Voraussetzungen für eine erfolgreiche Implementierung von CCU, CCS und CDR: Handlungsempfehlungen für die Carbon-Management-Strategie des Bundes

Block, Simon et al. Research Report Voraussetzungen für eine erfolgreiche Implementierung von CCU, CCS und CDR: Handlungsempfehlungen für die Carbon-Management-Strategie des Bundes Zukunftsimpuls, No. 30 Provided in Cooperation with: Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy Suggested Citation: Block, Simon et al. (2025) : Voraussetzungen für eine erfolgreiche Implementierung von CCU, CCS und CDR: Handlungsempfehlungen für die Carbon-ManagementStrategie des Bundes, Zukunftsimpuls, No. 30, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, Wuppertal This Version is available at: https://hdl.handle.net/10419/316422 Standard-Nutzungsbedingungen: Die Dokumente auf EconStor dürfen zu eigenen wissenschaftlichen Zwecken und zum Privatgebrauch gespeichert und kopiert werden. Sie dürfen die Dokumente nicht für öffentliche oder kommerzielle Zwecke vervielfältigen, öffentlich ausstellen, öffentlich zugänglich machen, vertreiben oder anderweitig nutzen. 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Voraussetzungen für eine erfolgreiche Implementierung von CCU, CCS und CDR. Handlungsempfehlungen für die Carbon-Management-Strategie des Bundes. Zukunftsimpuls Nr. 30. Wuppertal Institut. „Zukunftsimpulse“ liefern in loser Folge Thesen, Diskussionsbeiträge, Einschätzungen, Stellungnahmen und Forschungsergebnisse mit Bezug zu aktuellen politischen Debatten. Dank: Aileen Reichmann und Georg Holtz haben den Entstehungsprozess des Zukunftsimpulses mit wertvollen Anregungen begleitet. Ihre Bereitschaft, ihre Expertise zur Verfügung zu stellen, war eine wertvolle Hilfe. Christian Kensbrock hat mit seinen kritischen Anmerkungen und Ideen wesentlich zur Verbesserung der Arbeit beigetragen und dem Zukunftsimpuls den nötigen Feinschliff gegeben. Herzlichen Dank für die Unterstützung und das Engagement! Bildquelle Titelseite: Getty Images Wuppertal, März 2025 ISSN 2701-3200 Dieses Werk steht unter der Lizenz „Creative Commons Attribution 4.0 International“ (CC BY 4.0). Der Lizenztext ist abrufbar unter: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 3 Verzeichnis von Abkürzungen, Einheiten und Symbolen 4 Abbildungsverzeichnis 5 1 Zehn Kernbotschaften 6 2 Präambel 7 3 Einleitung 8 4 Einschätzung zu übergreifenden Aspekten der Carbon Management Strategie der Bundesregierung 12 5 Handlungsempfehlungen zu zentralen Aspekten der Carbon Management Strategie der Bundesregierung 15 5.1 Entwicklung einer CO2-Infrastruktur 15 5.2 Erschließung von CO2-Speichern 19 5.3 CO2-Abscheidung und Speicherung im Vergleich zur CO2-Nutzung 24 5.4 Akzeptanz von Carbon Capture and Storage 28 5.5 Schnittstellen mit der Langfriststrategie Negativemissionen 32 6 Resümee und Ausblick 36 7 Literaturverzeichnis 39 Zukunftsimpuls 30 4 | Wuppertal Institut Verzeichnis von Abkürzungen, Einheiten und Symbolen Abkürzungen ANK Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz AWZ Ausschließliche Wirtschaftszone BEC Bioenergie mit CO2-Abscheidung BECCS Bioenergie mit CO2-Abscheidung und Speicherung BMEL Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft BMUV Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz BMWK Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz CCS Carbon Capture and Storage CCU Carbon Capture and Utilisation CCU/S Carbon Capture and Utilisation/Storage CDR Carbon Dioxide Removal CMS Carbon Management Strategie DAC Direct Air Capture DACCS Direct Air Capture and Storage DK Dänemark EG Energiegesetz EOR Enhanced Oil Recovery EU Europäische Union EU-ETS Europäisches Emissionshandelssystem HVC High Value Chemicals IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change KSG Klimaschutzgesetz KSpG Kohlendioxid-Speicherungsgesetz KSpTG Kohlendioxid-Speicherungsund -Transportgesetz LNe Langfriststrategie Negativemissionen LULUCF Land Use, Land Use-Change and Forestry NABIS Nationale Biomassestrategie NL Niederlande NOR Norwegen OGE Open Grid Europe SAF Synthetic Aviation Fuel UK United Kingdom / Vereinigtes Königreich TAB Thermische Abfallbehandlungsanlage THG Treibhausgasemissionen USA United States of America Einheiten und Symbole °C Grad Celsius CO2 Kohlenstoffdioxid Gt Gigatonne H2 Wasserstoff km Kilometer Mt Megatonne t Tonne TWh Terrawattstunde Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 5 Abbildungsverzeichnis Abb. 1 Bestandteile des Carbon Managements aus heutiger Perspektive -------------------- 9 Abb. 2 Planung des CO2-Startnetzes ------------------------------------------------------------------ 18 Abb. 3 Klimawirkung von CCU am Beispiel synthetische Polymere und Kraftstoffe aus heutiger Perspektive ------------------------------------------------------------------------------ 25 Abb. 4 Wissen über CO₂-Abscheidung und -Speicherung --------------------------------------- 29 Abb. 5 Akzeptanz der industriellen Nutzung von CCS in NRW --------------------------------- 30 Abb. 6 Darstellung der zeitlichen Entwicklung sowie der Unsicherheiten der CCS-Kette 37 Zukunftsimpuls 30 6 | Wuppertal Institut 1 Zehn Kernbotschaften Damit die Carbon Management Strategie (CMS) des Bundes ein zielführendes Instrument für den Umgang mit Carbon Capture and Storage (CCS) und Carbon Capture and Utilisation (CCU) wird, sollten aus Sicht des Wuppertal Instituts folgende Aspekte bei der Umsetzung der CMS berücksichtigt werden: 1 | Die Anwendung von CCS sollte – mit wenigen Ausnahmen – auf unvermeidbare Emissionen limitiert werden. CCS sollte für schwer vermeidbare Emissionen nur dann zur Anwendung kommen, wenn alle denkbaren Alternativen durch eine ganzheitliche (multidimensionale) Bewertung auf deren Vorund Nachteile hin evaluiert wurden. CCS für Gaskraftwerke sollte generell ausgeschlossen werden. 