Dekarbonisierungszentren und die Chance für eine tiefgreifende und schnelle Kohlenstoffreduzierung

Bei der Bewältigung der komplexen Herausforderung, dekarbonisierte Energiesysteme aufzubauen, ist die Verringerung der CO₂-Emissionen aus der Industrie von entscheidender Bedeutung, da diese nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) rund 23 % der CO₂-Emissionen ausmachen. Ausgehend von der derzeitigen Entwicklung wird der europäische Endenergieverbrauch in den nächsten drei Jahrzehnten voraussichtlich nicht drastisch sinken. Noch schlimmer ist, dass die globalen Emissionsdaten vom Dezember 2020 einen Anstieg um 60 Millionen Tonnen gegenüber dem Vorjahr zeigen. Das bedeutet, dass unsere Möglichkeiten zur Verringerung der CO₂-Emissionen schrumpfen, während sich das Zeitfenster, in dem wir die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels verhindern können, schließt.

Es müssen unverzüglich Anstrengungen unternommen werden, um mit der Reduzierung der derzeitigen Emissionen zu beginnen und den Weg zur Dekarbonisierung zu beschleunigen. Die Bemühungen müssen mit bewährten Technologien und Ansätzen beginnen, die bereit sind, in pragmatische Maßnahmen überzugehen, während gleichzeitig weiter in Forschung und Konzeptentwicklung investiert wird. Die Industrie verfügt über Methoden zur Emissionsreduzierung, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen, doch gibt es derzeit keinen Business Case für private Investitionen. Die Schaffung des richtigen politischen Rahmens kann dies ändern.

Die oft fälschlicherweise als neuartige Technologie dargestellte CO2-abscheidung, Abscheidung und Speicherung ist ein bewährtes Konzept zur Kohlenstoffreduzierung. Dieses Paket von Emissionskontrolltechnologien passt zur bestehenden Infrastruktur, um zu verhindern, dass CO₂ in die Atmosphäre gelangt. Die Industrie kann diese Technologie nutzen, um die CO₂-Emissionen um mehrere Millionen Tonnen zu verringern. Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) der Vereinten Nationen hat das Ausmaß der erforderlichen CO₂-Abscheidung in einem gewissen Rahmen dargestellt und die Technologien in drei von vier seiner illustrativen Szenarien einbezogen. Dieses Ziel kann nur durch den Einsatz von CO2-abscheidung, Abscheidungs- und Speichertechnologien und deren politische Unterstützung erreicht werden, so dass das Emissionsminderungspotenzial in nennenswertem Umfang ausgeschöpft werden kann.

Gemeinsame Systeme für die CO₂-Transportinfrastruktur und die geologische Speicherung werden durch den Aufbau von CO₂-Reduktionszentren die notwendige Größenordnung ermöglichen. Der Hub-Ansatz ermöglicht Zusammenarbeit und die gemeinsame Nutzung von Infrastruktur. Dadurch werden mehrere CO₂-Abtrennungsstandorte in Industrieanlagen mit sicheren geologischen Lagerstätten über gemeinsame Pipeline-Transportnetze verbunden, was eine schnellere Umsetzung von CO2-abscheidung, Entfernung und Lagerung ermöglicht. Wird diese Technologie in großem Maßstab angewandt, kann sie energieintensive Prozesse in eine kohlenstofffreie Zukunft führen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da in den Industriesektoren weltweit Millionen von Menschen beschäftigt sind. Die Dekarbonisierung hochwertiger Industrien wie Eisen und Stahl, Chemie, Raffinerien und Zement trägt zum Erhalt lokaler Arbeitsplätze bei, die eine Reihe von Produkten liefern, die für das tägliche Leben unerlässlich sind.

Die langsame Akzeptanz dieser Anlagen ist jedoch auf die hohen Kosten der Emissionsminderungstechnologie zurückzuführen, und nur wenn wir diese Finanzierungslücke durch öffentlich-private Partnerschaften schließen, können wir einen signifikanten Ausbau der Infrastruktur erreichen.

Die Information der politischen Entscheidungsträger über die Vorteile von CO2-abscheidung, Entfernung und Speicherung ist ein fortlaufender Prozess, und die Unterstützung durch die Politik wird eine breite Einführung der CO₂-Reduzierung und ihrer Vorteile ermöglichen.

