Wo wird Europa sein CO2 speichern? 

CATFDer neue Bericht der EU-Kommission zeigt auf, dass in einer Vielzahl von Mitgliedstaaten, die CO2-abscheidung und Speicherung (CCS) zur Dekarbonisierung nutzen oder andere Länder bei der Dekarbonisierung unterstützen wollen, ein großes Potenzial für die Entwicklung von Speicherkapazitäten besteht. Durch die Kartierung des Verhältnisses zwischen geeigneter Speichergeologie und wahrscheinlichen Gebieten mit hoher Nachfrage nach CCS wird auch sichtbar, wo neue Speicherstätten am effektivsten platziert werden können und wo wichtige_{CO2-Transportkorridore} entstehen sollten. Während die Nordsee in der Lage ist, Jahrhunderte europäischer Emissionen zu speichern, könnte es in Süd- und Osteuropa zu lokalen Kapazitätsengpässen kommen, wenn man sich zu sehr auf die wenigen Speicherzentren verlässt, die heute entstehen. 

CO2-abscheidung und Speicherung ist für Europa von entscheidender Bedeutung, um sein rechtlich verbindliches Ziel der Klimaneutralität bis 2050 zu erreichen, vor allem als Mittel zur Dekarbonisierung schwer abbaubarer Industrien und zur dauerhaften Entfernung von_CO2 aus der Atmosphäre. In den letzten sechs Monaten wurden die Technologien von CO2-abscheidung von der Europäischen Kommission weiter anerkannt. So wurde das Ziel einer jährlichen_{CO2-Speicherkapazität} von 50 Millionen Tonnen bis 2030 in den Vorschlag für ein Gesetz über eine kohlenstofffreie Industrie (Net Zero Industry Act - NZIA) aufgenommen, und bis Ende des Jahres wird eine Strategie für das industrielle Kohlenstoffmanagement erwartet. 

Nach der Arbeit vonCATF, die auf den Mangel an verfügbaren geologischen Speichern hinwies, ist diese neue Konzentration auf die Vermarktung von_{CO2-Speicherkapazitäten} eine willkommene Entwicklung. Im vergangenen Jahr wurden viele neue_{CO2-Speicherstätten} in und um die Nordsee angekündigt, wobei allein die Projekte in Dänemark potenziell das Ziel von 50 Mio. t/Jahr erreichen könnten. Damit die NZIA jedoch wirklich dazu beitragen kann, die Dekarbonisierung der Industrie in Europa zu beschleunigen, muss sie neue Speicherprojekte in Regionen vorantreiben, in denen es derzeit wenig Aktivitäten gibt, insbesondere in Süd-, Mittel- und Osteuropa. Für die Emittenten in diesen Regionen bedeutet die Verbringung ihres_CO2 in die Nordsee einen Wettbewerbsnachteil oder ist unerschwinglich teuer.  

Aber wie viel geologische Speicherkapazität ist in ganz Europa verfügbar, und gibt es genug Kapazität für eine lokalere Speicherung von_CO2? Wie wird sich das_CO2 wahrscheinlich in der Region bewegen, und wie könnte dies optimiert werden? Eine neue umfassende Studie von CATF und Element Energy (ein ERM-Unternehmen) versucht, diese Fragen zu beantworten, indem sie den künftigen Bedarf an_{CO2-Abscheidung} und die geeignete geologische Lagerstätte gegenüberstellt.  

Die wichtigsten Ergebnisse: Die Freisetzung von Europas CO₂ Speicherpotenzial  

• Europa verfügt über genügend potenzielle Speicherkapazität, um die prognostizierten_{CO2-Abscheidungsraten} für mindestens 500 Jahre zu bewältigen. 
• Mehr als zwei Drittel der europäischen Länder verfügen über ausreichende Kapazitäten, um mindestens 100 Jahre lang ihre eigenen abgeschiedenen Industrieemissionen zu speichern. 
• Wenn man sich nur auf die derzeit geplanten_{CO2-Speicherzentren} verlässt (Szenario "Export"), kann dies zu Kapazitätsengpässen in Süd- und Osteuropa führen. 
• Im Export-Szenario werden großvolumige_{CO2-Transportnetze} mit einem Durchsatz von mindestens 20 Millionen Tonnen pro Jahr im Jahr 2050 in Deutschland, Polen, den Niederlanden und rund um die Adria benötigt. 
• Wenn die meisten Länder ihre eigenen Speicherkapazitäten entwickeln (Szenario "Inland"), entfallen die Kapazitätsengpässe an den Speicherzentren, obwohl der Bedarf an (kürzeren) Binnentransportnetzen bestehen bleibt - insbesondere in Deutschland und Polen. 
• Im Szenario "Inland" wird immer noch bis zu einem Viertel der Emissionen per Schiff oder Offshore-Pipeline exportiert. 
• Die geschätzten Kapitalkosten eines Szenarios mit größerer Speicherdichte sind zwei- bis dreimal niedriger als bei einem exportabhängigen Szenario, während die jährlichen Betriebskosten mehr als dreimal niedriger sind.   