2 | Um bei der Anwendung von CCS für schwer vermeidbare Emissionen zudem Lock-In-Effekte fossiler Produktionsketten zu verhindern, bedarf es einer klaren Strategie, um die aufgebaute CCS-Infrastruktur langfristig für Negativemissionen nutzen zu können. 3 | Insbesondere für die chemische Industrie stellt CCS eine vielversprechende Übergangslösung zur Sicherung ihrer Zukunftsfähigkeit dar, bis alternative Kohlenstoffquellen hinreichend erschlossen werden können. 4 | Aufgrund der Vielschichtigkeit der Möglichkeiten bedarf auch die Anwendung von CCU einer umfassenden ganzheitlichen Bewertung, die nicht zuletzt auch die Herkunft des Kohlenstoffdioxid (CO2) und die Dauer der Kohlenstoffbindung sowie die Möglichkeit der Kreislaufführung in den Blick nimmt. 5 | Ein flächendeckendes CO2-Transportnetz und die dafür notwendigen rechtlichen Rahmenbedingungen müssen geschaffen werden. Dabei gilt es insbesondere, die Spezifika des zu transportierenden CO2 sowie die Zuständigkeiten frühzeitig verbindlich abzustimmen. 6 | Alle Abschätzungen, Konzepte und Roadmaps für CCS sollten auf einer konservativen Berechnung der zeitlichen Verfügbarkeit der CCS-Kette basieren und insbesondere den langen zeitlichen Vorlauf der Erschließung von CO2-Speichern sowie Planungsdauern für Pipelines berücksichtigen. 7 | CO2 aus Deutschland sollte, soweit möglich, auch in Deutschland gespeichert werden. Aufgrund der wahrscheinlichen Knappheit von Speicherstätten in der ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) sollte auch die CO2-Speicherung an Land ergebnisoffen, ganzheitlich und partizipativ geprüft werden. 8 | Es bedarf einer Festlegung spezifischer institutionalisierter Verantwortlichkeiten zur nachhaltigen Unterstützung einer robusten Wissensund Meinungsbildung zu CCS, auf deren Basis Ängste und Sorgen der Gesellschaft hinreichend adressiert werden können. 9 | Themen aus der CMS, die voraussichtlich mit Akzeptanzproblemen einhergehen werden, sind die Speicherung von CO2 unter dem Meer und an Land, die Transportinfrastrukturen und die Zulässigkeit von CCS für schwer vermeidbare Emissionen und insbesondere für Gaskraftwerke. 10 | Es gibt zentrale Lücken in der Verzahnung der CMS und der Langfriststrategie Negativemissionen (LNe). So braucht es beispielsweise eine intensive Abstimmung zur passgenauen Ermittlung von Infrastrukturbedarfen sowie eine einheitliche Definition negativer Emissionen. CMS und LNe sollten daher parallel entwickelt und verabschiedet werden. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 7 2 Präambel Der Einsatz von CCS und in Teilen auch CCU (CCU/S) wird in Deutschland spätestens seit der Vorlage der „Eckpunkte der Bundesregierung für eine Carbon Management-Strategie“ (BMWK 2024a) Anfang 2024 wieder stärker in Fachkreisen diskutiert. Das Wuppertal Institut als umsetzungsorientiertes Forschungsinstitut für Nachhaltigkeitsund Transformationsforschung nimmt mit diesem Zukunftsimpuls Stellung zur in der Vorbereitung befindlichen Carbon Management Strategie auf Bundesebene und möchte wichtige Aspekte in den Diskurs um CCS, CCU und Carbon Dioxide Removal (CDR) einbringen. Dazu werden in Kapitel 3 einleitend der Begriff Carbon Management aus Sicht des Wuppertal Instituts definiert sowie Lessons Learned aus früheren CCS-Debatten dargestellt. In Kapitel 4 legen die Autor*innen eine grundlegende Einschätzung zu relevanten Aspekten rund um den CMS-Prozess vor. In Kapitel 5 identifizieren sie fünf aus Sicht des Wuppertal Instituts zentrale Bereiche des Carbon Managements und formulieren Handlungsempfehlungen für eine zielführende Berücksichtigung in und Verzahnung mit der CMS: die Entwicklung einer CO2-Infrastruktur, das Erschließen von CO2-Speichern, die Anwendung von CCU im Vergleich zu CCS, die Frage der Akzeptanz von CCS in der Gesellschaft sowie die Verknüpfung der CMS mit der Langfriststrategie Negativemissionen. Eine Diskussion der aufgeworfenen Fragen mit Fokus auf die zeitliche Entwicklung der Etablierung von CCS und CCU erfolgt abschließend in Kapitel 6. Da der Prozess zur Verabschiedung der CMS durch die Neuwahlen des Bundestages im Februar 2025 noch nicht abgeschlossen ist, beziehen sich die Aussagen und Diskussionen in diesem Zukunftsimpuls auf die „Eckpunkte der Bundesregierung für eine Carbon Management-Strategie“ des BMWK vom 26.02.2024, darauf aufbauende Stellungnahmen sowie Positionspapiere zu CCU, CCS und CDR. Zukunftsimpuls 30 8 | Wuppertal Institut 3 Einleitung Das Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) verpflichtet Deutschland, bis 2045 Klimaneutralität zu erreichen. Mit dem Auslaufen der CO2-Zertifikate im Rahmen