Vom Gesetz zum Handeln: Wie der Inflation Reduction Act die Dekarbonisierung in den Vereinigten Staaten mit CO2-abscheidung und Speicherung beschleunigt

Dieser Blog ist der erste einer Reihe, in der die weitreichenden Auswirkungen des Inflation Reduction Act auf CO2-abscheidung untersucht werden, beginnend mit einer Aufschlüsselung der bisherigen Projektankündigungen und dem Stand der Dinge in den Vereinigten Staaten. 

Nach der Verabschiedung des Inflation Reduction Act (IRA) gibt es einen erheblichen neuen Impuls zur Bekämpfung der klimakrise und zur Erreichung unserer Emissionsziele durch die Installation der dringend benötigten CO2-abscheidung und Speichertechnologien. Die zweckgebundenen Ausgaben und die erweiterten Steuergutschriften im IRA haben den Entwicklern noch mehr Grund gegeben, sich auf die Abscheidung von Kohlenstoffverschmutzung aus den Abfallströmen der Luftemissionen und deren dauerhafte Speicherung im Untergrund zu konzentrieren.  

Nur ein Jahr nach der Verabschiedung ist dies bereits der Fall. Fast 40 % der aktuellen Projekte, die sich in der Entwicklungspipeline befinden, wurden nach der Verabschiedung des IRA angekündigt, und die meisten dieser Projekte betreffen die dauerhafte Speicherung. Die Entwicklung von Speicherressourcen ist entscheidend für die Rentabilität von CO2-abscheidung und die Reduzierung und Beseitigung von_CO2 in großem Maßstab. 

Die Bestimmungen des IRA ergänzen den überparteilichen Infrastructure Investments and Jobs Act of 2021 (IIJA). Gemeinsam haben diese Gesetzgebungsbemühungen die Mittel für Kohlenstoffmanagementprojekte und -infrastrukturen erhöht, insbesondere für den Transport und die geologische Speicherung in salinen Aquiferen.  

Ein Jahr später: Die wichtigsten Erkenntnisse 

Aus den über 50 Projekten, die seit der Verabschiedung des IRA angekündigt wurden, haben wir die folgenden Themen herausgearbeitet: 

• Die Projekte werden immer umfassender und innovativer: Die Anwendungen für CO2-abscheidung und Speicherprojekte werden immer vielfältiger und technologisch fortschrittlicher. 
• Die Kohlenstoffspeicherung steht im Mittelpunkt des Interesses: Es wird immer mehr in den Aufbau von Speicherressourcen investiert und darauf geachtet, dass diese ausgebaut werden.  
• Der Schwerpunkt liegt auf der industriellen Dekarbonisierung: Es werden mehr Projekte in schwer abbaubaren industriellen Teilsektoren wie Zement und Stahl angekündigt, da die 45Q-Steueranreize die Wirtschaftlichkeit der Projekte verbessern.

Die Entwicklung von Projekten zur integrierten Abscheidung und Speicherung boomt in den Vereinigten Staaten 

Zwischen der Verabschiedung des IRA im August 2022 und Juli 2023 wurden mehr als 50 neue Abscheidungs-, Speicher- und integrierte Abscheidungs- und Dauerspeicherprojekte angekündigt, mehr als die 39 Projektankündigungen im gesamten Jahr 2022. Noch wichtiger ist, dass das Spektrum der industriellen Anwendungen für Projekte vielfältiger ist, was darauf hindeutet, dass CO2-abscheidung und Speichertechnologien für eine breitere industrielle Dekarbonisierung zunehmend attraktiv sind. Während sich die Projekte vor dem IRA in erster Linie auf Ethanolanlagen konzentrierten, werden die jüngsten Projektankündigungen die Kohlenstoffverschmutzung durch Quellen in der Ammoniak-, Stahl- und Zementindustrie kontrollieren. Projekte, die Kohlenstoff direkt aus der Umgebungsluft abscheiden, bekannt als direct air capture oder DAC, haben ebenfalls zugenommen. CATF wird demnächst Inhalte über den Fortschritt von DAC und DAC-Hubs in den USA veröffentlichen. 

