Diskussion:Carbon Capture and Utilization

Die Löschung der Seite „Carbon Capture and Utilization“ wurde ab dem 16. Oktober 2011 diskutiert und abgelehnt. Für einen erneuten Löschantrag müssen gemäß den Löschregeln neue Argumente vorgebracht werden.

Klimaschutz

CCU als Prozess kann unterschiedliche Klimawirkungen haben. Wichtig ist die Herkunft des Kohlendioxids und die Verwendung. Wenn der Kohlenstoff durch Nutzung dauerhaft gebunden wird, tritt bei fossilen Energieträgern eine Treibehausgasneutralität ein (Energieverbrauch durch Nutzung nicht berocksichtigt), bei Biomasse o.ä. ein direkter Klimaschutzeffekt durch Entzug von Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Wenn Biomasse genutzt wird und der Kohlenstoff dauerhaft gebunden wird, ermöglicht CCU die Schaffung negativer Emissionen, also den Entzug von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre. Werden jedoch nicht dauerhafte Rohstoffe produziert, beispielsweise Treibstoffe, die anschließend wieder verbrannt werden, gibt es keinen Klimaschutzeffekt. Dann werden die Emissionen nur etwas verzögert ausgestoßen, die entscheidende kumulierte Treibhausgasmenge in der Atmosphäre ändert sich aber nicht. Bei fossilen Energieträgern bleibt also ihre ursprüngliche Emissionsbilanz bestehen. In diesem Fall ist CCU CCS, wo eine dauerhafte Verpressung im Boden stattfindet, unterlegen. Es kommt also ganz auf den Einzelfall an. CCU kann sehr wohl einen großen Klimaschutzeffekt haben, aber diese ist nicht zwangsläufig sondern hängt von der Herkunft des Kohlenstoffs und der Art der Nutzung ab. Andol (Diskussion) 16:27, 6. Dez. 2016 (CET)

Sorry, aber das mag ich so nicht stehen lassen:

Wird CCU anstelle von CCS eingesetzt, kommt es zu einem Mehrausstoß an CO₂, da der gebundene Kohlenstoff nach Nutzung der aus dem CO₂ gewonnenen Rohstoffe wieder freigesetzt wird.

Grundsätzlich wird CCU nie anstelle von CCS eingesetzt, das sind zwei paar Schuhe.

Es kommt auch nicht zu einem "Mehrausstoß an CO₂, da der gebundene Kohlenstoff nach Nutzung der aus dem CO₂ gewonnenen Rohstoffe wieder freigesetzt wird": das ist in sich unlogisch, da es Kohlendioxidneutral ist: Genutzes CO2 wird wieder ausgestossen, null Mehremmission - hinzu kommt hier und bei allen CCU-Prozessen jedoch noch, dass mit der Nutzung konventionelle Kraftstoffe substituiert werden, die im Rahmen der LCA in die CO2-Bilanz eingehen müssen. Werden zur Herstellung regenerative Energien eingesetzt, ist der Klimaeffekt ggü. konventionellen Kraftstoffe deutlich reduziert, damit ist ein Klimaschutzeffekt vorhanden.

• Wird das genutzte Kohlendioxid jedoch dauerhaft vor Freisetzung geschützt, kann der Pozess eine wichtige Rolle zum Klimaschutz spielen.

s.o. - die Frage ist, was mit „wichtige Rolle zum Klimaschutz“ überhaupt gemeint sein soll. Nach deiner Definition scheinst du nur Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre als solches zu betrachten, nicht jedoch die Vermeidung von Neu-Emission durch Substitution. Die Ziele der Klimapolitik sind allerdings auf Null-Emmission + Decarboniesierung ausgerichtet.