des Europäischen Emissionshandelssystems (EU-ETS) müssen zudem die Energiewirtschaft und die Industrie bereits in 2040 klimaneutral sein. Zentrale Maßnahmen hierfür sind die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen, der Ausbau erneuerbarer Energien und die Elektrifizierung, wo immer möglich und sinnvoll. Ergänzend kommt der Einsatz von (grünem) Wasserstoff hinzu für Prozesse, die sich nicht direkt elektrifizieren lassen, beispielsweise im Stahlund Chemiesektor. Nicht alle Bereiche lassen sich jedoch mit diesen Maßnahmen defossilisieren. Deshalb wird, für ausgewählte Prozesse, auch die Abscheidung von fossilem CO2 nötig sein. Zusätzlich werden auch nach Umsetzung aller möglichen Optionen Residualemissionen anfallen, die zum Erreichen der Klimaneutralität durch CDR-Maßnahmen ausgeglichen werden müssen. Mit der weiteren Entwicklung einer Carbon Management Strategie würde auch die neue Bundesregierung anerkennen, dass zum Erreichen der Klimaziele auch eine zentrale Kohlenstoffstrategie nötig ist. Carbon Management Unter Carbon Management, beziehungsweise Kohlenstoff-Management, versteht das Wuppertal Institut Maßnahmen zum Umgang mit Kohlenstoff sowie die Erfassung und Bilanzierung natürlicher Kohlenstoff-Prozesse im Kontext der Klimaneutralitätsziele Deutschlands und der EU. Darunter fallen die Reduktion des Kohlenstoffbedarfs, die Verringerung des Einsatzes fossilen Kohlenstoffs und das Beenden der Freisetzung von klimawirksamen Kohlenstoffmengen aus der Energieumwandlung und der industriellen Produktion. Zusätzlich gehört dazu auch das Erfassen der Bindung oder Freisetzung von klimawirksamem Kohlenstoff aus Wäldern, Böden und Gewässern. Die wesentlichen Strategien zur Minderung von Treibhausgasemissionen (THG) durch Carbon Management sind (siehe auch Abb. 1): A) die Abscheidung und langfristige Speicherung von CO2 aus Anlagen der Industrie oder der Energiewirtschaft (CCS), B) die Bereitstellung von biogenen Kohlenstoffen (Bioenergie mit CO2-Abscheidung, BEC) oder atmosphärischen Kohlenstoffen (Direct Air Capture, DAC) als Ersatz für fossile Kohlenstoffe, C) die weitgehende Kreislaufführung von Kohlenstoffen aus der Technosphäre durch CCU, chemisches oder mechanisches Recycling sowie D) die Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre (CDR) durch technische Maßnahmen sowie natürliche Senkenleistungen. Der verwendete Begriff der CMS kann hinsichtlich der Definitionen irreführend sein, da die CMS nur die Strategien zu fossilem CCS und zu CCU abdeckt. Maßnahmen zur CO2-Entnahme aus der Atmosphäre sind nicht direkt Bestandteil der CMS, sondern werden durch die LNe auf Bundesebene adressiert. Neben der CMS und der LNe Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 15 5 Handlungsempfehlungen zu zentralen Aspekten der Carbon Management Strategie der Bundesregierung Das Wuppertal Institut sieht fünf zentrale Herausforderungen bei der Umsetzung der CMS: den Aufbau einer CO2-Infrastruktur zur Realisierung einer Kohlenstoffwirtschaft, die Speicherung von CO2 unter der Erdoberfläche, die Anwendung von CCU im Vergleich zu CCS, die gesellschaftliche Akzeptanz von CCS sowie die Anschlussfähigkeit der CMS an die LNe des Bundes. Die CO2-Abscheidung an Punktquellen, der CO2-Transport sowie die Speicherung oder Nutzung des CO2 stellen die zentralen Aspekte entlang der CCU/S-Kette dar. Bereits in der CCS-Debatte zu Beginn des Jahrhunderts waren insbesondere die CO2Infrastruktur und die Speicherung die zentralen, kritisch diskutierten Themen. Eine geplante CO2-Pipeline von Hürth nach Norddeutschland und die Untersuchung der dortigen CO2-Speicher haben viele Proteste ausgelöst, auch verursacht durch fehlende sowie mangelhafte Kommunikation und einer zu späten Bürger*innenbeteiligung in den potentiellen Speichergebieten. Aktuelle Diskussionen um das Wasserstoffkernnetz in Deutschland lassen vermuten, dass auch der Ausbau einer CO2-Infrastruktur mit Hürden verbunden sein könnte. Die Erschließung von CO2-Speichern wird optimistisch schnell antizipiert. Im Hinblick auf CCU existiert bisher kein gemeinsames Verständnis unter den relevanten Stakeholdern, welche Pfade als sinnvoll einzuordnen sind und welche nicht. Für eine gelingende Transformation stellen die gesellschaftliche Akzeptanz sowie eine koordinierte Strategieplanung zwei weitere wichtige Aspekte dar. Die Notwendigkeit, näher auf das Thema Akzeptanz einzugehen, ergibt sich ebenfalls aus der früheren CCS-Debatte: Hier waren es jahrelange Proteste aus der Zivilgesellschaft und der lokalen Bevölkerung, die die Umsetzung einer CCS-Strategie (damals allerdings für fossile Kraftwerke und nicht für die Industrie) letztendlich zum Erliegen brachten. Die Anschlussfähigkeit der CMS an die LNe ist relevant, da nach 2045 große Mengen an Negativemissionen realisiert werden müssen, die bereits jetzt bei der Planung von Infrastrukturen und Speichern berücksichtigt werden sollten. 