Da Unternehmen immer ehrgeizigere Klimaziele verfolgen, suchen viele nach Lösungen, die Emissionsminderungsbemühungen ergänzen und dazu beitragen können, schwer zu vermeidende Emissionen zu bewältigen. Eine Lösung, die zunehmend Beachtung findet, ist Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, kurz BECCS.
BECCS fängt Kohlendioxid aus biogenen Quellen, wie pflanzlichen Materialien, ab und speichert es tief unter der Erde in sorgfältig ausgewählten geologischen Formationen. Durch die Kombination von erneuerbarer Biomasse mit langfristiger Kohlenstoffspeicherung hat sich BECCS als einer von mehreren Ansätzen etabliert, die zur Unterstützung langfristiger Dekarbonisierungsstrategien eingesetzt werden.
Obwohl dieses Wachstum erheblich wäre, würde es immer noch nur einen Bruchteil der Kohlenstoffentnahmen darstellen, die zur Unterstützung globaler Netto-Null-Ambitionen erforderlich sind. Da die Nachfrage nach dauerhaften Kohlenstoffentnahmen wächst, suchen Organisationen zunehmend nach Lösungen, die kurzfristig signifikante Mengen liefern können. Ethanolbasiertes BECCS hat sich als einer der kommerziell ausgereiftesten und skalierbarsten Wege zur Kohlenstoffentnahme etabliert, der derzeit eingesetzt wird.
Hier erfahren Sie mehr darüber, wie BECCS funktioniert, warum Ethanolanlagen gut für BECCS-Systeme geeignet sind, wie die geologische Speicherung eine dauerhafte Kohlenstoffentnahme unterstützt, wo BECCS in eine umfassendere Dekarbonisierungsstrategie passt und wie Anew helfen kann.
Was ist BECCS?
Bei BECCS wird Kohlendioxid (CO₂) aus Biomasse, das sonst in die Atmosphäre gelangen würde, abgeschieden und in tiefen geologischen Formationen gespeichert. Bioethanolfabriken stellen heute eine der etabliertesten Anwendungen für BECCS dar.
Bioethanol, ein erneuerbarer Kraftstoff, wird aus Pflanzen wie Mais oder Zuckerrohr hergestellt, die während ihres Wachstums CO₂ aus der Atmosphäre aufnehmen. Durch Photosynthese wird Kohlenstoff in die Stängel, Blätter und Körner der Pflanze eingebaut. Während der Ethanolproduktion wandeln Mikroorganismen Pflanzenzucker in Alkohol um, wobei CO₂ als Nebenprodukt des Fermentationsprozesses auf natürliche Weise freigesetzt wird.
Das so gewonnene Ethanol kann als Transportkraftstoff oder andere Energiequelle genutzt werden. Ethanol wird voraussichtlich auch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung kohlenstoffarmer Kraftstoffpfade spielen, einschließlich der Produktion von nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF). Ohne BECCS wird das während der Fermentation entstehende CO₂ typischerweise wieder in die Atmosphäre freigesetzt. Bei BECCS-Projekten wird dieses CO₂ abgeschieden, komprimiert und zur Speicherung in sorgfältig ausgewählte geologische Formationen, wie tiefe Salzwasserleiter, transportiert. Diese Speicherstätten werden überwacht und verifiziert, um sicherzustellen, dass das CO₂ langfristig sicher eingeschlossen bleibt.
Warum Ethanol zu einer führenden BECCS-Anwendung geworden ist
In den letzten Jahren haben Unternehmen BECCS-Projekte in verschiedenen Sektoren angekündigt, darunter Stromerzeugung, Wasserstoffproduktion, Zementherstellung und industrielle Wärmeanwendungen. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) könnten Dutzende neuer BECCS-Projekte bis 2030 in Betrieb gehen1.
Heute befindet sich jedoch die überwiegende Mehrheit der in Betrieb befindlichen BECCS-Systeme in Bioethanolfabriken1. Viele der größten Projekte befinden sich in den Vereinigten Staaten, unter anderem in Bundesstaaten wie Illinois, North Dakota und Texas.
Die Konzentration von BECCS-Projekten in Ethanolanlagen wird durch mehrere Merkmale bestimmt, die die Ethanolproduktion besonders gut für die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung geeignet machen:
Hochreine CO₂-Ströme
Die Bioethanolfermentation erzeugt hochkonzentrierte CO₂-Ströme, die oft eine Reinheit von über 95 % aufweisen2. Da das CO₂ vor der Kompression und Speicherung relativ wenig Aufbereitung erfordert, kann die Abscheidung einfacher sein als in vielen anderen industriellen Anwendungen.