Grundsätzlich: Der Artikel ist in der aktuellen Form tatsächlich weitestgehend unbrauchbar und müsste dringend überarbeitet werden (oder überhaupt erstmal geschrieben) werden, um den verschiedenen Aspekten der CCU bsp. für Kraftststoffe (PtG, PtM, PtL, Biotech), Chemie + Polymere, Mineralisierung ... überhaupt gerecht zu werden. Erst dann liesse sich die ökologische Komponente überhaupt generell betrachten. Gruß -- Achim Raschka (Diskussion) 20:29, 6. Dez. 2016 (CET)

Hallo Achim, nachdem ich deinen Beitrag gelesen habe, denke ich, dass meine Ergänzung im Artikel evtl. etwas missverständlich formuliert war, aber dazu nachher. Zunächst einmal ist es so, dass CCS und CCU durchaus konkurrierende Technologien sind. In Sachen Klimaschutz stehen beide Technologien noch sehr am Anfang der Nutzung, daher will ich deinem Satz, dass CCU niemals anstelle von CCS eingesetzt wird, für die Gegenwart nicht kategorisch widersprechen. In der Zukunft sind beides aber konkurrierende Technologien. Siehe z.B. diesen Konferenzbeitrag oder hier beim IASS.

Der Mehrausstoß von CCU bezieht sich natürlich auf den Vergleich zu CCS, nicht auf die Emissionen des Kohlekraftwerks o.ä. Bezogen auf die ursprüngliche Quelle ist es natürlich CO2-neutral, das stimmt. Oder anders formuliert. Ein Kohlekraftwerk mit nachgeschalteter CCU-Anlage gibt seine Treibhausgase über einen Umweg doch in die Atmosphäre ab, während bei einem Kohlekraftwerk mit CCS der größte Teil der Emissionen abgeschieden und dauerhaft im Boden gespeichert werden. Nach deinem Hinweis denke ich aber, dass man diesen Unterschied im Artikel klarer darstellen kann, um die Verwechslungsgefahr zu minimieren. Die im Fall der Nutzung als Brennstoffe substituierten fossilen Brennstoffe fallen hier übrigens nicht in die LCA ein, da es sich um unterschiedliche Prozesse handelt. Dass beispielsweise im Verkehrswesen fossile Brennstoffe eingespart werden können, hat ja keinen Einfluss auf die Emissionen von dem Kohlekraftwerk. Die Reduktion im Verkehrswesen erfolgt durch die ursprüngliche Energiequelle für die Treibstoffherstellung, d.h. wahrscheinlich Wind- oder Solarenergie, die anschließend mit PtG oder PtL in Treibstoffe verwandelt wird. Der Kohlenstoff ist ja nur Mittel zum Zweck. Also spart nicht CCU die Emissionen ein, sondern die Wind- oder Solarenergie, denn diese liefert die Energie für die Treibstoffherstellung. Theoretisch bräuchte man ja gar keinen Kohlenstoffhaltigen Treibstoff, sondern könnte ebenfalls Wasserstoff nutzen. Damit ließen sich ja die gleichen Effekte erzielen, ohne dass man CCU überhaupt bräuchte. Damit ergibt sich aber auch, dass die Klimaschutzeffekte per LCA nicht der CCU zugeschrieben werden dürfen, sondern eben der Wind- und Solarenergie.

Zum zweiten Aspekt. Du hast Recht, "wichtige Rolle" sollte definiert werden. Was jetzt Klimapolitik angeht: Nein, ich betrachte nicht nur Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre, sondern natürlich auch Dekarbonisierung. Ohne Nullemissionen kein Klimaschutz, immerhin bestimmt die kumulierte Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre die Erwärmung. Um die Erderwärmung auf einem bestimmten Temperaturniveau stabilisieren zu können, müssen Neuemissionen immer auf Null zurückgefahren werden. Das ist reine Physik und bedeutet nichts anderes, als dass unser zukünftiges Energiesystem ohne fossile Brennstoffe auskommen muss. Vollständige Dekarbonisierung eben. Negative Emissionen werden vermutlich aber dennoch benötigt werden, weil erstens manche Sektoren wie die Landwirtschaft ihre Emissionen nicht auf Null reduzieren können, und zweitens wir unsere maximalen Emissionsbudgets mit großer Wahrscheinlichkeit überschreiten werden.

