Um dem Klimawandel entgegenzuwirken, muss der weltweite CO2-Ausstoß schnell und signifikant sinken. Das Auffangen, die Verwendung oder die Speicherung von Kohlendioxid (CO2) aus Rauchgas kann auf dem Weg zum Null-Emissionen-Szenario einen entscheidenden Beitrag leisten. Unter dem Namen „ZeCarb“ bietet Messer Carbon Capture Utilisation and Storage (CCUS) als Servicedienstleistung an.
Henne oder Ei?
Die Dekarbonisierung hat ein verschärftes Henne-oder-Ei-Problem: Damit es schnell vorangeht, müsste alles gleichzeitig da sein – ausreichend grüne Energie, verfügbare CO-Speicherkapazitäten, eine ausgebaute CO2-Transport-Infrastruktur sowie ökonomisch funktionierende Wertschöpfungskreisläufe. Das kann natürlich nicht durch ein Fingerschnipsen entstehen, und viele Elemente der Transformation befinden sich noch – um im Bild zu bleiben – im Ei-Stadium.
Der Auf- und Umbau braucht Zeit. Es ist unmöglich, alle Stahl- und Zementwerke oder gar die gesamte fossile Stromerzeugung vollständig ohne CO-Emissionen zu betreiben. Diese Industrien sind schwierig zu dekarbonisieren (engl.: „hard-to-abate“). Um den CO-Ausstoß solcher Anlagen zu senken, ist CCUS ein wesentlicher Baustein. Das ausgestoßene Rauchgas wird am Schornstein aufgefangen und das CO in einer separaten Anlage von den anderen Gasbestandteilen abgeschieden. In die Atmosphäre gelangt hauptsächlich Wasserdampf, Sauerstoff und Stickstoff. Das aufgefangene CO wird entweder einer „Zweitverwendung“ zugeführt oder auf Dauer unterirdisch gespeichert.
Ohne CCUS keine erfolgreiche Transformation
Laut der International Renewable Energy Agency (IRENA) wird CCUS bis 2050 für rund 20 Prozent der notwendigen CO2-Reduktion sorgen müssen. Der erste Teil von CCUS steht schon seit Jahrzehnten zur Verfügung: Carbon Capture, das Abtrennen von CO2 aus Industrieabgasen ist eine bewährte Technologie. Gase-Anbieter wie Messer nutzen sie, um Kohlendioxid für die Weiterverwendung etwa in der Getränke- und Lebensmittelindustrie zu gewinnen.
Es gibt verschiedene Verfahren für das Auffangen von Kohlendioxid (CO2) aus Rauchgas. Im industriellen Maßstab ist die Aminwäsche die bewährteste Methode mit der mehrere Tonnen CO2 pro Stunde aufgefangen werden. Sie zeichnet sich durch hohe Effizienz aus und ist im Vergleich mit anderen Verfahren besonders ausgereift und zuverlässig. Das Abgas wird durch eine basische Aminlösung geleitet, die das CO2 bindet. Durch Erhitzen der gesättigten Lösung wird anschließend das Kohlendioxid wieder freigesetzt und erneut aufgefangen. Im Anschluss wird das Kohlendioxid verdichtet, getrocknet, gereinigt und verflüssigt. Es erfüllt die strengen Qualitätsanforderungen der Senkenbetreiber für die CO2-Endspeicherung. Bei Bedarf kann es sogar als CO2 für die Lebensmittelindustrie deklariert werden.
Engineering-Know-how und umfangreiche Services
Messer betreibt bereits heute weltweit mehr als 300 solcher Anlagen zur CO2-Rückgewinnung. Sie können an Standorten installiert werden, an denen große Brennöfen – zum Beispiel in der Stahl-, Zement- und Glasindustrie – entsprechende Mengen an Rauchgas emittieren. „Wir verfügen nicht nur über das Engineering-Know-how, sondern auch über die Hardware und Inbetriebnahmekompetenz“, erklärt Fabian Weber, Manager Marketing & Communications CCUS bei Messer.
Bisher hat Messer das emittierte CO2 für den eigenen Bedarf aufgefangen und als Industriegase-Produkt vertrieben, was auch in Zukunft weiterhin angeboten wird. Bei CCUS geht es jedoch nicht nur um viel größere Dimensionen, sondern wegen der Vorgaben zur CO2-Reduktion auch um ein ganz anderes Verwertungsmodell, wie Fabian Weber erläutert: „Die Unternehmen müssen ihren CO2-Ausstoß reduzieren, weil es die Gesetze in den meisten Ländern der Erde verlangen und weil die Emissionszertifikate immer teurer werden. Sie benötigen die Carbon Capture-Anlagen, damit sie ihre ‚Netto-Null‘-Ziele einhalten und somit zu den Klimazielen 2030 beitragen.“
Der zentrale Unterschied zu anderen Akteuren auf dem Markt besteht darin, dass Messer CCUS als Servicepaket aus einer Hand anbietet. „Wir beherrschen die CO2-Rückgewinnung aus unterschiedlichsten Emissions-Quellen und bauen die passende Anlage am Produktionsstandort des Kunden auf. Anschließend kümmern wir uns nicht nur um ihren Betrieb, sondern auch um den Abtransport und die Weiterverwendung oder Speicherung des Gases.“
Messer entlastet die Kunden umfassend bei Planung und Installation, beim Betrieb sowie bei der Abwicklung der nötigen Bürokratie, sodass sie sich ganz auf ihr Kerngeschäft konzentrieren können.