Zusätzlich zu den Projekten, die sich ausschließlich auf die Entwicklung von Speicheranlagen konzentrieren, handelt es sich bei etwa 50 % der nach dem IRA angekündigten Abscheidungsprojekte um integrierte Abscheidungs- und Dauerspeicherprojekte, was wahrscheinlich auf die zusätzlichen Anreize für eine dedizierte geologische Speicherung im Rahmen der Überarbeitung von 45Q zurückzuführen ist. Der Rest der Abscheidungsprojekte hat keine Speicherklassifizierung angekündigt oder zugesagt, so dass wir davon ausgehen können, dass dieser Prozentsatz im Laufe der Zeit steigen wird, wenn diese Projekte voranschreiten. 

Die US-Industrie CO2-abscheidung ist weiterhin führend 

Projekte, die vor dem IRA angekündigt wurden, machen neben der laufenden Technologieentwicklung weiterhin Fortschritte und sichern die Führungsrolle der USA bei CO2-abscheidung und der Speicherung. Im vergangenen Jahr wurden verschiedene CO2-abscheidung Projekte ins Leben gerufen, mit denen höhere Abscheideraten nachgewiesen werden sollen, einschließlich fortschrittlicher Abscheidetechniken oder des Einsatzes neuer CO2-abscheidung Methoden und Technologien sowohl für die Punktquellenabscheidung als auch für die DAC. Ein Beispiel ist die kryogene CO2-abscheidung Technologie von Chart Industries im Zementwerk der Central Plains Cement Company LLC in Sugar Creek, Missouri. Chart behauptet, Kohlenstoff zu geringeren Kosten abscheiden zu können als mit herkömmlichen Abscheidungsmethoden und Mitverunreinigungen wie SO2 und NOX zusammen mit dem CO2 im Abgasstrom zu eliminieren. Im Jahr 2023 unterzeichnete Chart Industries Absichtserklärungen mit Wolf Carbon Solutions und Koch Engineered Solutions, um die firmeneigene Abscheidungstechnologie noch weiter auszubauen.  

Zu den Fortschritten bei bestehenden Projekten gehört der Marquis Industrial Complex, der bekannt gab, dass er mit der Detailplanung für eines der größten Bioenergieprojekte CO2-abscheidung und Speicherprojekte in Illinois begonnen hat. Kürzlich hat das Projekt Tundra, ein von der Minnkota Power Cooperative in North Dakota geleitetes Projekt im Energiesektor, die letzte Entwicklungsphase erreicht, einschließlich der Sicherung einer Finanzierungsrunde.  

Diese Projekte sowie technologische und kostensparende Innovationen von nationalen Labors wie dem Pacific Northwest National Lab (PNNL ) sind reale Beispiele für Fortschritte auf CO2-abscheidung , die zu Projekten vor Ort führen, die die Kohlenstoffverschmutzung aus Punktquellen aktiv reduzieren.  

Mit den richtigen Anreizen werden CO2-abscheidung und Speicherprojekte und -knotenpunkte rasch vorangetrieben 

Seit der Verabschiedung des IRA hat es eine starke Welle von Projektankündigungen gegeben, die sich speziell mit der Entwicklung von Speichermöglichkeiten befassen und fast die Hälfte der insgesamt angekündigten Projekte ausmachen. Diese Ankündigungen zur geologischen Speicherung sind bemerkenswert, weil der Zugang zu Speicherressourcen die Skalierbarkeit von CO2-abscheidung bestimmen wird.  

Im vergangenen Jahr haben Entwickler mehrere Projekte für Speicherzentren auf den Weg gebracht, wie z. B. das Sweetwater Carbon Storage Hub im Südwesten Wyomings, ein Projekt, das voraussichtlich über 350 Millionen Tonnen CO2 dauerhaft in geologischen Reservoiren speichern wird. Zusätzlich zu den Projekten des privaten Sektors wird das Sweetwater-Hub eines der ersten Mehrzweck-Hubs in Nordamerika sein, das auf 45.000 Hektar im Südwesten Wyomings ein Kohlenstoffmanagement für industrielle Emittenten im gesamten Mountain West bietet. Im Mai 2023 wurden im Rahmen der CarbonSAFE-Initiative des DOE Mittel für die Validierung und Entwicklung von Speicheranlagen für neun Projekte in Texas, Colorado, Georgia, North Dakota, Wyoming und Illinois bereitgestellt. 

