Auftraggeber bzw. Förderer: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
betreut durch den Projektträger Jülich PTJ
Kooperation:
Laufzeit: August 2004 bis Oktober 2006 (abgeschlossen)
Kontakt: Dr. Peter Viebahn
Enbericht:
Typ
pdf
Leitfragen dieses Projektes sind:
Hintergrund:
Langfristszenarien über die Entwicklung des Energiesystems, wie sie in letzter Zeit u.a. für die Enquête-Kommission „Nachhaltige Energieversorgung“ und das BMU bzw. das Umweltbundesamt entwickelt worden sind, zeigen, dass der Übergang in eine klimaverträgliche Energieversorgung stark zu Lasten des Energieträgers Kohle geht. Andererseits ist Kohle derjenige fossile Energieträger mit den größten globalen Reserven, die zudem breit regional gestreut sind und weniger geopolitische Risiken in sich bergen wie dies für Erdöl und Erdgas der Fall ist. Vor diesem Hintergrund drängt sich die Frage auf, wie Kohle zukünftig klimaverträglich eingesetzt werden kann. Neben der Verbesserung der Effizienz der verschiedenen Nutzungsformen von Kohle – in erster Linie betrifft dies die Wirkungsgradsteigerung im Kraftwerksbereich und ihren möglicherweise verstärkten Einsatz in Kraft-Wärme-Kopplung – kann hierzu auch die Technologie der CO2-Abtrennung und Speicherung beitragen. Ihr erfolgreicher Einsatz könnte es ermöglichen auf der Basis von Kohle „CO2-freie“ Endenergieträger bereitzustellen, wobei insbesondere die Erzeugung von Strom und von Wasserstoff als universell einsetzbarem und speicherbarem Energieträger von Bedeutung ist. Generell gilt dies natürlich auch für Erdgas und Öl, auch wenn insbesondere Erdgas aufgrund der geringeren Kohlestoffintensität aus Klimaschutzsicht weniger kritisch zu betrachten ist.
Bezüglich der Möglichkeiten der Abtrennung von CO2 und insbesondere dessen sicherer und langfristiger Speicherung sind aus heutiger Sicht aber noch viele Fragen offen. Dies betrifft nicht nur die überhaupt verfügbaren Potenziale (und deren regionale Verteilung) für die dauerhafte Verbringung von CO2 in sichere Lagerstätten, sondern auch die hiermit verbundenen Kosten und ökologischen Risiken. Gelingt es, die CO2-Abtrennung und Speicherung als neue technologische Option zu vertretbaren Kosten und bei ökologisch akzeptablen Auswirkungen zu erschließen, könnte hierdurch ein deutlicher Beitrag für eine (versorgungs-)sichere und klimaverträglichen Energieversorgung geleistet werden.
Die bisher in diesem Themenbereich vorliegenden Untersuchungen beschäftigen sich vorwiegend mit der generellen technischen Machbarkeit des Konzepts. Eine detaillierte Auseinandersetzung mit den ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen über die gesamte Prozesskette (z. B. Energiebilanz, kumulierte Energieaufwendungen, Umweltwirkungen, Rohstoffeinsatz u.a., Risiko, Kosten), wie sie für andere neue Energietechnologien – insbesondere die Erneuerbaren Energien – heute selbstverständlich ist, liegt bisher nicht vor. Erst danach kann entschieden werden, wie umweltentlastend diese Technologieoption wirklich ist, welche Vorzüge oder Nachteile sie gegenüber erneuerbaren Energien besitzt und welchen Beitrag sie zu einer nachhaltigen Wirtschaftsstruktur liefern kann. Hier ist der Fokus der hier durchgeführten Untersuchung zu sehen.
Besondere Aktualität bekommt dieses Projekt angesichts verschiedener auch politischer Initiativen zur Nutzung der “clean coal”-Option (in Deutschland insbesondere das BMWA mit COORETEC-Programm sowie die BGR mit ihrer Einbindung in verschiedene EU-Forschungsprojekte). Auch immer mehr Forschungsinstitute, Politiker aber auch Nichtregierungsorganisationen (z.B. WWF) sprechen sich für eine Untersuchung und Prüfung der „clean-coal“ -Technologie aus (z.B. der WBGU in seinem neuesten Bericht „Energiewandel“). Auch das Umweltbundesamt hat innerhalb des Ufoplanes 2003 ein Projekt zur “Bewertung von Verfahren zur CO2-Abscheidung und Speicherung” ausgeschrieben, wobei in diesem Projekt aufgrund der kurzen Laufzeit allerdings nur die Darstellung der technischen und ökonomischen Eckdaten der eigentlichen „clean-coal“-Technologien erfolgen kann.
