Heute wird der größte Anteil (etwa dreiviertel) der Energie in Deutschland aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Bei Umwandlung von Mineralöl, Erdgas, Braun- und Steinkohle wird das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid freigesetzt, welchem eine maßgebliche Beteiligung am anthropogenen Klimawandel zugeschrieben wird. Um dem ent-gegenzuwirken, wird immer mehr auf regenerative Energien gesetzt, und es wird versucht, durch effizientere Geräte den CO2-Ausstoß möglichst gering zu halten.
Allerdings könnte man die fossilen Brennstoffe auch weiter zur Energiegewinnung nutzen, wenn man das Kohlenstoffdioxid nicht in die Atmosphäre entweichen lassen würde. Diese Maßnahmen zur CO2-Abscheidung und -Speicherung (engl. „Carbon Capture and Storage“: CCS) könnten in der Zukunft eine wichtige Rolle spielen, da sie nach derzeitigem Kenntnis-stand eine vielversprechende Möglichkeit zur Reduzierung der CO2-Emission darstellt. Be-sonders interessant ist die Lagerung des CO2 im Meer, da es dort als weniger störend empfun-den werden kann als an Land.
In dieser Facharbeit soll der Versuch unternommen werden aufzuzeigen, inwiefern die For-schungen für die Lagerung von Kohlenstoffdioxid im Meer sinnvoll sind und ob das CCS-Verfahren zu einer Lösung des Klimaproblems führen könnte.
Zunächst wird der Zusammenhang zwischen CO2 und dem Klimawandel erläutert. Im dritten Kapitel geht es um die Trennung des CO2 von anderen Gasen, dabei wird auf drei Verfahren näher eingegangen. Im vierten Teil der Facharbeit werden die verschiedenen Möglichkeiten zum Transport von CO2 erörtert. Im fünften Kapitel wird die Lagerung im Meer analysiert, wobei dann auf die indirekte Ozeanspeicherung, auf ökologische Aspekte, den rechtlichen Rahmen und eine besondere Art der Speicherung eingegangen wird. Danach werden im sechsten Kapitel Alternativen zur Ozeanspeicherung angesprochen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. CO2 und der Klimawandel
3. CO2-Abscheidung
3.1 Post-Combustion Capture
3.2 Pre-Combustion Capture
3.3 Oxy-Combustion
4. Transport
4.1 Transport mit Pipelines
4.2 Weitere Transportmöglichkeiten
5. Lagerung im Meer
5.1 Indirekte Ozeanspeicherung
5.2 Ökologische Aspekte
5.3 Rechtlicher Rahmen
5.4 Austausch mit Methanhydrat
6. Alternativen zur Ozeanspeicherung
7. Fazit und Ausblick
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die Facharbeit untersucht die Sinnhaftigkeit und die Möglichkeiten der Lagerung von Kohlenstoffdioxid im Meer im Kontext des CCS-Verfahrens (Carbon Capture and Storage), um zu bewerten, ob diese Technologie eine effektive Lösung für das globale Klimaproblem darstellen kann.
- Technologische Verfahren der CO2-Abscheidung in Kraftwerken
- Logistische Herausforderungen und ökonomische Aspekte des CO2-Transports
- Analyse der Ozeanspeicherung sowie ihrer ökologischen und rechtlichen Rahmenbedingungen
- Evaluierung von Alternativen wie der geologischen Speicherung an Land
Auszug aus dem Buch
3.1 Post-Combustion Capture
Beim Post-Combustion-Prozess wird der fossile Energieträger normal mit Luft verbrannt, dann wird aus dem Rauchgas das CO2 herausgetrennt, indem durch eine Aminwäsche die sauren Gase chemisch absorbiert werden. Mit dieser Technik kann das CO2 auf eine 85 %-90%ige Konzentration gebracht werden. Dies ist zurzeit die einzige Methode, die auch in großindustriellem Maßstab funktioniert. Außerdem lassen sich fast alle Kraftwerke theoretisch nachrüsten, da man diese Methode direkt vor dem Schornstein einsetzt. Allerdings wird viel Energie für die Reinigung des Waschmittels benötigt, und es gibt besonders bei älteren Kraftwerken hohe Leistungseinbußen, sodass es sich hierbei zwar um die weltweit am weitesten ausgereifte Methode zur CO2-Abscheidung handelt, aber auch um die energetisch ungünstigste.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Einführung in die Bedeutung fossiler Brennstoffe für die Energieversorgung, die Problematik der CO2-Emissionen sowie die Zielsetzung der Arbeit, das CCS-Verfahren zu analysieren.