Der Aufbau einer dekarbonisierten Industrie erfordert auch die Einbeziehung von Wasserstoff, dem eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung zugeschrieben wird. Damit dies geschehen kann, muss es Raum für die Produktion und den Einsatz von Wasserstoff als Brennstoffquelle geben, wobei die Regierung der Industrie grünes Licht für die Nachrüstung bestehender Wasserstoffproduktionsanlagen mit Geräten von CO2-abscheidung gibt. Dies wird die Industrie in die Lage versetzen, ihre Kohlenstoffemissionen zu verringern, wobei der Schwerpunkt auf dem Aufbau einer Infrastruktur zur CO₂-Abscheidung und -Speicherung liegen wird, die auch den Rahmen für die erweiterte Nutzung von Wasserstoff und die Infrastruktur für grünen Wasserstoff in der Zukunft bilden wird.

Eine realistische Klimastrategie, die eine tiefgreifende Dekarbonisierung erreicht, muss sicherstellen, dass die Technologievermarktung im Zentrum der politischen Strategie steht, wobei der private und der öffentliche Sektor für eine breite Einführung zusammenarbeiten können. Die Unterstützung einer Vielzahl von Dekarbonisierungsmethoden ermöglicht den Aufbau von Infrastruktur und die Ausrichtung von Ressourcen auf bewährte Dekarbonisierungsmethoden. Dies bedeutet harmonisierte und spezifische Politik- und Finanzierungsmechanismen, die eine breite Einführung von Technologien ermöglichen, sowie Unterstützung für die Nachrüstung bestehender Industrieanlagen.

Dekarbonisierungszentren können zu einem CO2-Netz zusammengeschaltet werden

Ein Hub-Konzept hat viele Vorteile. Dazu gehören vernetzte Transportsysteme, die CO₂ aus mehreren Abscheidungsquellen sammeln und an gemeinsame Speicherorte liefern. Diese gemeinsamen Dekarbonisierungs-Hubs ermöglichen es, dass Emissionen aus verschiedenen Industriezweigen eine gemeinsame Netzinfrastruktur nutzen und Zugang zu sicheren geologischen Speicheranlagen erhalten.

Eine gemeinsam genutzte Infrastruktur mit Zugang zu den verfügbaren Speicherkapazitäten bedeutet, dass die emittierenden Industrien leichter Zugang zum CO₂-Netzdienst haben und die administrativen Hürden minimiert werden, da die Aktivitäten innerhalb des Netzes bereits lizenziert sind. Dies ermöglicht es der Industrie, Projekte zu planen, die sich auf Maßnahmen zur Verringerung des Kohlenstoffausstoßes konzentrieren, anstatt in die gesamte Kette der CO2-abscheidung, Entfernung und Speicherung investieren zu müssen. Dies ist besonders wichtig, da es nicht in jedem europäischen Land geeignete geologische Lagerstätten gibt. Ein gemeinsamer Dienst für den Transport und die Lagerung von CO₂ wird daher Industriestandorten in ganz Europa die Möglichkeit bieten, Emissionen zu reduzieren.

Netzwerkeffekte sind gut bekannt. Die Koordinierung von Investitionen schafft zusätzliche Verbindungen und führt zu kommerziellen Synergien, die eine schnellere Einführung ermöglichen, da es kostengünstiger ist, große Infrastruktureinrichtungen für CO₂-Transport und -Speicherung zu bauen als mehrere kleinere.

Akteure aus der Industrie haben industrielle Knotenpunkte, Netzwerke und Cluster geplant, die die Infrastruktur für CO₂-Abscheidung, -Transport und -Speicherung für tiefgreifende Emissionsreduzierungen in der industriellen Produktion von Eisen, Stahl, Zement und Chemikalien demonstrieren. Länder mit finanzieller und politischer Unterstützung waren in der Lage, First-Mover-Projekte zu initiieren, die es der Industrie ermöglichen, in eine Netto-Null-Infrastruktur zu investieren und gleichzeitig wichtige wirtschaftliche und soziale Funktionen aufrechtzuerhalten.

In Norwegen und im Vereinigten Königreich beispielsweise wurden im Rahmen der nationalen Politik staatliche Zuschüsse für bestimmte Projekte bereitgestellt und die Industrie in die Lage versetzt, mit der Planung von Projekten zu beginnen. Die Niederlande und Dänemark haben sich ebenfalls verpflichtet, CO2-abscheidung, Abscheidung und Speicherung zu nutzen, um die nationalen Emissionsreduktionsziele zu erreichen, was ebenfalls zu Projektaktivitäten geführt hat.