Ein umfassender Überblick über die europäische Speicherkapazität 

In dem Bericht wurden die bestehenden Schätzungen und Studien zur geologischen_{CO2-Speicherkapazität} in ganz Europa überprüft, wobei für jedes Land eine hohe und eine niedrige Schätzung ermittelt wurde(Abbildung 1)^.1 Viele dieser Studien wurden seit den letzten Versuchen der EU im Jahr 2011, einen Überblick zu geben, auf nationaler Ebene verfeinert. Allerdings gibt es nach wie vor große Unterschiede bei der Genauigkeit der Schätzungen, wobei einige Analysen davon ausgehen, dass_CO2 in einer ganzen Region von Sedimentgestein ("Becken") gespeichert werden kann, während andere auf einer detaillierteren Analyse einzelner Gesteinsstrukturen beruhen, die_CO2 einschließen können ("Fallen")^.2  

Abbildung 1. Schätzungen der hohen und niedrigen Speicherkapazität für jedes betrachtete europäische Land, dargestellt auf einer Karte der europäischen Sedimentbecken (links) und auf einer logarithmischen Skala (rechts). 

Die Ergebnisse zeigen, dass die überwiegende Mehrheit der europäischen Länder über ein gutes Potenzial für die_{CO2-Speicherung} verfügt. Lediglich Estland, Finnland und Luxemburg verfügen über keine geeignete Geologie, und Belgien, Österreich und Slowenien geben an, dass ihre Kapazitäten sehr begrenzt sind. Betrachtet man die genaueren Schätzungen auf der Grundlage von Fallenanalysen, so stehen die Nordseeländer Großbritannien, Norwegen und Dänemark im Vordergrund, aber auch Polen, Spanien und Frankreich verfügen über sehr hohe theoretische Kapazitäten.  

Die Projektion der Nachfrage nach CO₂ Speicherung 

In der Studie werden zwei Szenarien für den Einsatz der_{CO2-Abscheidung} bei industriellen Emittenten entwickelt, wobei sechs Sektoren (Zement und Kalk, Chemie, Papier und Zellstoff, Eisen und Stahl, Raffination und Abfallwirtschaft) berücksichtigt werden, die zusammen 95 % der industriellen Emissionen in Europa ausmachen.  

Das erste Szenario wird als "priorisiertes CCS-Szenario" bezeichnet, bei dem anhand von Literaturprognosen und anderen Faktoren ein wahrscheinliches Niveau des Gesamtverbrauchs CO2-abscheidung in jedem Sektor ermittelt wird. Diese Nutzung wird dann einzelnen Anlagen in ganz Europa zugewiesen, wobei größeren Anlagen und solchen in der Nähe von stark industrialisierten Clustern Vorrang eingeräumt wird.  

Das zweite Szenario "Technisches Potenzial" umfasst alle industriellen_{CO2-Emittenten} in der Region. Dies soll kein wahrscheinliches Szenario für den Einsatz von CCS darstellen (viele dieser Emittenten könnten andere Wege zur Dekarbonisierung finden), aber es ermöglicht uns, jeden Emittenten mit einer potenziellen_CO2-Senke abzugleichen und gleichzeitig die Grenzen der_{CO2-Speicherkapazität} in jedem Gebiet zu untersuchen. 

_CO2 wird auch aus anderen Gründen als der industriellen Dekarbonisierung gespeichert werden, z. B. um der Atmosphäre_CO2 durch Bioenergie-CCS (BECCS) oder direct air capture (DAC) zu entziehen. In einigen Bereichen kann es auch zur Dekarbonisierung fossiler Kraftwerke oder zur Herstellung von Wasserstoff aus fossilem Gas verwendet werden. Da es sehr viel unsicherer ist, wo und wie viel_CO2 für diese Zwecke abgeschieden wird, schätzt die Studie den wahrscheinlichen Bedarf in ganz Europa und ordnet ihn entweder auf Länderebene (Strom und BECCS) oder auf die gesamte Region (Wasserstoff und DAC) zu. 

