Warum wird kritische Technologie gegen die globale Erwärmung zum Stillstand gebracht?

Die Förderung von CO2 im Untergrund kann zum Kampf gegen den Klimawandel beitragen, bleibt jedoch zum größten Teil unerprobt

Bezüglich des globalen Klimawandels gibt es viele Unsicherheiten, aber ich bezweifle, dass es keinen Zweifel gibt: Wir werden den Klimawandel nicht lösen, indem uns die fossilen Brennstoffe ausgehen.

Dies zu verstehen führt zu drei möglichen Wegen, um die Treibhausgaskonzentration zu senken, und erklärt, warum ich mich dazu entschieden habe, mich auf die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid zu konzentrieren. Wir können:

  • weiterhin fossile Brennstoffe ohne oder mit geringen Einschränkungen verbrennen. Wir werden atmosphärische CO2-Konzentrationen von 450 Teilen pro Million (ppm) erreichen, das Niveau, von dem viele Wissenschaftler glauben, dass es gefährlich ist, es zu übertreffen, und wir werden weitermachen. Wir haben genug fossile Brennstoffe, um leicht über 1.000 ppm zu gelangen. Die Auswirkungen werden erheblich sein, vielleicht katastrophal

  • Beschränken Sie den Verbrauch fossiler Brennstoffe, sodass wir den Großteil unserer Kohle, Öl und Gas im Boden lassen (siehe nachstehende Grafik). Heute wird mehr als 85% der kommerziellen Energie aus fossilen Brennstoffen erzeugt. Haben wir den politischen Willen, eine Politik zu verabschieden, die dazu führt, dass hunderte Billionen Dollar an Vermögen im Boden bleiben, wenn es keinen politischen Willen gibt, die Benzinsteuer auch nur durch einen Nickel zu erhöhen?

  • Finden Sie eine Technologie, mit der wir unsere fossilen Brennstoffreserven nutzen können, ohne CO2 in die Atmosphäre abzugeben. Eine solche Technologie existiert heute. Es wird Kohlendioxid-Abscheidung und -speicherung oder kurz CCS genannt.

CCS in der erforderlichen Größenordnung einzusetzen, ist eine monumentale Aufgabe. Wir müssen jährlich Milliarden Tonnen CO2 einlagern. Dies ist jedoch die Anstrengung, die zur Bekämpfung des Klimawandels erforderlich ist. Ähnliche Anstrengungen werden bei anderen Klimaschutztechnologien wie erneuerbare Energien, Kernkraft und Effizienz erforderlich sein. Es gibt keine silberne Kugel; wir brauchen sie alle.

Bis jetzt wird CCS jedoch nur sehr wenig verwendet, und zwar nicht in der Nähe der Skala, die erforderlich ist, um Emissionen sinnvoll zu beeinflussen. Warum? Die Gründe haben weniger mit der Reife der Technologien zu tun als mit der Politik der Regierung und den von ihnen geschaffenen kommerziellen Anreizen.

Wie funktioniert CCS?
Ein CCS-System besteht aus drei Hauptkomponenten:

  • Abscheidung, wo das CO2 durch chemische Prozesse aus Kraftwerken und anderen großen Industrieanlagen wie Raffinerien oder Zementanlagen entfernt wird. Das aufgefangene CO2 wird im Allgemeinen in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand komprimiert

  • Transport, hauptsächlich durch Pipelines

  • Lagerung in tiefen geologischen Formationen in Tiefen von mehr als 800 Metern (2.600 Fuß).

Alle notwendigen Komponenten eines CCS-Systems werden heute irgendwo in der Wirtschaft kommerziell eingesetzt. Um als handelsüblich eingestuft zu werden, müssen diese verschiedenen Komponenten integriert und skaliert werden.

Das grundlegende Verfahren zur Abscheidung von CO2 aus Gasströmen wurde in den 1930er Jahren erfunden. Die erste Installation eines Industriekessels begann 1978 in Trona, Kalifornien. Im kanadischen Saskatchewan wurde im Oktober 2014 der erste Großbetrieb in einem Kraftwerk (einer Kohleverbrennungsanlage mit einer Leistung von 110 Megawatt, die pro Jahr mehr als 1 Million Tonnen CO2 ausstößt) in Betrieb genommen . ”

In den USA gibt es CO2-Rohrleitungsnetze mit mehr als 4.000 Meilen Rohrleitung. Diese Pipelines wurden hauptsächlich gebaut, um CO2 aus natürlich vorkommenden Bohrlöchern auf Ölfelder zu bringen. In einer als Enhanced Oil Recovery (EOR) bekannten Praxis wird CO2-Gas in vorhandene Bohrungen gepumpt, um die Freisetzung von mehr Öl zu erzwingen. Rund 50 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr werden auf diese Weise transportiert.

Die Einspritzung von CO2 und anderen Gasen in geologische Formationen wird seit vielen Jahren praktiziert. Bereits 1915 wurde Erdgas unterirdisch gelagert. Der erste EOR-Vorgang, bei dem CO2 eingespritzt wurde, begann 1972. Saure Gase (einschließlich CO2) werden seit 1989 in geologischen Formationen vor allem in Kanada gelagert. Mehrere CCS-Demonstrationsprojekte, beginnend mit dem norwegischen Sleipner in der Nordsee im Jahr 1996, speichern CO2 im Millionenbereich pro Jahr.

Zwei Jahrzehnte Fortschritt
Das erste veröffentlichte Papier, das sich auf das zukünftige CCS bezieht, war 1977.