5.1 Entwicklung einer CO2-Infrastruktur Laut Branchenangaben wird in Deutschland derzeit rund 1 Mt CO2 pro Jahr erzeugt, zum größten Teil als Nebenprodukt der Ammoniakherstellung. Es wird in geringeren Mengen als Rohstoff genutzt, etwa für chemische Anwendungen, zu etwa 70 Prozent aber für die Lebensmittelindustrie. Zu diesem Zweck wird es per LKW transportiert. Europaweit findet der CO2-Transport bisher vorwiegend auf der Schiene statt, teils auch per Schiff. Ein Pipelinenetz existiert derzeit weder in Deutschland noch in Europa. Dagegen liegen seit den 70er Jahren Erfahrungen aus den USA vor, wo 2015 bereits eine Netzlänge von über 7.000 km erreicht wurde – und das CO2-Netz auch aktuell weiter ausgebaut wird. Transportoptionen und technische Voraussetzungen CO2 kann in verschiedenen Zuständen und in verschiedenen Modi transportiert werden. Die Wahl des Transportmittels hängt unter anderem von Faktoren wie den zu transportierenden Mengen, der Entfernung und den Kosten ab. Aufgrund der thermodynamischen Eigenschaften von CO2 ist die Reinheit von zentraler Bedeutung für Zukunftsimpuls 30 16 | Wuppertal Institut die Transportoption, denn anders als bei Erdgas oder Wasserstoff (H2) beeinflussen mögliche Störstoffe im CO2 die Eigenschaften beziehungsweise den Phasenwechsel in größerem Maße: Schon geringe Mengen an Störstoffen ändern das thermodynamische Verhalten derart, dass der Phasenwechsel quasi unvorhersehbar ist. Per Straße oder Schiene wird CO2 im Container in flüssiger Form und tiefkalt gehandhabt, wobei die Temperatur bei ungefähr -50 °C, der Druck bei 0,7 bis 2 MPa und die Reinheit bei 99,5 Prozent liegt. Damit genügt es zum Beispiel den Anforderungen in der Lebensmittelverarbeitung. Deshalb ist dieser Transport in Deutschland aktuell die bevorzugte Option. Mit dem Einbezug von CO2 aus CCS und CDR werden erheblich größere Mengen transportiert werden müssen. Sollte dies ebenfalls über Straße und Schiene erfolgen, muss das auch bei der Planung dieser Verkehrswege berücksichtigt werden: Als anzupassende Instrumente sind die Bedarfsplanung Schiene sowie der Bundesverkehrswegeplan zu nennen. In der Planung sind die zusätzlichen CO2-Volumina dem absehbar sinkenden Transport von fossilen Energieträgern wie Kohle gegenüberzustellen. Der Transport per Schiff ist eine Option für größere Volumina mit relativer Flexibilität. Er spielt vor allem in Küstengebieten mit Offshore-Speichern eine Rolle. So soll der Transport von CO2 zu einem Anlandeterminal vor Norwegen per Schiff erfolgen, bevor das CO2 per Pipeline weiter zum Speicherprojekt „Northern Lights” transportiert wird (Totalenergies, o. J.). Die Flexibilität wird – relativ zur Pipeline, die aufgrund ihrer Anbindung überhaupt nicht flexibel ist – dadurch gegeben, dass die Schiffe nicht technisch auf bestimmte Hafen-Terminals festgelegt sind, sondern auch andere Ziele ansteuern könnten. Das gilt natürlich nur dort, wo eine entsprechende Verund Entladeinfrastruktur am Hafen besteht. Pipelines sind die effizienteste Methode für den Transport großer CO2-Mengen über lange Strecken. Auch hier gibt es verschiedene Optionen: der Transport kann flüssig, gasförmig oder in der so genannten „dichten Phase“ erfolgen. Nach derzeitigem Stand ist in Deutschland bereits eine Einigung auf die so genannte „dichte Phase“ erfolgt 3 . Beim Transport muss ein unkontrollierter oder spontaner Phasenwechsel – etwa zwischen flüssiger und gasförmiger Phase – aus Sicherheitsgründen unbedingt vermieden werden. Eine Umwidmung von Erdgaszu CO2-Pipelines ist daher nicht ohne weiteres möglich; zu beachten sind unter anderem die Auslegung der Rohrstärke sowie die Sicherheit gegenüber interner Korrosion oder unkontrollierten chemischen Reaktionen. Um den benötigten Druck von >8 MPa aufrechtzuerhalten, sind – wie bei Erdgas-Pipelines – etwa alle 200 km Kompressorstationen nötig. Die Kombination verschiedener Transportmittel, zum Beispiel LKW und Bahn zum Sammeln von CO2 und Weitertransport per Pipeline, wird als multi-modaler Transport bezeichnet. Hierbei, aber auch bei der nachfolgenden Speicherung, müssen die Anforderungen an die Beschaffenheit und Reinheit des CO2 bei der Einspeisung in die Pipeline mit den Rahmenbedingungen für das Pipeline-Design abgeglichen werden. Dabei muss die Balance zwischen CO2-Reinheit und Flexibilität bezüglich der –––– 3 Thermodynamisch ist damit die superkritische Phase gemeint, in der sich das CO2 in einer Mischphase zwischen flüssig und gasförmig befindet und die Vorteile beider Phasen vereint – die Dichte der Flüssigkeit mit der Viskosität und Kompressibilität des Gases, was in geringerer Reibung und damit höherer Transportkapazität resultiert. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 17 Anforderungen verschiedener Einspeiser erhalten bleiben. Damit ist Multi-Modalität deutlich aufwendiger, als bei einem Modus zu bleiben. Während der Transport zu den Lagerstätten aufgrund der kleinen Mengen zunächst per Schiff und in flüssigem Zustand abgewickelt werden wird, kommen mittelfristig Pipelines zum Einsatz (so beispielsweise die in Planung befindliche NORGE-Pipeline, die den CO2-Hub Wilhelmshaven mit den 900 Kilometer entfernten Speicherstätten unter der norwegischen Nordsee verbinden wird). Da die Einspeicherung in dichter Phase erfolgt, wird mit der Pipelineanbindung im Unterschied zum Schiffstransport auch kein Phasenwechsel mehr notwendig. Derzeit werden rund zwei Drittel aller in Planung befindlichen europäischen Projekte über multi-modalen Transport geplant (Zukunft Gas, o. J.) – was mit