Was jetzt deinem letzten Absatz angeht: Dem kann ich nur zustimmen. Dort fehlt noch vieles. Ich habe z.B. seit längerem vor einen Artikel Power-to-Chemicals zu schreiben, bin aber noch nicht dazu gekommen. Bei Sterner und Stadler steht was dazu, aber auch nicht übermäßig viel. Aber das ist natürlich auch eine zwingende Folge. Klimaschutz bedeutet ja nicht nur Verzicht auf fossile Brennstoffe, sondern auch auf Verzicht als Chemierohstoff, denn nach Nutzung folgt üblicherweise die thermische Verwertung, wobei die Treibhausgase ja ebenfalls freigesetzt werden. Andol (Diskussion) 22:54, 6. Dez. 2016 (CET)

Moin, ich denke, hier sind so viele Punkte zu diskutieren und aufzuarbeiten - und wir haben doch keine Zeit ;) ...

Ich bin heute leider zeitlich vollständig eingebunden bei einer Konferenz, die sich genau mit dem Thema befasst ([1]), daher kann ich diese Diskussion zumindest heute nicht weiterführen. Gerade heute geht es dabei um die verschiedenen Technologien und auch die LCA-Methodik. Die beiden IASS-Wissenschaftlerinnen kenne ich, auch deren Beiträge im EU-Projekt SCOT und die Forschungsarbeiten parallel zum FONA-Programm des BMBF.

Nur kurz zu den Treibstoffe: Elektrombilität und Wasserstoff als Treibstoffe sind wunderbar - solang wir uns mit den Individualverkehr befassen. Schwertransporte und Flugverkehr sind allerdings weder elektrisch noch über Wasserstoff realisierbar und auch im Individualverkehr werden kohlenstoffbasierte Treibstoffe auf lange Sicht nicht vollständig verschwinden - insofern ist CCU für Treibstoffe auf jeden Fall notwendig. Der Schwerpunkt von Firmen wie sunfire, Lanzatech (biotech) u.a. liegt entsprechend auch eher bei Flugtreibstoffen, andere produzieren Methan (für das Netz, teilweise als Upgrade von Biogas) oder Methanol (als Kraftstoff und Kraftstoffbeimischung).

Bei der Rolle des Wasserstoffs widerspreche ich dir natürlich nicht grundsätzlich - das ist der zentrale Energieträger und ohne eine energetische Aktivierung ist CO2 nicht nutzbar. Bei PtC und Polymeren spielt neben Wasserstoff dabei häufig der Reaktionspartner eine zentrale Rolle, etwa bei den Polyurethanen von Covestro oder der Herstellung von Polypropylencarbonat u.a. Spannende Arbeiten laufen allerdings im Biotechbereich auch zur Direktaktivierung von Bakterien an Elektroden ohne den Umweg über den Wasserstoff (Elektrobiotechnologie).

Noch kurz zur "Konkurrenz" von CCS und CCU: Auch hier wieder eine Definitionsfrage, diesmal von Konkurrenz - geht es darum, dass zwei Technologien gegeneinanderstehen mit dem primären Ziel der CO2-Verwertung/Beseitigung und ganz besonders die Bereitstellung von Fördermitteln, kann man das so sehen. Für die CCU ist das allerdings nicht das primäre Ziel - hier geht es vielmehr um die Verbreiterung der Rohstoffbasis und um die Schaffung von Alternativen zu konventionellen fossilen Rohstoffen, die dafür im Boden bleiben; dafür ist CCS keine Konkurrenz.

Zu den Potenzialen (die Bellona Foundation etwa argumentiert mit Potenzialen der CO2-Eliminierung): Die Potenziale für CCS werden gern als riesig dargestellt, die Realität sieht dagegen weitestgehend anders aus - und die gesellschatlche Akzeptanz insbesondere in Europa ebenfalls. CCU leidet sehr stark darunter, dass sie von CCS vereinnahmt wird und "in der Szene" wird das schlechte Image, das CCS hat, und die sehr nahe Namensgebung CCU mittlerweile regelmässig diskutiert. International setzt sich CDU zunehmend durch, taucht nur nicht in Deutschland ;). Betrachtet man die Potenziale allerdings mal genauer, stellt man fest, dass sie bei CCU und CCS gleich sind - CCS hat prinzipiell das Potenzial, alle entstehenden Abgase bei der Nutzung weiter geförderter fossiler Rohstoffe in den Boden zu pumpen (mit der Annahme, dass unendlich viel Speicherfähigkeit gegeben ist), CCU hat das Potenzial prinzipiell alle fossilen Rohstoffe zu ersetzen, die damit im Boden bleiben könnten, und die Neu-Emission zu stoppen.

