CCU

CCU als Trend der Zukunft

Carbon Capture and Utilization oder kurz CCU bezeichnet die Technologie zur Abscheidung und anschließenden Nutzung von Kohlendioxid (CO₂). Im Gegensatz zur reinen Speicherung von CO₂ mittels CCS Technologie, kurz Carbon Capture and Storage, geht es bei CCU darum, das abgeschiedene CO₂ nicht als reines Abfallprodukt, sondern im Sinne der Kreislaufwirtschaft als Rohstoff für verschiedene industrielle Prozesse und Produkte zu nutzen. Diese Technologie kann zur Reduktion der Treibhausgasemissionen beitragen und gleichzeitig wertvolle chemische Verbindungen liefern.

Prozesse und Anwendungen

• CO₂-Abscheidung
  Die Abscheidung von CO₂ erfolgt typischerweise bei industriellen Prozessen, die große Mengen an Kohlendioxid freisetzen, wie beispielsweise in Kraftwerken, Zement- und Stahlwerken. Hierbei kommen verschiedene Technologien zum Einsatz, wie chemische Absorption, physikalische Adsorption und Membranverfahren.
• Transport und Speicherung
  Das abgeschiedene CO₂ muss sicher transportiert und entweder dauerhaft gespeichert oder genutzt werden. Häufig erfolgt die Speicherung in geologischen Formationen wie ausgebeuteten Öl- und Gasfeldern oder tiefen Salzwasserreservoirs. Für die Nutzung wird das CO₂ zu verschiedenen industriellen Standorten transportiert.
• Nutzung von CO₂
  Das abgeschiedene CO₂ kann in einer Vielzahl von Prozessen genutzt werden, um wertvolle Produkte zu erzeugen. Beispiele hierfür sind:
  – Herstellung von synthetischen Kraftstoffen
  CO₂ kann in Kombination mit Wasserstoff zu Methanol oder anderen Kohlenwasserstoffen umgewandelt werden, die als alternative Kraftstoffe dienen.
  – Chemische Synthese
  CO₂ wird als Ausgangsstoff für die Produktion von Chemikalien wie Polycarbonaten, Urea und anderen organischen Verbindungen verwendet. Diese Verfahren tragen dazu bei, fossile Rohstoffe zu ersetzen und die CO₂-Bilanz zu verbessern.
  – Mineralisation
  CO₂ kann mit bestimmten Mineralien reagieren, um stabile Karbonate zu bilden, die in Baumaterialien verwendet werden können. Dieser Prozess bietet eine dauerhafte Bindung des CO₂.

Bedeutung für den Klimaschutz

CCU spielt eine wichtige Rolle im Kontext des globalen Klimaschutzes. Die Technologie kann dazu beitragen, Emissionen in schwer zu dekarbonisierenden Sektoren zu reduzieren, wie der Zement- und Stahlproduktion, und ermöglicht gleichzeitig die Nutzung von CO₂ als Ressource. Insbesondere in Kombination mit erneuerbaren Energien kann CCU Teil eines geschlossenen Kohlenstoffkreislaufs werden, bei dem kein zusätzliches CO₂ in die Atmosphäre gelangt.

Herausforderungen und Perspektiven

Die Implementierung von CCU-Technologien steht vor mehreren Herausforderungen:

• Wirtschaftlichkeit
  Der wirtschaftliche Betrieb von CCU-Anlagen erfordert kostengünstige CO₂-Abscheidung und -Nutzung sowie den Zugang zu günstigen erneuerbaren Energien
• Technologische Reife
  Viele CCU-Technologien befinden sich noch in der Entwicklungs- oder Pilotphase und müssen weiter optimiert und skaliert werden, um in industriellem Maßstab eingesetzt werden zu können.
• Regulatorischer Rahmen
  Ein klarer und unterstützender regulatorischer Rahmen ist notwendig, um Investitionen in CCU-Technologien zu fördern und deren Umsetzung zu erleichtern. Dies beinhaltet Anreize für die CO₂-Nutzung und die Sicherstellung der Umweltverträglichkeit der gesamten Prozesskette.

Zukünftige Entwicklungen

In den nächsten Jahren wird erwartet, dass CCU-Technologien weiterentwickelt und zunehmend in großem Maßstab eingesetzt werden. Dies wird unterstützt durch verstärkte Investitionen und internationale Klimaschutzinitiativen, die auf die Reduktion von Treibhausgasemissionen abzielen und das Potential dieses Lösungsweges zeigen. Erste Tools für die Berechnung der Wirtschaftlichkeit und der Bewertung von Lösungen sind bereits nutzbar oder befinden sich in der Fertigstellung. Es ist daher nur eine Frage der Zeit, bis die Kombination von CCU mit anderen Technologien wie der Wasserstoffproduktion und erneuerbaren Energien einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung der globalen Klimaziele leisten werden.

Weiterführende Links

Für weiterführende Informationen können Sie die folgenden Quellen besuchen:
Umweltbundesamt über Carbon Capture and Utilization
Umwelttechnik BW – CO₂-Recycling: Vom Klimagas zum Rohstoff
Wikipedia – Carbon capture and utilization
International Energy Agency -CCUS in Clean Energy Transitions
Department of Energy – Carbon Capture, Utilization & Storage
ScienceDirect – A review of carbon capture and utilisation as a CO₂ abatement strategy