Ziel dieser Arbeit ist es, die mögliche Bedeutung der Technologie CCS in Bezug auf den Klimaschutz aufzuzeigen. Zunächst wird das CCS-Verfahren in seinen verschiedenen
Ausprägungen vorgestellt. Dabei wird sich auf die Anwendung in Kraftwerken konzentriert, da in diesem Bereich das größte Potential liegt. Die Vor- und Nachteile werden anschließend mithilfe einer SWOT-Analyse untersucht. Im darauffolgenden Abschnitt werden die Ist-Zustände in Deutschland und im weltweiten Maßstab analysiert. Hierbei werden beispielsweise die Verbreitung der Technologie und die rechtlichen und politischen Rahmenbedingungen von Bedeutung sein. Auf Basis dieser Erkenntnisse sollen die Möglichkeiten für die weitere Entwicklung von CCS erörtert werden.
Der Fokus der Betrachtung liegt auf der Bedeutung von CCS in Deutschland. Eine detaillierte Auswertung mit weltweitem Bezug wäre zu umfangreich für eine Arbeit dieser Art. Da aber die Technologie weltweit von Bedeutung sein könnte und die Eindämmung des Klimawandels eine globale Aufgabe ist, soll zudem ein weltweiter Überblick gegeben, wobei das Hauptaugenmerk auf den beiden Nationen mit den höchsten CO2-Emissionen in Gestalt von den USA und China liegt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit
3 Carbon Capture and Storage
3.1 CO2-Abscheidung
3.1.1 Pre-Combustion-Verfahren
3.1.2 Oxyfuel-Verfahren
3.1.3 Post-Combustion-Verfahren
3.1.4 Vergleich der Abscheidungsverfahren
3.2 CO2-Transport
3.3 CO2-Speicherung
3.3.1 Erdgas- und Erdöllagerstätten
3.3.2 Saline Aquifere
3.3.3 Nichtabbaubaren Kohleflöze
3.3.4 Weitere Speichermöglichkeiten
3.4 SWOT-Analyse
3.4.1 Stärken
3.4.2 Schwächen
3.4.3 Chancen
3.4.4 Risiken
4 Ist- Analyse
4.1 Ist-Analyse in Deutschland
4.1.1 Rechtliche und Politische Rahmenbedingungen in Deutschland
4.1.2 Verbreitung der Technologie in Deutschland
4.2 Ist-Analyse auf internationaler Ebene
4.2.1 Globale Verbreitung der Technologie
4.2.2 USA
4.2.3 China
5 Perspektiven
5.1 Perspektiven in Deutschland
5.2 Perspektiven auf internationaler Ebene
6 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die potenzielle Bedeutung der Carbon Capture and Storage (CCS)-Technologie für den Klimaschutz. Dabei steht die Forschungsfrage im Mittelpunkt, wie CCS insbesondere in Deutschland und im internationalen Vergleich (fokussiert auf USA und China) zur Reduktion von CO2-Emissionen beitragen kann, welche Hürden bestehen und welche Perspektiven für die Technologie existieren.
- Technische Verfahren der CO2-Abscheidung, des Transports und der Speicherung
- SWOT-Analyse der CCS-Technologie zur Bewertung von Vor- und Nachteilen
- Rechtliche Rahmenbedingungen und technischer Ist-Zustand in Deutschland
- Internationaler Vergleich der Verbreitung und Strategien in den USA und China
- Zukünftige Perspektiven und notwendige Voraussetzungen für eine großtechnische Anwendung
Auszug aus dem Buch
3.1.1 Pre-Combustion-Verfahren
Bei dem Pre-Combustion-Verfahren findet die CO2-Abscheidung, wie dem lateinischen Präfix „Pre“ zu entnehmen ist, vor der Verbrennung statt. Die Abbildung 1 stellt einen schematischen Ablauf des Verfahrens dar. Diese CO2-Abscheidungsvariante ist besonders für IGCC-Kraftwerke geeignet. Bei diesen wird dem Brennstoff vor der Verbrennung zu Kohlestaub gemahlen und unter Zuführung von Sauerstoff (O2) in einem Vergaser zu einem Gasgemisch umgewandelt, wie im linken Teil der Abbildung 1 zu sehen ist. In der Kraftwerkstechnik spricht man hierbei von Synthesegas, das sich im Wesentlichen aus Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffmonoxid (CO) zusammensetzt. Bisher stand hierbei die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften und somit eine Erhöhung des Wirkungsgrades im Vordergrund. Um eine CO2-Abscheidung zu ermöglichen, findet im nächsten Schritt ein sogenannter CO2-Shift statt. Mithilfe der Zugabe von Wasserdampf wird das CO in CO2 umgewandelt. Anhand Abbildung 1 lässt sich erkennen, dass das CO2 anschließend aus dem neuen Gasgemisch mithilfe einer Selexol- oder Rectisol-Wäsche abgeschieden wird. Das verbleibende Gasgemisch, das fast ausschließlich aus Wasserstoff besteht, wird dann der Stromerzeugung zugeführt. [IZK14a] [Eon14] [Tro12, S.5-6]
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die Notwendigkeit des Klimaschutzes aufgrund steigender CO2-Emissionen und stellt CCS als mögliche Technologie zur umweltverträglicheren Gestaltung fossiler Kraftwerke vor.