15 Jahre später erreichte der Bereich der CCS-Forschung jedoch eine kritische Masse. Im Jahr 1991 startete die Internationale Energieagentur das Forschungs- und Entwicklungsprogramm für Treibhausgase, das sich ebenfalls auf CCS konzentriert. Die USA gründeten 1997 ein eigenes Forschungsprogramm im Department of Energy und investierten 1 Million US-Dollar pro Jahr. Diese Zahl hat sich seit heute auf über 200 Millionen Dollar pro Jahr erhöht. Im Jahr 2005 veröffentlichte das Zwischenstaatliche Gremium für Klimaänderung (IPCC) einen Sonderbericht über die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid, in dem die Position von CCS als wichtige Option zur Klimaschutzbekämpfung bestätigt wird.

Bei allen Maßnahmen ist CCS von 1990 bis 2009 dramatisch gewachsen. Eine Messgröße ist die Teilnahme an der ersten internationalen Sitzung zum Thema CCS (siehe Grafik unten). Dutzende Demonstrationsprojekte wurden angekündigt. Die Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten in Laboratorien und Pilotanlagen explodierten. Neue und verbesserte Lösungsmittel zur Abscheidung von CO2 aus Abgasen wurden entwickelt. Prozesse zur integrierten Stromerzeugung und CO2-Abscheidung wurden konzipiert, entwickelt und getestet. Es wurden Feldtests zur CO2-Einspeisung in den Untergrund durchgeführt, gesetzliche Rahmenbedingungen entwickelt und Programme für die Öffentlichkeitsarbeit entwickelt.

Die Vision war, bis 2020 20 große Demonstrationsprojekte online zu haben, zu denen CCS als kommerziell betrachtet werden konnte. Im Jahr 2009 wurden Milliarden Dollar an Stimulusgeldern aus den USA und Europa zur Finanzierung der Vision eingesetzt. Wir waren auf dem Weg der Kommerzialisierung, aber dann haben wir Schlaglöcher getroffen.

Mangel an Märkten
Damit jede Technologie kommerziell sein kann, müssen Märkte geschaffen werden. Im Gegensatz zu anderen kohlenstoffarmen Technologien wie erneuerbare Energien und Kernkraftwerke hat CCS nur einen Zweck: die CO2-Emissionen zu reduzieren. Daher werden Märkte nur durch eine Klimapolitik geschaffen, die die Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre reduzieren soll. 2009 sah es so aus, als ob diese Politik unmittelbar bevorstand. Im US-Kongress gab es Handels- und Handelswechsel. Es wurde erwartet, dass das Klimakonferenz in Kopenhagen Ende 2009 zu einem neuen internationalen Protokoll führen wird.

Dann fiel alles auseinander. Die Klimapolitik wurde in den USA zu einem parteiischen Thema, das alle wirksamen politischen Maßnahmen blockierte, und Kopenhagen gelang kein Protokoll. Märkte, die CCS nach vorne getrieben hätten, wurden für mindestens ein Jahrzehnt oder länger verschoben.

Die Beteiligung der Industrie wie der Energieversorger und der Ölunternehmen an der Entwicklung von CCS ist von entscheidender Bedeutung. Als jedoch die Märkte für die Technologie immer unsicherer wurden und in die Zukunft drängten, überprüften die Unternehmen ihr Engagement für CCS.

Und jetzt ist das Unterstützungsniveau deutlich gesunken, da kurzfristigere Bedürfnisse Vorrang haben. Regierungsprogramme, die über viele Jahre zweistellig gewachsen sind, haben sich abgeflacht oder sind teilweise zurückgegangen. Infolgedessen wird weniger als die Hälfte der 20 erhofften Demonstrationen im Jahr 2020 online sein, und die Vermarktung von CCS wird mindestens bis 2030 zurückgedrängt.

CCS an einer Kreuzung
Im jüngsten IPCC-Bewertungsbericht zur Minderung wurde CCS 35 Mal in der Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger erwähnt. Die Internationale Energieagentur hat wiederholt gesagt, CCS sei eine Schlüsseltechnologie zur Abschwächung des Klimawandels.

Ebenso wie CCS große Fortschritte beim Bau von Demonstrationsanlagen, beim Entwickeln neuer und verbesserter Technologien sowie beim Verstehen und Managen von Risiken erzielt, hat die Finanzierung dieser Aktivitäten auf dem erforderlichen Niveau zu schrumpfen begonnen. Ein kurzfristiger Fokus hat die langfristigen Strategien ersetzt.

Dies ist nicht nur für Menschen ein Problem, die CCS als eine wichtige Technologie betrachten, sondern sollte besorgniserregend sein für alle, die der Ansicht sind, dass die Eindämmung des Klimawandels eine entscheidende Priorität darstellt. Wir tätigen nicht die erforderlichen Investitionen, um ein langfristiges Ziel der Reduzierung der CO2-Emissionen um 80% bis zur Mitte des Jahrhunderts zu erreichen.

Ich ziehe es vor, einen CO2-weiten Preis für die Wirtschaft zu haben, um Märkte für kohlenstoffarme Technologien zu schaffen. Dann werden die Märkte, nicht die Befürworter, Entscheidungen über den Technologiemix treffen. Ich glaube, der Einsatz von CCS wäre im Rahmen einer solchen Politik von Bedeutung. Heute verlassen wir uns jedoch auf staatliche Programme wie Kraftstoffeffizienzstandards für leichte Nutzfahrzeuge und erneuerbare Portfolio-Mandate für Versorgungsunternehmen, um die CO2-Emissionen zu reduzieren.

Ökonomen sind sich im Allgemeinen einig, dass diese Programme weniger effektiv und kostspieliger sind als ein CO2-Preis, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. Wenn sich die Energiepolitik auf eine langfristige Reduktion von CO2 konzentrieren würde, würden wir die Abschwächung von CCS nicht sehen, die wir heute sehen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

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