CO2-Reduktion durch nachhaltige Nutzung
ZeCarb umfasst die gesamte Wertschöpfungskette von der Rückgewinnungsanlage bis zur „Utilisation and Storage“, der Weiterverwendung beziehungsweise dauerhaften Speicherung des Gases. Eine Möglichkeit der „Utilisation“ ist die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen. Diese e-Fuels werden mit erneuerbarer Energie aus grünem Wasserstoff und abgeschiedenem Kohlendioxid hergestellt. Sie ersetzen Benzin, Diesel oder Kerosin aus Erdöl. Mit e-Fuels kann man auch den Fußabdruck von Sektoren reduzieren, die sich nur schwer oder gar nicht elektrifizieren lassen, wie etwa der Schwerlasttransport oder die Schiff- und Luftfahrt. Erste Flüge mit CCU-Kerosin fanden bereits im Jahr 2021 statt.
Abgeschiedenes CO2 kann außerdem als Rohstoff für Kunststoffe, Verpackungen, Textilien und Arzneimittel dienen. Produkte auf CCU-Basis wie Reinigungsmittel, Polymere und Dämmstoffe sind bereits auf dem Markt. Auch im Bausektor, der für 25 Prozent der weltweiten CO-Emissionen verantwortlich ist, kann CCU einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten. So lässt sich CO zum Beispiel durch Mineralisierung als Kalziumkarbonat dauerhaft in Baustoffen binden. Mit diesem CCU-Produkt werden bereits Ziegel, Pflastersteine und Zement hergestellt. Dabei werden zugleich Abfälle aus der Stahl- und Bauindustrie recycelt.
Europa führt bei CO2-Speicherung
Neben der Nutzung ist die permanente Speicherung von aufgefangenem CO2 nötig, um die gesetzten Ziele der CO2-Reduktion zu erreichen: Carbon Capture and Storage (CCS). Auch hier kann man auf bewährte Technologie zurückgreifen. Geeignete geologische Formationen sind ebenfalls vorhanden. Bereits heute wird CO2 in Öl- und Gasfelder gepresst, um den Ertrag an fossilen Energieträgern zu steigern, insbesondere in den USA. Mit derselben Methode lässt sich das Kohlendioxid in leeren geologischen Formationen zum dauerhaften Verbleib einspeichern.
„Bei der Menge an ausgestoßenem CO2 ist CCS unumgänglich,“ erläutert Fabian Weber. „Derzeit gibt es in Europa CCS-Projekte mit einer geplanten Lagerkapazität von über 90 Millionen Tonnen CO bis 2030, die meisten davon in der Nordsee. Damit das CO2 auf Tankschiffe gelangen kann, braucht es spezielle CO2-Terminals. Mehrere Hafen-Projekte dieser Art befinden sich in der Entwicklung, darunter „CarbonBridge“ in Bremen, Deutschland.
Dort gibt es nach heutigem Wissensstand das Potenzial, ein Vielfaches der jährlichen Gesamtemissionen der EU einzulagern. Noch reichen die erschlossenen Lagerkapazitäten aber bei weitem nicht aus, wie Fabian Weber bestätigt, es gibt jedoch viel Bewegung auf dem Markt. Weltweit sind momentan rund 600 CCS-Projekte in der frühen und fortgeschrittenen Entwicklung. Geeignete geologische Formationen und leere Erdöl- oder Erdgasfelder werden für die Einlagerung erschlossen und große Summen fließen in den Ausbau der Infrastruktur für die unterseeische Speicherung des CO2.
Seit mehr als 125 Jahren ist Messer als das heute weltweit größte Unternehmen für Industriegase, Medizingase, Spezialgase und Elektronikgase in Privatbesitz seinen Leitlinien für Sicherheit, Fokus auf Kunden und Mitarbeitende, gesellschaftliche Verantwortung, Nachhaltigkeit, Vertrauen und Respekt treu. Die Gases for Life und patentierten Gaseanwendungen von Messer sind für Umweltschutz, Klimaschutz, Dekarbonisierung und Innovation unersetzlich.