2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit: Das Kapitel definiert das Ziel, die Bedeutung von CCS für den Klimaschutz zu analysieren, sowie den methodischen Aufbau der Arbeit durch theoretische Vorstellung, SWOT-Analyse und Ist-Zustandsbetrachtung.
3 Carbon Capture and Storage: Dieses Kapitel erläutert die technischen Grundlagen der CCS-Prozessschritte: Abscheidung (Pre-, Oxyfuel-, Post-Combustion), Transport und Speicherung (Lagerstätten, Aquifere, Kohleflöze) und schließt mit einer SWOT-Analyse ab.
4 Ist- Analyse: Hier wird der Status quo der CCS-Technologie analysiert, unterteilt in die rechtlichen und politischen Rahmenbedingungen sowie die Verbreitung der Technologie in Deutschland, den USA und China.
5 Perspektiven: Das Kapitel erörtert die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten und Voraussetzungen für eine erfolgreiche Etablierung von CCS in Deutschland und im internationalen Kontext.
6 Zusammenfassung: Die Zusammenfassung resümiert, dass CCS einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten könnte, jedoch erhebliche technische, gesetzliche und gesellschaftliche Hürden überwunden werden müssen.
Schlüsselwörter
Carbon Capture and Storage, CCS, Klimaschutz, CO2-Abscheidung, CO2-Speicherung, Energiewende, fossile Energieträger, emissionshandel, Treibhausgas, Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke, Energietechnik, Umweltpolitik, Nachhaltigkeit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Carbon Capture and Storage (CCS)-Technologie als Instrument zur CO2-Reduktion in fossilen Kraftwerken im Kontext der Klimaschutzdebatte.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind technische Abscheidungs- und Speicherverfahren, die rechtliche Situation sowie der internationale Vergleich zwischen Deutschland, den USA und China.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Ziel ist es, die mögliche Bedeutung von CCS für den Klimaschutz zu evaluieren und die notwendigen Voraussetzungen für eine erfolgreiche großtechnische Anwendung aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine Kombination aus technischer Verfahrensbeschreibung, einer SWOT-Analyse zur Bewertung sowie einer Ist-Analyse der weltweiten und nationalen Rahmenbedingungen.
Was wird im Hauptteil detailliert behandelt?
Der Hauptteil behandelt die technischen Prozessschritte von CCS, die rechtlichen Rahmenbedingungen in Deutschland (insbesondere das KSpG) und einen Status-quo-Vergleich der Technologie in Deutschland, den USA und China.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Die wichtigsten Schlüsselwörter umfassen CCS, Klimaschutz, CO2-Abscheidung, CO2-Speicherung, Energiewende und fossile Energieträger.
Warum ist die Länderklausel im KSpG für CCS in Deutschland problematisch?
Die Länderklausel ermöglicht es den Bundesländern, über die Speicherung von CO2 mitzuentscheiden, was angesichts politischer Unsicherheiten und mangelnder Akzeptanz die Investitionsneigung von Unternehmen stark hemmt.
Wie unterscheiden sich die CCS-Ansätze in den USA und China?
Die USA setzen verstärkt auf die wirtschaftliche Nutzung von CO2 (CCU) zur Erdölförderung, während in China aufgrund eines breiten Spektrums an Pilotprojekten und eines autoritären Systems ein starker staatlicher Wille zur Technologieförderung dominiert.
Welche Rolle spielt der Emissionshandel bei der Etablierung von CCS?
Der Emissionshandel ist essenziell, um durch CO2-Grenzwerte und Zertifikatspreise ökonomische Anreize für Unternehmen zu schaffen, in klimaschonende Technologien wie CCS zu investieren.
- Quote paper
- Martin Hirschfeld (Author), 2015, "Carbon Capture and Storage". Perspektiven auf den Klimaschutz in Deutschland und auf internationaler Ebene, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/298534