2. CO2 und der Klimawandel: Erläuterung des anthropogenen Treibhauseffekts und der Rolle von CO2 als wichtigstes Treibhausgas bei der Erwärmung der Erde.
3. CO2-Abscheidung: Vorstellung der drei Hauptverfahren zur Abscheidung von CO2 (Post-Combustion, Pre-Combustion, Oxy-Combustion) zur effizienten Abtrennung aus Rauchgasen.
4. Transport: Analyse der logistischen Möglichkeiten, CO2 mittels Schiffen oder Pipelines zu den Lagerstätten zu befördern, inklusive der ökonomischen Bewertung.
5. Lagerung im Meer: Untersuchung der Ozeanspeicherung, ihrer ökologischen Risiken, des rechtlichen Rahmens sowie innovativer Ansätze wie dem Austausch mit Methanhydrat.
6. Alternativen zur Ozeanspeicherung: Überblick über alternative Ansätze wie die industrielle Verwendung, die Mineralisierung sowie die geologische Speicherung in Aquiferen an Land.
7. Fazit und Ausblick: Kritische Würdigung des CCS-Verfahrens als Übergangslösung und Diskussion der Notwendigkeit des Ausbaus erneuerbarer Energien sowie aktueller CCS-Projekte in Deutschland.
Schlüsselwörter
Kohlenstoffdioxid, Klimawandel, CCS, CO2-Abscheidung, Ozeanspeicherung, Pre-Combustion, Post-Combustion, Oxy-Combustion, Treibhauseffekt, Geologische Speicherung, Methanhydrat, Pipeline-Transport, fossile Brennstoffe, Umweltrisiken, Energieeffizienz
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit befasst sich mit der Technologie des "Carbon Capture and Storage" (CCS) und prüft, ob die Abscheidung und Lagerung von CO2, insbesondere im Ozean, eine sinnvolle Strategie gegen den Klimawandel darstellt.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen umfassen die technischen Verfahren der CO2-Abscheidung, die Logistik des CO2-Transports sowie die Möglichkeiten und ökologischen Folgen der CO2-Lagerung unter Wasser und an Land.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist es aufzuzeigen, inwiefern Forschungen zur Lagerung von CO2 im Meer sinnvoll sind und ob das CCS-Verfahren tatsächlich einen maßgeblichen Beitrag zur Lösung des Klimaproblems leisten kann.
Welche wissenschaftliche Methode verwendet die Arbeit?
Die Arbeit nutzt eine Literaturanalyse, um den aktuellen Stand der Technik sowie ökologische und rechtliche Aspekte von CCS auf Basis existierender Studien und wissenschaftlicher Quellen zu bewerten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in technische Abscheidungsmethoden, Transportwege (Schiff/Pipeline), die verschiedenen Speicheroptionen im Ozean und an Land sowie deren ökologische Auswirkungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Kohlenstoffdioxid, CCS, Treibhauseffekt, Ozeanspeicherung und geologische Speicherung charakterisiert.
Warum wird die Lagerung auf dem Meeresboden in der Arbeit als problematisch eingestuft?
Die Arbeit weist darauf hin, dass die Auswirkungen auf das Ökosystem der Tiefsee bisher unzureichend erforscht sind und unvorhersehbare ökologische Risiken bergen, weshalb sie rechtlich weitgehend ausgeschlossen ist.
Welches Fazit zieht die Autorin bzw. der Autor zur Rolle von CCS?
Das CCS-Verfahren wird als lediglich zeitlich begrenzte Übergangslösung betrachtet, die den zwingend notwendigen Ausbau erneuerbarer Energien nicht ersetzen darf und nur einen zeitweisen Aufschub der Energieproblematik gewährt.
- Arbeit zitieren
- Ehler Benjes (Autor:in), 2012, CO2-Lagerung im Meer - Lösung des Klimaproblems?, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/198737