der derzeit fehlenden Verfügbarkeit eines flächendeckenden CO2-Netzes korreliert. Kosten und technische Kapazitäten Die Kosten für den CO2-Transport variieren je nach Transportmittel. Der PipelineTransport ist für große Mengen über lange Strecken am wirtschaftlichsten, allerdings kann der Schiffstransport bei Entfernungen über 1.000 km eine wirtschaftliche Alternative sein. Der LKWund Bahntransport ist aufgrund von Skaleneffekten teurer als der Pipeline-Transport (FfE, 2024). Grundsätzlich sind alle Transportoptionen für tiefkaltes CO2 (Schiff, Schiene, LKW bzw. Container) derzeit bereits verfügbar. Für den Schiffstransport kryogener Gase gibt es weltweit einige Anbieter. Ebenso gibt es Kesselwagen für die Schiene sowie Flüssiggastanks für LKW. Im Hochlauf kann die konkrete Verfügbarkeit der Wagen, Schiffe oder Container an ihre Grenzen stoßen. Einen Eindruck der verschiedenen Größenordnungen gibt folgende Übersicht: n Schiff: Small Bulk Cryo Ships können 2,5 bis 7,5 Kilotonnen (kt) CO2 transportieren. In Hafen-Terminals können bis zu 7 Mt CO2 pro Jahr abgefertigt werden. n Bahn: Ein Güterzug kann bis zu 190 kt CO2 pro Jahr transportieren. n LKW: Ein LKW-Trailer kann bis zu 18 Tonnen (t) CO2 transportieren. Rahmenbedingungen und Herausforderungen eines CO2-Pipelinenetzes Für die relativ großen Mengen an CO2, die in Deutschland zukünftig zu Speicherstätten transportiert werden müssen (siehe Kapitel 3), ist die Pipeline unverzichtbar – nicht zuletzt aufgrund der ökonomischen Vorteile gegenüber anderen Transportarten sowie des hohen Verkehrsaufkommens, das durch Straßenund Schienentransport erzeugt würde. Beim Aufbau des CO2-Pipelinenetzes ist absehbar, dass nicht jede Punktquelle direkt zu Beginn angeschlossen werden kann. Daher muss für abgelegene Standorte und kleinere Mengen der multi-modale Transport in Betracht gezogen werden. Dieser beinhaltet einen Hub, an dem etwa flüssiges CO2 zur Einspeisung in die Pipeline verdichtet wird oder vice versa. Das Verhältnis von multi-modalem zu reinem Pipelinetransport wird sich im Hochlauf der Pipelineanbindung erwartbar verschieben; ganz ohne Straßen-, Schienenund Schiffstransport wird eine dauerhafte Infrastruktur für alle anzuschließenden Punktquellen nicht darstellbar sein. Onshore-Speicherstätten könnten den Problemdruck jedoch reduzieren, insbesondere für regionale Emittenten fernab von Transitpipelines (siehe Kapitel 5.2). Im Hochlauf der Pipeline beziehungsweise im Ausblick auch für abgelegene einzelne Zukunftsimpuls 30 18 | Wuppertal Institut Punktquellen wird diese Lösung jedoch notwendig bleiben – ebenso beim Anschluss an die (Untersee-)Speicherung. Einige weiterführende Überlegungen zur Anbindung, auch im Zeitverlauf, sind in Machbarkeitsstudien nachzulesen, etwa im Projekt GeZero (Heidelberg Materials, o. J.) oder in der umfassenden Infrastrukturstudie des Vereins Deutscher Zementwerke (VDZ, 2024). Ein „Startnetz“ für CO2, das analog zum H2Kernnetz den Anfang eines weiter verzweigten Netzes bilden soll, ist in Planung und ist in Abb. 2 dargestellt. Allerdings ist derzeit weder die Finanzierung geklärt, noch sind verbindliche Bedarfsabfragen erfolgt – die Umsetzung des CO2Netzes hinkt dem H2-Netz damit mehrere Schritte hinterher. Das hängt unter anderem daran, dass es bisher keine gesetzliche Grundlage für den Transport von CO2 gibt. Aus den Erfahrungen bei der Planung und der nun begonnenen Umsetzung des H2-Kernnetzes lässt sich ableiten, dass die Auslegung der zu transportierenden CO2-Menge nicht trivial ist. Aufgrund des dynamischen Hochlaufs der Netznutzung müsste die Auslegung eigentlich iterativ erfolgen; dies ist aber bei der Verlegung einer Pipeline nicht zielführend. Daher wird das H2Netz für den Beginn als überdimensioniert wahrgenommen, im Ausblick aber als unterdimensioniert (Zauner, 2024). Ähnliche Herausforderungen werden sich auch für die CO2-Infrastruktur ergeben. Um die Transportkapazitäten zu bestimmen, wurden für das H2-Kernnetz – nach Szenario-Berechnungen – Bedarfsabfragen durchgeführt, wobei es gerade für kleine und mittlere Unternehmen nicht einfach ist, einen verbindlichen Bedarf an H2 anzugeben, zumal die tatsächlichen Kosten für H2 noch nicht verbindlich sind. Auch hier ist eine Analogie zum CO2Netz gegeben. Gleichzeitig erschwert die bisher fehlende Sicherheit in der Infrastrukturplanung die Verbindlichkeit bei den Umsetzungsplänen der Unternehmen. Umgekehrt stellt VDZ (2024) dar, dass die Gesamtmenge des bis 2045 aus Zementund Kalkwerken abgeschiedenen CO2 steigt, wenn die Pipelineinfrastruktur bereits 2028 verfügbar ist. Wichtige rechtliche Aspekte sind derzeit noch in Bearbeitung. So wird das bisherige Kohlendioxid-Speicherungsgesetz (KSpG) derzeit novelliert und zu einem Kohlendioxid-Speicherungsund Transportgesetz (KSpTG) erweitert, so dass auch der Transport erfasst wird. Das soll beschleunigte Planungsund Genehmigungsverfahren ermöglichen. Für den ökologisch sicheren Bau und Betrieb von CO2-Transportleitungen werden im KSpTG klare Regelungen getroffen, welche unter anderem Abb. 2 Planung des CO2-Startnetzes Quelle: eigene Darstellung basierend auf VDZ (2024) Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 19 Umweltverträglichkeitsprüfungen für die