Insgesamt werden beim priorisierten CCS-Szenario bis 2050 313 Millionen Tonnen pro Jahr an industriellen Emissionen und zusätzlich 204 Millionen Tonnen pro Jahr an nicht-industriellem_CO2 aufgefangen.  

Abbildung 2 zeigt, dass 20 der 28 Länder über genügend theoretische Speicherkapazität verfügen, um ihre eigenen Industrieemissionen für mehr als 100 Jahre zu speichern. Als Region verfügt Europa über genügend Kapazität, um sowohl industrielle als auch nicht-industrielle Emissionen in diesem Szenario für mindestens 500 Jahre zu speichern. 

Abbildung 2. Die Speicherkapazität der einzelnen Länder, dargestellt als die Anzahl der Jahre, in denen die abgeschiedenen Emissionen gespeichert werden könnten, basierend auf den für 2050 prognostizierten_{CO2-Abscheidungsraten} der Industrie (Szenario "Priorisiertes CCS") 

Von der Quelle zur Senke: Wie abgeschiedenes CO₂ Emissionen an Speicherstätten angeschlossen werden können 

Sobald wir die wahrscheinlichen Standorte der aufgefangenen Emissionen kennen, können wir sie mit möglichen_{CO2-Speichergebieten} abgleichen. Für beide betrachteten Ausbaustufen wird dies auf zwei Arten durchgeführt, die die Extreme der möglichen Entwicklung der_{CO2-Speicherung} in Europa darstellen. Erstens wird eine Situation betrachtet, in der nur wenige Speichergebiete eingerichtet werden; dabei handelt es sich um derzeit geplante Projekte, die zumeist offshore liegen und mit Öl- und Gasfördergebieten verbunden sind: die Nordsee, die Adria, das Schwarze Meer, die nördliche Ägäis und Südwestfrankreich. Das als "Export-Szenario" bezeichnete Szenario beruht in hohem Maße auf dem Transport von_CO2 über weite Strecken in Europa, insbesondere per Schiff. 

Der zweite Pfad - das "Inlandsszenario" - sieht die Entwicklung von Speicheranlagen in jedem Land mit geeigneter Geologie vor. Dies schließt Speicherstätten in der Frühphase ein, die im Rahmen von Initiativen wie dem von der EU finanzierten Projekt "Strategy CCUS" vorgeschlagen werden, oder stellt, falls erforderlich,_CO2 in der Mitte großer Sedimentbecken aggregiert dar^.3

Abbildung 4 zeigt, wie sich das Export-Szenario im Laufe der Zeit im Fall "Priorisiertes CCS" entwickelt, wobei einige derzeit angekündigte_{CO2-Exportterminals} genutzt werden, um die abgeschiedenen Emissionen im Jahr 2035 zu aggregieren. Bis zu diesem Zeitpunkt werden 76 Millionen Tonnen pro Jahr in das Nordseebecken gebracht, wobei davon ausgegangen wird, dass verschiedene Standorte im Vereinigten Königreich, den Niederlanden, Dänemark und Norwegen betroffen sind, wobei Deutschland aufgrund seiner umfangreichen energieintensiven verarbeitenden Industrie bei weitem den größten Beitrag leistet.  

Im Jahr 2050 werden weitere Exporthäfen erschlossen, um dem zunehmenden Einsatz der_{CO2-Abscheidung} in der gesamten Region Rechnung zu tragen, so dass insgesamt 313 Millionen Tonnen abgeschieden und gespeichert werden. Davon werden 228 Millionen Tonnen pro Jahr aus Nord- und Westeuropa in die Nordsee transportiert, während Norditalien voraussichtlich 64 Millionen Tonnen pro Jahr aus Südeuropa bewältigen wird. Die erwartete Speicherkapazität in der Nordsee ist so groß, dass selbst bei dieser Rate eine theoretische Speicherkapazität von über 400 Jahren möglich wäre. Die Speicherkapazität in der Adria und in Norditalien könnte jedoch generell überfordert sein und im schlimmsten Fall nur 23 Jahre betragen. 

Abbildung 4. Die Entwicklung des Szenarios "Exportbasiert/Priorisiertes CCS" im Laufe der Zeit 

Das Exportszenario verdeutlicht auch den dringenden Bedarf an_{CO2-Transportnetzen}, die weit ins Landesinnere reichen, um die abgeschiedenen Emissionen zu den Terminals zu bringen - insbesondere in Deutschland, Polen und den Niederlanden. Bis 2050 müssen möglicherweise über 40 Millionen Tonnen jährlich Deutschland über ein Nordsee-Terminal verlassen, während über 20 Millionen Tonnen zu den Ostseeküsten Polens und Deutschlands sowie zu Nordseehäfen in den Niederlanden und Belgien transportiert werden. 