Zielsetzung des Projekts:
Die bisher vorliegenden Erkenntnisse zu dem vorgenannten Problemkreis zeigen, dass der Einstieg in die CO2-Abtrennung und Speicherung nur in großtechnischem Maßstab Sinn macht. Die Entscheidung ob hier ein zukünftiger energiepolitischer Schwerpunkt gesetzt werden soll, muss vor dem Hintergrund der hohen Vorleistungen und der schwerwiegenden Wechselwirkungen mit anderen Optionen einer Minderung von Treibhausgasen mit großer Sorgfalt und hinreichender Solidität abgeleitet werden. Anerkannt ist heute, dass neue Technologien für eine zukünftige Energieversorgung zahlreichen Kriterien technologischer, struktureller, ökonomischer, ökologischer und sozialer Art genügen müssen, bevor sie als zukunftsfähige Option für eine nachhaltige Energieversorgung gelten können. Im Gegensatz zu früher, werden sie daher einem strengen Ausleseprozess unterzogen, bevor ihre Eignung als zukünftige Schlüsseltechnologie feststeht. Neben detaillierten Untersuchungen zu den Potenzialen, zu den zukünftig erzielbaren Kosten einer Technologie, sowie ihren möglichen industriepolitischen und sozialen Auswirkungen, sind differenzierte Lebenszyklusanalysen des Gesamtsystems bzw. der gesamten Nutzungskette ein geeignetes Instrument, die Brauchbarkeit neuer Technologien vor dem Hintergrund verschiedener Nachhaltigkeitskriterien zu überprüfen. Für die verschiedenen Technologien zur Nutzung regenerativer Energien (REG) als einer wesentlichen weiteren Option der Vermeidung von Treibhausgasen stehen bereits sehr differenzierte Angaben in dieser Hinsicht zur Verfügung. Auch für zahlreiche Technologien eines effizienteren Umgangs mit Energie (z.B. moderne Kraft-Wärme-Kopplung - KWK) oder der Vermeidung oder zumindest deutlichen Verringerung von Energieeinsatz existieren geeignete Daten für eine solide Einschätzung ihrer Leistungsfähigkeit sowie Umwelt- und Systemverträglichkeit.
Ziel des Projekts ist es daher, die z. Zt. diskutierte Vielfalt von Technologien einer klimaverträglichen Nutzung von Kohle auf ihre grundsätzliche Eignung für eine zukünftige Energieversorgung zu prüfen, daraus mehrere geeignete Referenzsysteme und praxisnahe Systemkonfigurationen zur Bereitstellung von Elektrizität und Wasserstoff abzuleiten und für diese sämtliche relevanten Daten zu ermitteln, die für eine vollständige Einordnung und Bewertung im Rahmen des Leitkonzepts einer zukünftig nachhaltigen Energieversorgung von Bedeutung sind. Auf dieser Basis können dann sowohl die grundsätzliche Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen Technologien, ihre noch erforderlichen technologischen Entwicklungsschritte und Umweltverträglichkeit abgeleitet werden und so ein systematischer Vergleich mit anderen Optionen einer klimaverträglichen Energieversorgung speziell der Nutzung regenerativer Energien angestellt werden. Vor diesem Hintergrund ist auch die Diskussion der möglichen Rolle dieser Option in längerfristigen Szenarien der Energieversorgung möglich. Daraus können Hinweise für den zeitlichen Ablauf weiterer Entwicklungsschritte (Infrastrukturaufbau) und für notwendige energiepolitische Grundsatzentscheidungen gewonnen werden. Die hier vorgeschlagene Untersuchung liefert somit eine ausreichend differenzierte Datenbasis für die energie- insbesondere aber auch klimapolitische Einordnung der Option „clean coal“ und kann damit einen wichtigen Beitrag für die anstehenden Entscheidungen in dieser Hinsicht leisten.