Pipelines vorsehen 4 . Dies ist relevant, da hier – auch bei gleichzeitiger Nutzung bereits bestehender Trassen – von erheblichen Beeinträchtigungen wie etwa Lärmund Staubimmissionen, Gehölzverlust, temporärer Grundwasserabsenkung oder Eingriffe in die Bodenstruktur auszugehen ist. Da Deutschland neben dem Transport der eigenen CO2-Mengen auch Transitland für CO2 aus den Nachbarländern sein wird, müssen die einzelnen nationalen Strategien aufeinander abgestimmt werden. Für eine vorausschauende Planung sollten die zukünftig zu transportierenden CO2-Mengen aus den verschiedenen Ländern erfasst und zusammengeführt werden, um die passende Dimensionierung der Transportinfrastrukturen zu ermöglichen. Ein wichtiger nicht-technische Aspekt, der in diesem Kontext geklärt werden muss, ist die Definition von schwer vermeidbaren Emissionen – und damit die mögliche Zugangsberechtigung zur Pipeline und die maximale Transportkapazität des Netzes. Auch ist zu klären, wer für das transportierte CO2 zuständig ist, vor allem im Hinblick auf mögliche Leckagen und die damit einhergehende Haftung 5 – die Übergabe des CO2 von einer Anlage auf eine andere (etwa Abscheideanlage zum Transport oder bei der Umlagerung im Hub) ist durch Verträge der beiden Parteien abzusichern. Handlungsempfehlungen Flächendeckendes CO2-Transportnetz schaffen: Um die Klimaziele zu erreichen, muss ein flächendeckendes CO2-Transportnetz aufgebaut werden. Die optimale Transportlösung muss im Zeitverlauf – und unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit, die von diversen Faktoren abhängt – für die verschiedenen Anwendungen ermittelt werden. Multi-modale Hubs sind zu schaffen, die als Übergangslösung sowie für Standort ohne Pipelineanbindung notwendig sein werden. Rahmenbedingungen schaffen: Es müssen die Rahmenbedingungen geschaffen werden, um rechtzeitig die Weichenstellungen umzusetzen. Dazu gehört vor allem die schnelle Verabschiedung der Novelle des KSpTG, aber auch die frühzeitige Zusammenstellung von Arbeitsgruppen zu Genehmigungsverfahren. Eine Einigung der Beteiligten über die Spezifika des zu transportierenden CO2 (Reinheit, Störstoffe) sowie eine Verbindlichkeit über die Zuständigkeit („Besitz“) müssen frühzeitig auf den Weg gebracht werden. Dabei muss auch geklärt sein, für welches CO2 die Nutzung der Infrastruktur erlaubt ist und wie diese Einschränkung gesetzlich verankert wird. 5.2 Erschließung von CO2-Speichern Zum Erreichen der Klimaneutralität wird Deutschland nach einem sukzessiven Hochlauf ab 2045 jährlich mindestens 45 Mt CO2 einspeichern müssen. Rechnet man eine gleichbleibende Abscheidung (beispielsweise) über 100 Jahre, ergäbe dies kumuliert einen deutschen Speicherbedarf von 4,5 Gt CO2. Deutschland steht –––– 4 Bundesrat Drucksache 266/1/24 (2. Zu Artikel 1 Nummer 6 Buchstabe a (§ 4 Absatz 1 Satz 5 KSpTG); https://www.bundesrat.de/SharedDocs/drucksachen/2024/0201-0300/266-1-24.pdf 5 Der Monitoringbericht der EU zum ETS legt nahe, dass die Verantwortung beim jeweiligen Anlagenbetreiber liegt. Die Schnittstelle sollte aber noch vertraglich abgesichert werden. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX%3A32018R2066 Zukunftsimpuls 30 20 | Wuppertal Institut allerdings nicht alleine mit diesen Bemühungen: Die EU-Kommission geht gemäß ihrer Wirkungsabschätzung zu ihrem Klimaschutzgesetz davon aus, dass (ohne UK und NOR) bis 2030 34 Mt, bis 2040 285 Mt und bis 2050 450 Mt CO2 pro Jahr aus fossilen Quellen oder der Luft abgeschieden werden sollen (Europäische Kommission, 2024a, 2024b). Neben unvermeidbaren Emissionen beinhalten diese Mengen auch Emissionen aus Erdgaskraftwerken. Nach der Industrial Carbon Management Strategy (Europäische Carbon Management Verordnung) sollen hiervon in 2030 5 Mt, in 2040 85 Mt und in 2050 230 Mt CO2 pro Jahr für CCU verwendet werden, insbesondere zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Demnach verblieben in 2030 29 Mt, in 2040 rund 200 Mt und in 2050 220 Mt CO2 pro Jahr zur Speicherung (Europäische Kommission, 2024c). Deutschland würde in 2045 rund 25 Prozent dieser Speichermenge benötigen. Speicheroptionen für Deutschland a) Offshore-Speicherung in Deutschland Das CMS-Eckpunktepapier und der Entwurf der KSpTG-Novelle sieht vor, CO2 aus Deutschland auf deutschem Hoheitsgebiet zu speichern, dies jedoch zunächst nur offshore zu erlauben. Hierfür sollen CO2-Speicher in bestimmten Gebieten des deutschen Festlandsockels und der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) erschlossen werden. Dem deutschen Speicher-Kataster zufolge stehen effektive Speicherpotenziale für rund 5 Gt CO2 in salinen Aquiferen zur Verfügung (BGR, 2011; Müller und Reinhold, 2011). Aktuelle Ergebnisse des GEOSTOR-Forschungsprojekts zeigen, dass allein für die dort untersuchten Gesteinsschichten des Mittleren Buntsandsteins zwischen 0,9 und 5,6 Gt CO2 effektiver Speicherkapazität möglich wären (Wallmann und Löschke, 2024). Diese verteilen sich auf 38 untersuchungswürdige Formationen. Die Bandbreite ergibt sich dabei aus der Anwendung von Effizienzfaktoren 6 E mit E zwischen 5 und 20 Prozent. Hinzu kommen weitere Gesteinsschichten (Sandsteine des Rotliegend und des Jura), die bisher jedoch noch nicht analysiert wurden. Dieses