erforderliche Fachwissen, um diese Herausforderung zuverlässig, sicher und effizient zu bewältigen.

CO₂ – Ressource statt Abfall

Kohlendioxid ist eine chemische Verbindung, die aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen besteht. Es kommt in der Erdatmosphäre natürlich vor und ist eines der wesentlichen Treibhausgase. Derzeit macht CO₂ etwa 0,0415 Volumenprozent (415 ppm) der Atmosphäre aus. Diese Konzentration erhöht sich aufgrund menschlicher Aktivitäten stetig, insbesondere durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Erdgas.

Abscheidung

CO₂ kann durch verschiedene technische Verfahren direkt am Entstehungsort (Punktquelle mit hoher CO₂-Konzentration) oder aus der Umgebungsluft (geringe CO₂-Konzentration) abgeschieden werden. Die Zusammensetzung des Abgases (bei Stoffumwandlungsprozessen anfallende, gasförmigen Abfallprodukte) oder der Umgebungsluft und die enthaltene CO₂-Konzentration beeinflussen die Wahl der Abscheidetechnologie und den Energieaufwand. Grundsätzlich gilt: je höher die CO₂-Konzentration in einem Abgas, desto effizienter und energiesparender ist die CO₂-Abscheidung. Daher empfiehlt es sich, das CO₂ direkt am Entstehungsort zu separieren.

Transport

Es gibt verschiedene Transportmöglichkeiten für CO₂. Für geringe Mengen über kurze und mittlere Distanzen eignen sich Lkw-Trailer oder Güterzüge. Bei langen Distanzen und großen Transportmengen ist der effizienteste Weg der Transport per Pipeline oder Schiff.

Gemäß der dena-Leitstudie „Aufbruch Klimaneutralität“ sollen im Jahr 2045 zur Erreichung der Klimaziele in Deutschland 34 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr aus Abgasen abgeschieden werden. Davon sollen 24 Millionen Tonnen dauerhaft geologisch gespeichert und 10 Millionen Tonnen mittels CCU wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden. Da die Transportkapazitäten eines Lkw-Trailers auf etwa 25 Tonnen CO₂ und die eines Güterzugs auf etwa 1.050 Tonnen CO₂ begrenzt sind, ist ein leistungsfähiges Leitungsnetz für den CO₂-Transport unumgänglich.

Internationale Anbindung

Die Entwicklung eines überregionalen CO₂-Transportnetzes ermöglicht internationale Zusammenarbeit und optimale Nutzung von Ressourcen für CO₂-Abscheidung, -Transport, -Nutzung und -Speicherung. Dadurch werden Kosten gesenkt, der Technologie- und Wissensaustausch gefördert und globale Klimaziele unterstützt.

Unser Startnetz in Bayern und Oberösterreich ist eines der ersten seiner Art in Zentraleuropa und verbindet regionale CO₂-Emittenten und -Nutzer.

Die Dekarbonisierung von Zement und Beton ist auf eine CO₂-Infrastruktur angewiesen, um das abgeschiedene CO₂ zu seinem Bestimmungsort zu transportieren. Die Initiative von bayernets und Rohrdorfer kann vor diesem Hintergrund nicht hoch genug eingeschätzt werden. Ein wichtiges Projekt, das wir seitens des VDZ jederzeit gerne und umfassend unterstützen werden.
Dr. Martin Schneider
Hauptgeschäftsführer Verein Deutscher Zementwerke e.V. und Leiter des Forschungsinstituts

CO₂ – ein nützlicher Stoff

CO₂, oder Kohlendioxid, wird oft als schädliches Nebenprodukt von industriellen Prozessen und menschlichen Aktivitäten angesehen, insbesondere wegen seiner Rolle als Treibhausgas im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung. Allerdings ist CO₂ nicht nur ein „Abfallprodukt“, sondern kann auch als wertvoller Rohstoff – eine Kohlenstoffquelle – betrachtet werden.

Im Folgenden einige Beispiele hierfür.

Herstellung synthetischer Kraftstoffe für die Luftfahrt / Synthetic Aviation Fuels

Durch chemische Prozesse wie die Fischer-Tropsch-Synthese oder die Methanolsynthese kann CO₂ mit Wasserstoff kombiniert werden, um synthetische Kraftstoffe oder andere Kohlenwasserstoffe zu erzeugen.

Herstellung von Chemikalien

CO₂ kann auch als Rohstoff für die Produktion von Chemikalien wie Methanol, Polyolen und anderen Grundchemikalien dienen. Diese Grundchemikalien finden in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich der Herstellung von Kunststoffen, ihren Einsatz, was potenziell die Abhängigkeit von erdölbasierten Rohstoffen reduzieren könnte.

Erzeugung von Baumaterialien

CO₂ kann auch in der Herstellung von Baumaterialien verwendet werden. Einige Unternehmen arbeiten an Technologien, um CO₂ in Beton einzubinden, was sowohl die CO₂-Emissionen der Betonproduktion reduzieren als auch dazu beitragen könnte, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen.

CO₂ für Pflanzenwachstum

In der Landwirtschaft und in Gewächshäusern wird CO₂ zur Förderung des Pflanzenwachstums verwendet. Pflanzen absorbieren CO₂ und wandeln es durch Photosynthese in organische Verbindungen um. Diese Pflanzen können dann als Biomasse für Energieerzeugung oder als Rohstoff für verschiedene industrielle Prozesse genutzt werden. Dadurch reduziert sich die Nutzung fossiler Rohstoffe.

Gemeinsam für eine klimaneutrale Zukunft

Eine Kreislaufwirtschaft für unvermeidbare CO₂-Emissionen und die Speicherung können einen wirksamen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten. Dabei handelt es sich jedoch nicht nur um eine technologische Herausforderung. Es erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Politik, Wirtschaft und der gesamten Gesellschaft, um auch in einer klimaneutralen Zukunft Bayern und Oberösterreich als attraktive Industriestandorte zu erhalten. Unsere Überlegungen zur Entwicklung eines CO₂-Transportnetzes tragen dazu bei, eine effiziente CO₂-Kreislaufwirtschaft aufzubauen und den Weg zur Klimaneutralität zu unterstützen.