In Norwegen wird Northern Lights das erste CCS-Drehkreuz Europas sein, das ein grenzüberschreitendes, offenes CO₂-Transport- und -Speicherinfrastrukturnetz demonstriert, das Unternehmen in ganz Europa die Möglichkeit bietet, ihr CO₂ sicher und dauerhaft tief unter dem Meeresboden zu speichern. Darüber hinaus arbeitet eine Gruppe energieintensiver Unternehmen gemeinsam am Aufbau eines CO₂-Netzes in Teesside im Vereinigten Königreich. Die britische Regierung hat die Rolle von CO2-abscheidung, Abscheidung und Speicherung als Schlüsselstrategie zur Dekarbonisierung hervorgehoben und nationale Ziele für den Einsatz und Finanzierungsinstrumente festgelegt, die es der Industrie ermöglichen, durch die Planung von CCS-Zentren eine Lösung für ihre Kohlenstoffemissionen zu finden. In den Niederlanden ist ein Speicherzentrum im Hafen von Rotterdam geplant, das einen CO₂-Service für den Transport und die Speicherung von abgeschiedenem CO₂ verschiedener Unternehmen bieten soll. Die endgültige Investitionsentscheidung soll im Jahr 2022 getroffen werden.

Während diese Vorreiterprojekte zeigen, was möglich ist, haben die bisherigen Bemühungen der Regierungen nicht den Rahmen für die Entwicklung eines Marktsystems für CO2-abscheidung, die Abscheidung und Speicherung von CO₂ zur Dekarbonisierung der Industrie in großem Maßstab geschaffen. Es ist wichtig, diese zu einer regionalen Strategie und zu Maßnahmen durch Partnerschaften weiterzuentwickeln, die gemeinsame Einführungsziele, regionale Knotenpunkte, Cluster und wichtige Projektmöglichkeiten für CO2-abscheidung, Abscheidung und Speicherung sowie einen gemeinsamen regionalen Atlas für die dauerhafte CO₂-Speicherung umfassen.

Es sind nun politische Mechanismen erforderlich, damit Regierung und Industrie zusammenarbeiten, um eine weitreichende Dekarbonisierung der industriellen Aktivitäten zu erreichen.

Politische Unterstützung ist erforderlich, um den Ausbau von Dekarbonisierungszentren voranzutreiben

Das Hinzufügen von CO2-abscheidung, Abscheidungs- und Speicheranwendungen zu Industrieanlagen verbraucht zusätzliche Energie und erhöht die Produktionskosten, was teilweise der Grund dafür ist, dass die Entwicklung eines wirksamen Finanzierungsmodells eine besondere Herausforderung darstellt. Es ist allgemein bekannt, dass die Technologie einen sektorübergreifenden Weg zu Netto-Null-Emissionen bietet, aber wir brauchen eine breite Akzeptanz - und das ist ohne beträchtliche Investitionshilfen nicht möglich.

Dies ist jedoch kein Problem, das nur bei CO2-abscheidung auftritt, sondern auch bei Transport und Lagerung.

Beispiel Elektroautos. Um die Einführung von Elektroautos zu fördern, war eine staatliche Unterstützung für die Kosten und die Installation von Ladenetzen erforderlich. Anfängliche Investitionshilfen sind notwendig, um die Infrastruktur zu installieren, die einen neuen Markt in Gang bringt, indem sie das Risiko von Projekten verringern und die öffentliche Akzeptanz sicherstellen. Individuelle Anreize und die Verfügbarkeit von Infrastruktur ermutigten den Privatsektor zur Ausweitung der Produktion und die Verbraucher zum Kauf von Elektrofahrzeugen (EV). So hat die norwegische Regierung den Aufbau des Marktes für Elektrofahrzeuge vorangetrieben und ein Joint-Venture-Programm mit dem Privatsektor eingeführt, bei dem die lokale Regierung Unternehmen für die Einrichtung und den Betrieb von Ladestationen bezahlt. Andere Beispiele sind Deutschland, wo die Subventionen für Elektrofahrzeuge verlängert wurden, und die Niederlande, wo die Subventionen für Elektrofahrzeuge 2021 erhöht wurden.

Das politische Engagement der Regierung sendet ein positives Investitionssignal an den privaten Sektor, um den Aufbau eines neuen Marktes zu initiieren und die Ausweitung der Produktion durch Investitionssicherheit zu fördern.