Zum Vergleich zeigt Abbildung 5, wie sich das Szenario "Inland" im Laufe der Zeit entwickelt. Wir gehen davon aus, dass selbst bis 2035 einige zusätzliche Speicherstandorte erschlossen werden. Da derzeit keine Standorte in Deutschland vorgesehen sind (wo die_{CO2-Speicherung} an Land faktisch verboten ist), besteht weiterhin ein erheblicher Exportbedarf von der deutschen Nordseeküste aus. Der Bedarf an umfangreichen Landtransporten in Polen und anderen mitteleuropäischen Ländern ist jedoch im Vergleich zum Export-Szenario stark reduziert, und dank neuer Speicherstätten im spanischen Ebro-Becken und in Südostfrankreich ist der Transport über weite Strecken des Mittelmeers deutlich geringer. 

Abbildung 5. Die Entwicklung des Szenarios "Hausspeicher/Priorisiertes CCS" im Laufe der Zeit  

Im Jahr 2050 gehen wir davon aus, dass fast jedes Land ein oder mehrere Gebiete für die Speicherung erschließt. Dies ermöglicht eine viel breitere Verteilung von_CO2 als im Export-Szenario, bei dem nur etwa 100 bis 130 Millionen Tonnen in die Nordsee geliefert werden^.4 Die Speichergebiete in Süd- und Osteuropa werden viel weniger belastet als im Export-Szenario, wobei Norditalien nur 4,4 Millionen Tonnen pro Jahr bewältigen muss. Die vorgeschlagene Entwicklung eines Standorts in der Schweiz zu einem wichtigen regionalen Speicherzentrum ist jedoch ungewiss, da die geeignete Geologie in diesem Land derzeit nur unzureichend beschrieben ist. Alternativ könnten viele dieser_CO2-Quellen auf überschüssige Kapazitäten in Italien, Deutschland oder der Nordsee umgelenkt werden. Die Rolle der_{Onshore-CO2-Transportnetze} ist immer noch beträchtlich - insbesondere in Deutschland -, aber der Bedarf an_{CO2-Transporten} ist deutlich geringer.  

Abbildung 6 verdeutlicht den erheblichen Unterschied bei den Kosten, die mit den in den einzelnen Szenarien erforderlichen Transportnetzen verbunden sind. Bis zum Jahr 2050 fallen im Export-Szenario Kapitalkosten von bis zu 30 Mrd. Euro und jährliche Betriebskosten von über 5,5 Mrd. Euro an; diese Kosten werden im Inlands-Szenario um etwa 60 % bzw. 70 % reduziert.   

Abbildung 6. Vergleich der Transportkosten in jedem Szenario, mit Angabe der Kapitalkosten (Capex) und der Betriebskosten (Opex).  

Folgen für die politischen Entscheidungsträger: Aufbau eines effizienten CO2-abscheidung und Speichermarktes 

Da Industrieanlagen nur nach den sichtbaren_{CO2-Speicherprojekten} planen können, ähneln die kurzfristigen Aussichten für CCS in Europa stark dem Export-Szenario der Studie. Dies zeigt sich an den Transportrouten, die von den Kandidaten vorgeschlagen werden, die sich um den Titel ?Projekte von gemeinsamem Interesse für_CO2-Netze " bewerben, oder an den vom EU-Innovationsfonds ausgewählten Projekten, zu denen ein polnisches Zementwerk gehört, das_CO2 mit der Bahn nach Danzig transportieren wird, um es von dort aus in die Nordsee zu verschiffen. In der Schweiz werden in Studien die Möglichkeiten untersucht, die Emittenten per Ferntransport an die Nordsee anzubinden.  

Obwohl dieser Ansatz für einige wenige, gut subventionierte Erstanbieterprojekte und kleinere_CO2-Mengen machbar ist, ist er für die in den meisten Dekarbonisierungsszenarien vorgesehene EU-weite CCS nicht praktikabel und wäre mit enormen zusätzlichen Kosten verbunden.  

Um eine Dekarbonisierung in großem Maßstab zu ermöglichen, muss die_{CO2-Infrastruktur} in Europa allmählich von einem eher exportorientierten Szenario - mit größerer Abhängigkeit von der Schifffahrt - zu einer stärker dezentralen Speicherung übergehen, die durch großvolumige Inlandstransportnetze unterstützt wird. Die Mitgliedstaaten sollten darauf hinarbeiten, diesen Prozess zu beschleunigen, um die Kosten für ihre Industrie zu senken und den Wert ihrer eigenen geologischen Ressourcen nutzbar zu machen. Die künftige Herausforderung wird darin bestehen, die Entwicklung von Anlagen und Infrastrukturen zu steuern, die ausreichend flexibel für diese Entwicklung sind, und gleichzeitig sicherzustellen, dass diese Technologien schnell genug ausgebaut werden, um das für unsere Klimaziele erforderliche Tempo zu erreichen.   