auch „statisch” genannte Potenzial ist jedoch als Obergrenze zu verstehen: Die Autor*innen weisen darauf hin, dass „aufgrund der raumplanerischen, geotechnischen und wirtschaftlichen Randbedingungen damit gerechnet werden [muss], dass die tatsächlich nutzbare Speicherkapazität in der deutschen Nordsee deutlich niedriger sein wird als die statische Kapazität”. Dieses „dynamische Potenzial” oder „praktische Potenzial” ergibt sich daraus, dass die AWZ bereits jetzt stark genutzt wird, für Windparks, Schifffahrtsrouten, militärische Anwendungen sowie Kabel und Pipelines. Auch wenn der oben ermittelte deutsche Speicherbedarf von 4,5 Gt über 100 Jahre rein rechnerisch in der AWZ umsetzbar wäre, wird sehr wahrscheinlich nur ein begrenzter Anteil dieses Potenzials zur Verfügung stehen. Es ist dennoch zu begrüßen, CO2 aus Deutschland soweit wie möglich auch in Deutschland zu speichern, um der eigenen Verantwortung gerecht zu werden. Dabei sollte aus Sicht des Wuppertal Instituts jedoch folgendes beachtet werden: –––– 6 Effizienzfaktoren dienen dazu, aus dem „theoretisch“ nutzbaren Speicherpotenzial das „effektive“ Speicherpotenzial abzuleiten. Dies berücksichtigt insbesondere, wie hoch der zulässige Druck werden darf, um ein Durchbrechen des CO2 durch die Deckschichten zu verhindern. Der Effizienzfaktor E wird zwischen 0 und 1 angegeben. Je geringer E angesetzt wird, desto geringer ist das Risiko, aber auch das effektive Potenzial (effektives Potenzial = theoretisches Potenzial * E). Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 21 n Es ist zu begrüßen, dass nach dem novellierten KSpTG die Speicherung von CO2 in Meeresschutzgebieten und in einem Abstand von weniger als 8 km dazu ausgeschlossen werden soll. Auch der Transport des CO2 durch die Meeresschutzgebiete, zum Beispiel mittels Pipelines, sollte ausgeschlossen werden, da beispielsweise das Wattenmeer „ein einzigartiger, besonders schützenswerter Lebensraum [ist], der für die marine Biodiversität, aber auch für den Vogelzug eine immense Bedeutung hat” (SRU, 2024). n Risiken für Natur und Umwelt sollten weitgehend ausgeschlossen werden: Die Belastung von Vögeln und Walen, etwa durch Lärm, sowie Belastungen der marinen Biodiversität sollten vermieden und der Meeresschutz sollte, aufgrund der zunehmenden Nutzung der AWZ, generell intensiviert werden (SRU, 2024; Cames et al., 2024). n Bisher genießen Windkraft und Wasserstoff ein „überragendes öffentliches Interesse”. Dies sollte auch in der AWZ beibehalten werden. Das heißt: Die bisher und zukünftig geplanten Offshore-Windparks sowie mögliche H2-Pipelines von „H2Inseln” zum Festland sollten nicht zulasten der CO2-Speicherung eingeschränkt werden. Vielmehr sollten Offshore-Projektierungen im Bereich Windkraft, H2 und CO2-Speicherung sektorübergreifend geplant werden. b) Offshore-Speicherung im Ausland Eine weitere Option besteht darin, CO2-Speicher im Ausland zu nutzen. Hier werden insbesondere Offshore-Speicher unter dem Meeresboden der Nordsee diskutiert. Schon frühe Studien haben hier ein großes Speicherpotenzial aufgezeigt. Selbst konservative Schätzungen (mit einem geringen Effizienzfaktor) kamen auf ein effektives Speicherpotenzial für 44 Gt CO2 in den Deutschland umgebenden Ländern, darunter allein 21 Gt in Norwegen und 15 Gt in UK (Wuppertal Institut, 2010; Höller und Viebahn, 2010). Die EU-Kommission hat sich gemäß der Netto-Null-Industrie-Verordnung (Europäische Union, 2024) das Ziel gesetzt, innerhalb der EU bis 2030 eine Speicherkapazität von mindestens 50 Mt CO2 pro Jahr zu schaffen. Bis 2040 soll sie auf 250 Mt CO2 pro Jahr (bei Abzug von Wartungsintervallen auf netto 220 Mt CO2 pro Jahr) ansteigen (Europäische Kommission, 2024a). Nimmt man die oben genannten konservativen Schätzungen als Basis, sollten die geplanten Speicherkapazitäten die geplante Menge des zu speichernden CO2 in den Jahren 2030 und 2040 abdecken können. Für 2050 gibt es jedoch bisher keine Aussagen. Zudem ist zu beachten, dass die EU keine Aussage zur Speicherdauer macht – und somit auch nicht zur Gesamtspeicherkapazität. Die Rechnung geht nur auf, wenn die Speicherkapazität dauerhaft bereitgestellt wird. Rechnet man zum Beispiel über 100 Jahre, ergeben sich aus den 220 Mt pro Jahr in Summe 22 Gt an Gesamtkapazität. Eine Auswertung laufender Vorhaben zur Erschließung von Speichern im europäischen Ausland zeigt, dass konkrete Aussagen zur Höhe des kurzbis mittelfristig verfügbaren Speicherpotenzials derzeit nur für die drei Speicherprojekte Greensand (DK), Northern Lights (NOR) und Porthos (NL) gemacht werden können, die bis 2026 mit einer jährlichen Speicherkapazität von rund 0,4 Mt CO2, 1,5 Mt CO2 und 2,5 Mt CO2 starten sollen. Die Kapazitäten dieser ersten Phasen sind jedoch schon vollständig vergeben. Im Bau befinden sich aktuell nur ein weiterer Speicher im Projekt Northern Lights. Bis 2030 sollen, laut den entsprechenden Projektseiten der Zukunftsimpuls 30 22 | Wuppertal Institut Speicherbetreiber, mehr als zehn weitere Speicher mit einer Gesamtkapazität von 110-140 Mt pro Jahr in Europa realisierbar sein. Allerdings ist der Großteil der Speicherkapazitäten Projekten in Norwegen und Großbritannien zuzuordnen, während in der EU bis 2030 nur 66 Mt