Ähnliche politische Unterstützung und Investitionen sind erforderlich, damit der Markt für die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid ( CO2-abscheidung) aktiviert wird und die Kostenkurve, der andere neue Klimatechnologien gefolgt sind, nachvollziehen kann. Für die nächste Gruppe von Drehkreuzen ist besondere Unterstützung erforderlich, und die Kapitalströme und Märkte müssen gesondert behandelt werden.

Zwar haben mehrere Erfolgsfaktoren zur Entwicklung von Demonstrationsprojekten in Europa beigetragen, doch gibt es noch keinen Fahrplan für eine breite Einführung. Einige Finanzierungsverpflichtungen, der Ausbau des EU-Emissionshandelssystems (ETS), Netto-Null-Ziele, steigende Strafen für CO₂-Emissionen und günstige Geschäftsmodelle haben diese Projekte ermöglicht und Tore für einen CO₂-Markt geschaffen. Um dies europaweit zu erreichen, müssen die politischen Entscheidungsträger jedoch vorhersehbare Bedingungen schaffen. Die Industrie hat sich nun an die Regierungen gewandt und um Unterstützung gebeten, damit die Dekarbonisierungsnetze in angemessenem Tempo und Umfang ausgebaut werden können.

Netzwerkimplementierung von Dekarbonisierungs-Hubs

Ein intelligenter Aufbau von Dekarbonisierungsnetzen ist erforderlich, damit CO2-abscheidung sinnvoll genutzt werden kann. Die politischen Entscheidungsträger müssen auf die Industrie reagieren, die über die Mittel zur Dekarbonisierung verfügt, aber einen Rahmen für die Umsetzung benötigt. Dies bedeutet, dass die Rolle dieser Technologien und Methoden in einer kohlenstoffarmen Zukunft gesichert sein muss und dass CO2-abscheidung als Methode zur Kohlenstoffreduzierung harmonisiert werden muss, damit die Industrie eine weitreichende Einführung planen kann. Die Politik muss sich sowohl mit der Entwicklung von CO₂-Transport- und -Speicherinfrastrukturen in großem Maßstab befassen als auch Anreize für den Einsatz von Abscheidungstechnologien für Anlagen zur Kohlenstoffabscheidung schaffen.

