Sektoren-Check: Wo CCS sich lohnt – und wo eher nicht

Wie verteilen sich die Point Sources auf die einzelnen Industrien? Und für wen könnte sich CCS am ehesten rechnen? Eine Sektorenanalyse gibt hierüber Aufschluss: 

Chemische Industrie. Aus Kostensicht besonders vorteilhaft für CCS sind Industrien, die eine hohe CO₂-Konzentration aufweisen. In der Grundstoffchemie, die pro Jahr rund 25 Mt emittiert, fällt Kohlenstoffdioxid häufig in sehr reiner Form als Nebenprodukt chemischer Prozesse an. Attraktive CCS-Anwendungsfälle sind beispielsweise die Ammoniak- und Ethanolproduktion: Bei einer CO₂-Konzentration von über 95 % liegen die Abscheidungskosten bei 40 bis 60 €/t. In diesem CO₂-intensiven Sektor könnte CCS – selbst unter Hinzurechnung der Transport- und Speicherkosten – für einige Unternehmen bereits heute eine Option sein, sofern die nötige Infrastruktur vorhanden ist (und kostengünstige Alternativen nicht zur Verfügung stehen).

Eisen- und Stahlindustrie. Hier – wie in den meisten anderen Industrien – fällt die CO₂-Konzentration in der Regel deutlich geringer aus; die Abscheidungskosten steigen entsprechend an. In der energieintensiven Eisen- und Stahlindustrie, die pro Jahr 50 Mt ausstößt, liegt die CO₂-Konzentration bei 25 bis 30 %. Bei größeren Unternehmen ab einem Emissionsvolumen von 100 kt bewegen sich die CCS-Kosten zwischen 50 und 150 €/t. Rechnet man die Transport- und Speicherkosten noch hinzu, erscheint die Technologie gegenüber den aktuellen ETS-Preisen noch nicht sonderlich attraktiv. Bei neuen Direktreduktionsanlagen könnten hingegen auch deutlich höhere CO₂-Konzentrationen erreicht werden, wodurch die Kosten geringer ausfallen. Grundsätzlich werden in der Eisen- und Stahlindustrie jedoch alternative Produktionsprozesse auf Wasserstoffbasis massiv gefördert werden.

Raffinerien. CCS-Verfahren eignen sich prinzipiell auch für Raffinerien (25 Mt p.a.), etwa um die Emissionen abzuscheiden, die bei der Erzeugung von Prozesswärme entstehen. Die Kosten hierfür liegen allerdings bei 60 bis 120 €/t. Für die Unternehmen interessant wäre der CCS-Einsatz aber auch für prozessbedingte Emissionen in chemischen Reaktionen, etwa beim Cracking, für die es bislang keine alternativen CO₂-Vermeidungstechnologien gibt.
Zement- und Kalkindustrie. In der Zement- und Kalkindustrie, die rund 30 Mt pro Jahr emittiert, sind die Abscheidungskosten aufgrund der geringen CO₂-Konzentration (20 bis 25 %) vergleichsweise hoch. Bei größeren Unternehmen liegen sie bei 70 bis 120 €/t. Dennoch wird die Branche oft als Musterbeispiel für CCS-Anwendungen aufgeführt, denn: Ein Großteil des Kohlendioxids wird prozessbedingt in der Kalzination beim Kalkbrennen freigesetzt und lässt sich nicht vermeiden. Hier kann bislang nur CCS Abhilfe schaffen, um das Netto-Null-Ziel in diesem Sektor zu erreichen.

Strom und Wärme. Das theoretisch größte CSS-Einsatzgebiet wäre der Strom- und Wärmesektor: Ein Großteil der CO₂-Emissionen (rund 210 Mt p.a.) entsteht in diesem Bereich. Doch über 70 % davon werden nach wie vor in Kohlekraftwerken freigesetzt, die nach dem aktuellen Gesetzesvorschlag nicht für CCS zugelassen (und folglich auch nicht in der Kostenkurve enthalten) sind. Gaskraftwerke hingegen dürfen grundsätzlich CCS anwenden. Allerdings ist die Abscheidung aufwendig, da der CO₂-Anteil in den Abgasen bei unter 10 % liegt. Die CCS-Kosten liegen zwischen 80 und 170 €/t.

Abfall-, Zellstoff- und Papierindustrie. Prinzipiell für CCS-Einsätze geeignet sind die Abfallentsorgung sowie die Zellstoff- und Papierherstellung. Beide Branchen emittieren jeweils rund 5 Mt pro Jahr. Letztere verbrennt oft Nebenprodukte wie Rinde oder Holzreste, um Energie für den Produktionsprozess zu gewinnen. Da allerdings die Abscheidungsvolumina kleiner sind als in den vorgenannten Branchen und die CO₂-Konzentration mit 5 bis 10 % noch geringer, liegen die Kosten bei 140 bis 160 €/t.

Sonstige Sektoren. Das verbliebene Abscheidungspotenzial von rund 10 Mt CO₂ verteilt sich auf verschiedene weitere Industriebereiche wie z.B. die Herstellung von Glas und Keramik oder die Nahrungsmittelproduktion.

Ob sich der CCS-Einsatz für Unternehmen lohnt oder nicht, hängt derzeit vor allem von den CO₂-Zertifikatspreisen ab: Mit steigenden ETS-Preisen könnte die Abscheidungstechnologie zunehmend an Attraktivität gewinnen. Das dürfte sich jedoch ändern, sollte grüner Wasserstoff zu wirtschaftlichen Kosten flächendeckend zur Verfügung stehen: Unternehmen aus der Eisen- und Stahlbranche oder Gaskraftwerke würden dann zur CO₂-Vermeidung eher auf diese Technologie setzen.

Es gibt allerdings auch einige Industrien, in denen CO₂ anfällt, das sich durch den Einsatz von Wasserstoff nicht vermeiden lässt. Neben der bereits erwähnten Kalzination in der Zement- und Kalkindustrie und beim Cracking in Raffinerien gilt dies beispielsweise für die Verbrennungsprozesse in der Müllentsorgung und in der Papierindustrie.