Derzeit liegen der EPA fast 100 Anträge auf Genehmigungen für Injektions- und Speicherbohrungen der Klasse VI vor, verglichen mit den sieben Bohrungen der Klasse IV, die bereits genehmigt sind. Dies bedeutet einen massiven potenziellen Anstieg der Speicherressourcen zur Unterstützung des Ausbaus der Abscheidung. 

Projektankündigungen konzentrieren sich auf Speicherpotenzial 

CO2-abscheidung Projekte sind im ganzen Land entstanden, im Mittleren Westen, in den Great Plains, im Westen und zunehmend auch an der Golfküste, wo die Konzentration industrieller Aktivitäten und der kohlenstoffbasierten Energieerzeugung die Region zu einem idealen Standort für Maßnahmen zum Kohlenstoffmanagement macht. Ein Großteil der Golfküste befindet sich in unmittelbarer Nähe idealer_{CO2-Speicherressourcen} und verfügt über eine bestehende_{CO2-Infrastruktur}. Die fortschreitende Entwicklung dieser Gebiete mit wünschenswerten Speicherressourcen unterstreicht die Notwendigkeit einer soliden Einbindung der Bevölkerung und einer Projektentwicklung, bei der alle Beteiligten gewinnen, um den langfristigen Erfolg des Betriebs und einen maximalen sozialen Nutzen zu gewährleisten. 

Schwer abzubrechende Industrieprojekte kommen voran 

CO2-abscheidung und Speicherung gewinnt auch in schwer zu dekarbonisierenden Sektoren an Dynamik - ein vielversprechendes Zeichen für das breitere politische Ziel der industriellen Dekarbonisierung. In der Stahlindustrie wurden für 2023 mindestens zwei CCS-Projekte angekündigt, darunter ein gemeinsames Projekt von U.S. Steel und CarbonFree zur Untersuchung einer CO2-abscheidung Nachrüstung im integrierten Hüttenwerk Gary Works in Indiana und ein Projekt von Nucor-Exxon in Convent, Louisiana. In der Zementindustrie erhielten zwei Projekte kürzlich DOE-Mittel für FEED-Studien (Front-End Engineering and Design): das CEMEX-Werk Balcones in New Braunfels, Texas, und das Mitchell Cement Plant in Mitchell, Indiana. Die erfolgreiche Einführung mehrerer industrieller CCS-Projekte ist von entscheidender Bedeutung, da jedes erfolgreiche Projekt dazu beiträgt, die Kosten für nachfolgende Projekte zu senken, was eine weit verbreitete Einführung der CO2-abscheidung und der Speichertechnologie sowie eine damit verbundene rasche Verringerung der Klimabelastung durch bestehende industrielle Quellen ermöglicht.  

Weitere Fortschritte, aber noch immer Herausforderungen 

Insgesamt bieten die angekündigten Projekte in der Pipeline die Möglichkeit, jährlich zwischen 70-95 Millionen Tonnen Kohlenstoff abzuscheiden und zu speichern, was dem Äquivalent von etwa 20 Millionen Personenkraftwagen entspricht. Die nächsten Jahre werden entscheidend sein, wenn es darum geht, das Potenzial zu nutzen, das CO2-abscheidung und die Speicherung als Klimalösung bieten.  

Mit dem Ausbau der Pipeline-Transport- und Speicherinfrastruktur können neue Projekte zu den bestehenden Netzen hinzugefügt werden, wodurch die Kosten erheblich gesenkt und lokale CCS-Cluster aktiviert werden. Damit aus den Ankündigungen echte Projekte werden, bedarf es der Unterstützung durch Regulierungsbehörden und Interessengruppen sowie günstiger wirtschaftlicher Rahmenbedingungen.  

Viele dieser Projekte sind noch weit von ihren endgültigen Investitionsentscheidungen entfernt und sehen sich mit anhaltenden Herausforderungen konfrontiert, die sich aus politischen und regulatorischen Engpässen, einer langsamen Entwicklung der Infrastruktur und einer breiteren gesellschaftlichen Zulassung ergeben. In den kommenden Blogs werden einige dieser Überlegungen und Möglichkeiten beleuchtet - sowie die Auswirkungen der IRA auf den internationalen Fortschritt CO2-abscheidung - um CO2-abscheidung und Speicherprojekte weiter zu ermöglichen, damit wir unsere gemeinsamen Dekarbonisierungsziele erreichen.