1. Finanzielle Anreize. Es bedarf spezifischer finanzieller Anreize zur Unterstützung der Umsetzung und des Ausbaus der CO₂-Transport- und -Speicherinfrastruktur. Während der EU-Innovationsfonds durch die Bereitstellung von Kapitalunterstützung für innovative Technologien einige Investitionen ankurbelt, werden diese Mittel auf eine Reihe von Technologien aufgeteilt, so dass der Betrag für eine groß angelegte Kommerzialisierung von CO2-abscheidung, Abscheidung und Speicherung nicht ausreicht. Da die erste Antragsrunde überzeichnet ist, könnten zusätzliche Kapitalzuschüsse zur gezielten Finanzierung von CO2-abscheidung, Abtrennungs- und Speicherprojekten hilfreich sein. Darüber hinaus ist die Verordnung über die transeuropäischen Energienetze (TEN-E) von entscheidender Bedeutung für grenzüberschreitende CO₂-Transportnetze und den Aufbau einer grenzüberschreitenden CO₂-Infrastruktur in Europa. Es ist zwar ermutigend zu sehen, dass die Europäische Kommission in ihrem Vorschlag, grenzüberschreitende CO₂-Pipelines einzubeziehen, Unterstützung für CO2-abscheidung, die Beseitigung und Speicherung von CO₂ als Netto-Null-Methode für die Industrie signalisiert hat, aber der Rahmen ist unvollständig, da die gesamte Wertschöpfungskette von CO2-abscheidung und die Speicherung von CO₂ von der TEN-E nicht anerkannt wird. Dies bedeutet, dass alle CO₂-Transportoptionen und die geologische Speicherung von CO₂ unterstützt werden müssen. Dies ist besonders wichtig für die Gestaltung von Hubs und Clustern, da das abgeschiedene CO₂ möglicherweise mehrere Ländergrenzen in Europa überqueren muss, um die Speicherstätten zu erreichen. Um ein Marktsystem für die Kohlendioxidabscheidung und -speicherung zu ermöglichen, muss der politische Rahmen der EU alle Teile der Wertschöpfungskette zulassen und ermöglichen, um Sicherheit für die Projektentwicklung zu bieten und Anreize für Investitionen zu schaffen, indem die Regierung ihr Engagement für die notwendige Infrastruktur zeigt. Investitionen in die Abscheidung CO2-abscheidung sowie in die Infrastruktur für den Transport und die Speicherung von CO₂ sind erforderlich, damit die Mitgliedstaaten Zugang zu geologischen Speicherressourcen haben.
2. ETS-Integration. Die politischen Entscheidungsträger müssen Wege finden, um die Lücke zwischen den tatsächlichen Betriebskosten von CO2-abscheidung, der Entfernung und Speicherung und dem aktuellen Preis des Europäischen Emissionshandelssystems zu schließen. Diese Art von politischer Unterstützung ist notwendig, um kurzfristig Anreize für Investitionen in CO2-abscheidung zu schaffen. Diese können auf der Grundlage einer verringerten CO₂-Emissionsreduzierung vergeben werden, z. B. durch Kohlenstoffdifferenzverträge. CFDs haben die Kommerzialisierung von Technologien für erneuerbare Energien in Form von Einspeisevergütungen erfolgreich unterstützt und einen Weg zur Integration von Innovationszielen in die Klimapolitik aufgezeigt.
3. Zielvorgaben und Zeitvorgaben. Klare Zielvorgaben für die Industrie zur Verringerung der Emissionen mit Zeitvorgaben für den Einsatz und die erforderlichen Mengen für den Einsatz von CO2-abscheidung, Abscheidung und Speicherung. Die Zielvorgaben müssen durch eine etablierte Treibhausgasbilanzierung für die Kohlenstoffabscheidung unterstützt werden, wobei Anreize durch Zertifikate für die Kohlenstoffabscheidung für Transparenz sorgen werden.
4. Höhere Kohlenstoffpreise. Die politischen Entscheidungsträger müssen weiterhin auf wesentlich höhere Kohlenstoffpreise drängen, solange Kohlenstoff, Abscheidung und Speicherung wirtschaftlich nicht tragfähig sind. Obwohl das EU-Emissionshandelssystem (ETS) einen Preis für Kohlenstoff festgesetzt und den ersten großen Kohlenstoffmarkt der Welt geschaffen hat, ist der Preis nicht hoch genug, um Anreize für die Einführung zu schaffen, wenn keine ergänzenden Maßnahmen, wie oben beschrieben, ergriffen werden.

Schlussfolgerung

Europa kann das transformative Potenzial seiner Energiewirtschaft ausschöpfen, indem es Standards, Modelle und Vorschriften festlegt, denen der Rest der Welt folgt.

Die Europäische Kommission hat Mittel für sechs CO₂-Transport- und Speichernetzprojekte in fünf europäischen Ländern bereitgestellt. Die kritischen Erfolgsfaktoren sind aufeinander abgestimmt, damit Europa [PDF] vom Potenzial der Hubs profitieren kann. Der nächste Schritt besteht darin, dem Markt ein Geschäftsmodell und einen Mechanismus zur Unterstützung der Einnahmen zur Verfügung zu stellen, um private Investitionen in die breite Einführung von Projekten anzuregen. Innovative Modelle, die die Projektrisiken für eine langfristige Kapitalfinanzierung minimieren, verringern das Risiko von Projekten erheblich und ermutigen private Investoren, die sich an der Anpassung der bestehenden Rechtsvorschriften an die Klimaziele orientieren.

Der Europäische Rat hat eine Verringerung der Treibhausgasemissionen um mindestens 55 % bis 2030 gegenüber dem Stand von 1990 festgelegt - ob dieses Ziel erreicht wird, hängt von den umgesetzten Maßnahmen ab. Der Fahrplan muss durch politisches Engagement erfüllt werden, und die Koordinierung ist von entscheidender Bedeutung, um Größenvorteile und Übertragungsvorteile über Länder und Regionen hinweg zu maximieren. Die meisten Dekarbonisierungspfade sehen die Notwendigkeit von CO2-abscheidung vor, d. h. wir müssen die Grundlagen für die Marktakzeptanz schaffen. Diese Systeme werden die wichtigste Basisinfrastruktur sein, die für einen dekarbonisierten Markt in der erforderlichen Größenordnung benötigt wird, und eine eigenständige Industrie schaffen.