Der Vorschlag für ein Gesetz über die Netto-Null-Industrie spiegelt diese Notwendigkeit wider, die Entwicklung der Speicherung über die Nordsee hinaus zu beschleunigen, aber es sind noch weitere Schritte erforderlich, um eine Infrastruktur zu schaffen, die einen kostengünstigen Zugang für alle bietet. In mehreren Ländern gibt es derzeit wirksame Verbote für die_{CO2-Speicherung} oder unvollständige rechtliche Rahmenbedingungen, die die Entwicklung von Speicheranlagen erschweren oder unmöglich machen^.5 Auch in Gebieten ohne eine klare Strategie zur Förderung und Koordinierung von_{CO2-Abscheidungsanlagen} und Transportnetzen werden sich Speicheranlagen nur schwer entwickeln können.  

Die NZIA und die bevorstehende Strategie für industrielles Kohlenstoffmanagement haben das Potenzial, viele dieser Probleme zu lösen, indem sie die Genehmigungsverfahren beschleunigen, eine Plattform für die Verbindung von Abscheidungsanlagen mit Speichern schaffen, öffentliche und private Investitionen anregen und einen Rechtsrahmen für grenzüberschreitende_{CO2-Infrastrukturen} schaffen. Ein kluger Einsatz neuer und bestehender Finanzierungsinstrumente auf der Ebene der EU und der Mitgliedstaaten kann dazu beitragen, die frühzeitige Einführung von Projekten voranzutreiben, wobei die wachsenden Einnahmen aus dem EU-Emissionshandelssystem eine logische Ressource darstellen, auf die zurückgegriffen werden kann.  

Um das Potenzial dieser Maßnahmen zur Dekarbonisierung der europäischen Industrie zu maximieren, empfiehlt CATF : 

• Finanzierung der Erstellung eines europaweiten "_{CO2-Speicheratlas} " - einschließlich der Erfassung neuer Daten -, um die erheblichen Wissenslücken in Bezug auf das Speicherpotenzial der Region zu schließen. 
• Sicherstellen, dass die im Rahmen der NZIA entwickelte Speicherkapazität die geografische Verteilung der dekarbonisierenden Industrien in Europa angemessen widerspiegelt, und einen Mechanismus für die Festlegung künftiger Speicherziele einrichten. 
• auf die Beseitigung von regulatorischen Hindernissen und Ressourcenzwängen hinzuwirken, die die Projektentwicklung in den Mitgliedstaaten behindern, die ihre Speicherkapazität nutzen wollen. 
• Gewährleistung angemessener Finanzmittel für die Einführung von Projekten zur frühzeitigen CO2-Abscheidung in neuen Regionen und für den Ausbau wichtiger_{CO2-Transportkorridore} und Speicherzentren - insbesondere in Deutschland, Polen, den Niederlanden und rund um die Adria. 
• Umsetzung eines Rechtsrahmens für den_{CO2-Transport} in Europa und eines Plans für die Netzentwicklung, der einen europaweiten, wettbewerbsfähigen Markt für_{CO2-Speicherdienste} ermöglicht. 

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1. Die Studie umfasst die EU-Mitgliedstaaten (ohne Malta und Zypern für die Speicheranalyse), die Schweiz, Norwegen und das Vereinigte Königreich.

2. Für einige wenige Länder (Irland, Slowakei, Bulgarien, Tschechische Republik), für die derzeit keine oder nur wenige adäquate Schätzungen vorliegen, werden in der Studie neue Analysen auf der Grundlage der verfügbaren Sedimentgesteinsflächen und typischen Speicherfaktoren durchgeführt (als "Bottom-up-Schätzungen" bezeichnet).

3. In Wirklichkeit gäbe es wahrscheinlich mehrere Injektionsstellen, die über diese geeigneten Gebiete verteilt wären.

4. Die Schwankungsbreite ist auf die Ungewissheit über den endgültigen Bestimmungsort der Emissionen zurückzuführen, die weiterhin aus den baltischen Staaten exportiert werden.

5. Polen hat vor kurzem Schritte unternommen, um rechtliche Beschränkungen für die_{CO2-Speicherung} aufzuheben, und andere Länder (wie Deutschland) könnten diesem Beispiel folgen.