Zur stofflichen Nutzung: Natürlich haben auch Chemikalien, Polymere und Mineralien ein end-of-life und setzen dann erneut CO2 frei, der anfänglich gebunden wurde (bei Mineralien ist die Bindung dauerhaft). In der LCA wird als typisches end-of-life-Szenario die Verbrennung und damit energetische Nutzung betrachtet, im Rahmen der Kreislaufwirtschaft teilweise mit mehreren loops. Was man auch hier jedcoh nicht aus den Augen lassen darf: sowohl bei der Herstellung der Chemikalien/Polymere wie auch bei den end-of-life-Verwertung werden fossile Rohstoffe substituiert, der Effekt ist also doppelt.

Noch gar nicht betrachtet: Die gesamte Diskussion bislang ignoriert die Bedarfssteigerung für Energie und Chemie, die sich durch die Zunahme der Weltbevölkerung und die Steigerung der Lebensansprüche in den sich entwickelnden Ländern ergeben - wenn wir uns in Szenarien bis 2015 bewegen, ist die Zunahme enorm und es bedarf intelligenter Lösungen, den Rohstoffbedarf zu decken, ohne weiter CO2 neu zu produzieren. Biomasse kann da einen Teil zu beitragen, Solarenergie (Wind und Gezeiten eingeschlossen) definitiv ebenfalls - darüber hinaus müssen jedoch weitere Rohstoffe sinnvoll genutzt werden, vor allem C-haltige. Neben CCU (einschliesslich der Künstlichen Photosynthese) gibt es da eigentlich keine Alternativen.

Gruß -- Achim Raschka (Diskussion) 07:09, 7. Dez. 2016 (CET)

Danke für diesen Beitrag! Der zeigt, dass wir bis auf hier nicht wirklich relevante kleine Details völlig einer Meinung sind. Deswegen will ich da gar nicht explizit darauf antworten, sondern deiner Beschreibung einfach nur generell zustimmen. Ich denke, wenn wir den Artikel ausbauen (die wichtigsten Punkte hast du ja genannt), dann lösen sich die bisher gefühlten Widersprüche in Luft auf. Damit meine ich, wenn man die langfristige Perspektive, wie du sie gerade korrekt geschildert hast, mit einbaut, dann wird ja klar, wann die Klimaschutzwirkung eintritt und wann nicht. Da das bisher im Artikel noch fehlt, wirkt es derzeit zugegeben etwas einseitig. P.S.: Gibts bei dieser Konferenz auch anschließend publizierte Beiträge? Diese könnten für die weitere Entwicklung des Artikels ja sehr wichtig sein. Viele Grüße, Andol (Diskussion) 16:10, 7. Dez. 2016 (CET)

Hallo Andol, sehr beruhigend, keine Fronten aufbauen zu müssen. Bezüglich der Konferenzbeiträge werde ich mal schauen, ob ich sie dir zur privaten Nutzung zur Verfügung stellen kann (ich gehöre zur Orga und bin zuständig für das Programm, bin also thematisch recht tief im Thema und im Netzwerk; hätten wir diese Diskussion vor ein paar Wochen gehabt, hätte ich dich einladen können). Alles weitere später ... -- Achim Raschka (Diskussion) 16:36, 7. Dez. 2016 (CET)

Es gibt schon genug Fronten bei Wikipedia, wir brauchen nicht noch eine. Also keine Sorge, ich bin nicht an weiteren interessiert ;-) Andol (Diskussion) 23:56, 9. Dez. 2016 (CET)