Geringere Abscheidungskosten
Die konzentrierte Natur von Fermentationsemissionen kann die Abscheidungskosten auch im Vergleich zu Sektoren senken, in denen CO₂ aus stärker verdünnten Abgasströmen abgetrennt werden muss. Laut der Renewable Fuels Association und dem U.S. Government Accountability Office können die Abscheidungskosten in Ethanolanlagen zu den niedrigsten unter den wichtigsten CO₂-Abscheidungsanwendungen gehören.2. Geringere Abscheidungskosten können auch dazu beitragen, die breitere Einführung dauerhafter CO₂-Entfernungslösungen im Laufe der Zeit zu unterstützen, insbesondere im Vergleich zu Verfahren, die deutlich höhere Energieeinsätze oder komplexere Abscheidungssysteme erfordern.
Bestehende Infrastruktur und günstige Geologie
Viele US-Ethanolanlagen befinden sich in Regionen mit Zugang zu Transportnetzen und geologischen Formationen, die für die langfristige CO₂-Speicherung geeignet sind, was die Entwicklung kommerzieller Projekte unterstützt.
Die Ethanolproduktion erzeugt auch wertvolle Nebenprodukte. Zum Beispiel produzieren Mais-Ethanolanlagen Schlempe, ein proteinreiches Futtermittel, das nach der Fermentation verfügbar bleibt. Die Abscheidung von CO₂ aus dem Fermentationsprozess beeinflusst die Produktion dieser Nebenprodukte nicht. Darüber hinaus arbeiten einige Ethanolproduzenten mit Landwirten zusammen, die klimafreundliche landwirtschaftliche Praktiken anwenden, um die Kohlenstoffintensität der Maisproduktion im Laufe der Zeit zu senken.
Ethanolbasiertes BECCS kann auch zur Dekarbonisierung des Transportsektors beitragen, wo Emissionen besonders schwierig und kostspielig zu eliminieren sein können. Durch die Kombination von erneuerbarer Kraftstoffproduktion mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung können Ethanolanlagen dazu beitragen, kohlenstoffärmere Transportkraftstoffe zu unterstützen und gleichzeitig dauerhafte CO₂-Entnahmen zu erzeugen.
Die Vereinigten Staaten waren ein früher Vorreiter bei der ethanolbasierten CO₂-Abscheidung und -Speicherung, mit mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung in der Projektentwicklung und mehreren großen Anlagen in Betrieb. Das Interesse wächst nun weltweit. Kommerzielle CO₂-Abscheidungsprojekte wurden kürzlich in Teilen Europas, darunter Dänemark, Schweden und Norwegen, in Betrieb genommen, während Kanada aktiv Rahmenbedingungen zur Unterstützung zukünftiger Implementierungen entwickelt.
Wie dauerhaft und sicher ist die unterirdische CO₂-Speicherung?
Bei ordnungsgemäßer Planung, Überwachung und Regulierung gilt die geologische Speicherung weithin als eine der dauerhaftesten Ansätze zur CO₂-Entfernung, die heute verfügbar sind.
Das Konzept basiert auf gut verstandenen geologischen Prozessen. Öl, Erdgas und natürlich vorkommendes CO₂ sind seit Millionen von Jahren in unterirdischen Gesteinsformationen eingeschlossen geblieben, was die Fähigkeit bestimmter geologischer Strukturen demonstriert, Gase über lange Zeiträume sicher zu speichern. Jahrzehntelange Erfahrung mit unterirdischen Gasspeicher- und CO₂-Abscheidungsprojekten hat das wissenschaftliche Verständnis darüber, wie CO₂ sicher injiziert, überwacht und gespeichert werden kann, weiter vertieft.
Die geologische Speicherung ist ein Hauptgrund, warum BECCS oft als dauerhafter Weg zur CO₂-Entfernung eingestuft wird. Einmal abgeschieden und in geeignete geologische Formationen injiziert, kann das CO₂ für sehr lange Zeiträume von der Atmosphäre isoliert bleiben, wenn die Speicherstätten entsprechend ausgewählt, betrieben und überwacht werden.
Ein weiterer Vorteil ist die Skalierbarkeit. Die Vereinigten Staaten und Kanada verfügen über ein erhebliches geologisches Speicherpotenzial, einschließlich tiefer saliner Formationen und anderer geeigneter Lagerstätten, die zukünftige CO₂-Abscheidungs- und Speicherprojekte unterstützen können.
Regulatorische Rahmenbedingungen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. In den Vereinigten Staaten überwachen die Environmental Protection Agency und staatliche Regulierungsbehörden unterirdische Injektionsprogramme, die zum Schutz der Grundwasserressourcen und zur Gewährleistung sicherer Speicherpraktiken entwickelt wurden. Ähnliche Überwachungs-, Berichts- und Verifizierungsrahmen werden in anderen Regionen entwickelt oder erweitert, da die Märkte für CO₂-Entfernung weiter reifen.
Mit zunehmender Verbreitung entwickelt sich auch die Infrastruktur weiter. Laut der Internationalen Energieagentur wird der Ausbau der CO₂-Transport- und Speichernetzwerke wichtig sein, um eine breitere Akzeptanz von CO₂-Abscheidungstechnologien, einschließlich BECCS, zu unterstützen.
Wo BECCS in eine Dekarbonisierungsstrategie passt
Die Reduzierung von Emissionen bleibt das Fundament jeder glaubwürdigen Klimastrategie. Unternehmen beginnen typischerweise damit, die Betriebseffizienz zu verbessern, auf kohlenstoffärmere Energiequellen umzusteigen und Emissionen in ihren gesamten Wertschöpfungsketten anzugehen. Doch selbst bei erheblichen Fortschritten können einige Emissionen schwer vollständig zu eliminieren sein.
Hier können CO₂-Entfernungslösungen wie BECCS eine ergänzende Rolle spielen. Anstatt Emissionsminderungsbemühungen zu ersetzen, kann BECCS dazu beitragen, schwer zu vermeidende Restemissionen zu adressieren und gleichzeitig langfristige Klimaziele zu unterstützen.
Da BECCS CO₂ aus der Atmosphäre entfernt und in geologischen Formationen speichert, gilt es als dauerhafter CO₂-Entnahmepfad. Für Unternehmen, die langfristige Netto-Null-Ziele planen, können dauerhafte Entnahmen ein zusätzliches Instrument neben Emissionsreduktionen, Lieferketteninterventionen und anderen Lösungen des Umweltmarktes darstellen.
BECCS kann besonders relevant für Organisationen sein, die Zugang zu skalierbaren Quellen dauerhafter CO₂-Entnahme suchen. Da die Nachfrage nach hochwertigen Entnahmen weiter wächst, entwickeln sich ethanolbasierte BECCS-Projekte zu einem der kommerziell ausgereiftesten Wege, die heute verfügbar sind.
Wenn BECCS in ein breiteres Portfolio von Klimalösungen integriert wird, kann es Unternehmen helfen, Restemissionen zu adressieren, während sie weiterhin direkte Emissionsreduktionen in ihren Betrieben und Wertschöpfungsketten priorisieren.
Wie Anew Climate helfen kann
Da das Interesse an dauerhafter CO₂-Entnahme weiter wächst, stehen Organisationen vor wichtigen Entscheidungen bezüglich Projektqualität, Portfoliodesign und langfristigen Beschaffungsstrategien. Um zu verstehen, wie Lösungen wie ethanolbasiertes BECCS in umfassendere Klimaziele passen, bedarf es einer sorgfältigen Bewertung der Projektentwicklungspraktiken, der CO₂-Bilanzierungsmethoden und der Speicheransätze.
Anew unterstützt Organisationen bei diesen Entscheidungen durch seine Erfahrung in den Bereichen Kohlenstoffmärkte, Projektentwicklung und Beschaffung von Umweltrohstoffen. Neben der Unterstützung der Entwicklung und Kommerzialisierung von Kohlenstoffprojekten arbeitet Anew mit Käufern zusammen, um zu bewerten, wie sich neue CO₂-Entnahmewege in umfassendere Dekarbonisierungsstrategien einfügen.
Um mehr über ethanolbasiertes BECCS und seine Rolle innerhalb einer umfassenderen Kohlenstoffmanagementstrategie zu erfahren, kontaktieren Sie unser Kohlenstoffteam.
1. Internationale Energieagentur
2. Verband für erneuerbare Kraftstoffe