pro Jahr erwartet werden (CATF, 2024; VDZ, 2024). Viele Speicherprojekte sind in PCI-Vorhaben (Projects of Common Interest) der EU inkludiert (z. B. Norne, Bifrost, Aramis) (Europäische Union, 2023). Rechnet man Norwegen dazu, könnten nach eigenen Berechnungen auf Basis der Planungsdaten der Speicherbetreiber in 2030 rund 80 bis 100 Mt pro Jahr realisierbar sein (Overberg, 2025). Für das weit höhere EU-Speicherkapazitätsziel in 2040 (250 Mt pro Jahr) sind bisher keine Planzahlen verfügbar. c) Onshore-Speicherung in Deutschland Von Unternehmen und Verbänden wird zunehmend diskutiert, auch Speicherstätten an Land (onshore) mitzudenken und ihre potenzielle Rolle zu analysieren. OnshoreSpeicherung ist nach dem neuen KSpTG zunächst nur für Forschungszwecke erlaubt. Die Bundesländer bekommen jedoch eine Opt-In-Option, mit der sie proaktiv Onshore-Speicherung in ihrem Bundesland zulassen dürfen. Dabei wären zwei Strategien möglich: Einerseits können größere Formationen saliner Aquifere in Norddeutschland genutzt werden. Sie wurden von der BGR im deutschen Speicher-Kataster mit 6,3 bis 12 Gt CO2 ausgewiesen (BGR, 2011). In einer Studie des Wuppertal Instituts wurden sie konservativ mit 0,84 Gt CO2 (und einer Varianz von 0,38 bis 8,4 Gt CO2) abgeschätzt (Wuppertal Institut, 2010; Höller und Viebahn, 2010). Andererseits können auch regionale, kleinere Formationen im Umkreis von etwa 50 km um die Emittenten genutzt werden, was den Transportaufwand erheblich reduzieren würde (siehe auch Kapitel 5.1). Da in solchen Formationen das CO2 in Wasser gelöst gespeichert werden könnte und damit das CO2 die natürliche Aufstiegskraft von Gasen verlieren würde (Speichermechanismus Lösungsrückhalt), könnte möglicherweise die Akzeptanz für CO2-Speicherung steigern. Für kleine industrielle CO2Emittenten dürfte das – insbesondere in nahegelegenen Speichergebieten – von Interesse sein (Deutscher Bundestag, 2018). Im deutschen Speicher-Kataster sind solche Formationen bisher nicht enthalten, so dass die genannten Speicherpotenziale entsprechend größer wären. Nur für NRW und angrenzende Gebiete wurden von BGR und Geologischem Dienst NRW in Kooperation mit dem Wuppertal Institut bereits früh kleinere Speicherstätten abgeschätzt (BGR, 2005). Diese ergaben, mit 90 Prozent simulierter Wahrscheinlichkeit, 21 mögliche Formationen zwischen ca. 0,2 und 116 Mt CO2 und einer Gesamtkapazität von 0,4 Gt CO2. Das Land NRW positioniert sich derzeit allerdings gegen eine Onshore-Speicherung. Dagegen steht das Land Baden-Württemberg Untersuchungen zu möglichen lokalen Speichern offen gegenüber und möchte die Ermittlung möglicher Speicherpotenziale „schnellstmöglich anstoßen” (BW, 2024). Eine Reihe von Aspekten könnte aus heutiger Sicht für die Erschließung von Onshore-Speichern in Deutschland sprechen, diese sollten jedoch in einer Vergleichsstudie zwischen Onshoreund Offshore-Speicherung abgewogen werden (siehe unten): n Im Hinblick auf die zu erwartende Knappheit von Offshore-Speichern in Deutschland und Europa könnten mögliche Speicherengpässe reduziert werden. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 23 n Es ist nicht sicher, ob deutsche Unternehmen auf ausländische CO2-Speicher zeitgerecht zugreifen können, da auch diese sehr knapp sein werden, insbesondere in den ersten zehn Jahren. n Onshore-Speicherung würde geringere Transportkosten verursachen, da eine Verladestruktur in Häfen und der Transport durch die Nordsee vermieden würden. n Ein durchgängiger Leitungstransport in der dichten Phase ohne zusätzlichen Umschlag an einem Hafen würde den Energieaufwand für die CO2-Konditionierung vermeiden. n Die Risiken, die bei jedem Transport von Gasen bestehen, könnten aufgrund der geringeren Transportdistanz vermindert werden. n Onshore-Speicher dürften erheblich kostengünstiger zu erschließen sein als Offshore-Speicher, da Erkundung, Bau und Monitoring auf hoher See (wie auch bei der Offshore-Windkraft) erheblicher aufwändiger sind als an Land. Rahmenbedingungen und Herausforderungen bei der CO2-Speicherung Eine Reihe von Herausforderungen sollten bei der Planung und Umsetzung von CCSVorhaben in Deutschland berücksichtigt werden. Sie zeigen, dass die CO2-Speicher das eigentlich kritische Element der gesamten CCS-Kette darstellen, das schlussendlich die Verfügbarkeit und Umsetzung von CCS bestimmen dürfte. a) Zeitbedarf zum Erschließen von CO2-Speichern Selbst wenn mögliche CO2-Speicherformationen von geologischen Diensten als „untersuchungswürdig” kartiert wurden, stehen diese zunächst noch nicht für die Speicherung zur Verfügung. Die potentiellen Speicher müssen alle einzeln exploriert und getestet werden, da jeder Speicher andere geologische Begebenheiten hat (Hauber, 2023). Die Zero Emissions Platform (ZEP) geht bei Aquiferspeichern, basierend auf der EU-Speicherrichtlinie 2009/31/EG, von bis zu 10 Jahren bis zur Speichergenehmigung (storage permit) aus. Dies beinhaltet die Vorerkundung, das Beantragen und Prüfen der Erkundungslizenz (storage license), die Erkundungsphase, den Antrag auf und schließlich den Erhalt der „Speichergenehmigung“ (ZEP, 2022). Hinzu kommt mindestens ein Jahr für den Aufbau der Infrastruktur, so dass mindestens 11 Jahre Dauer bis zum Start der ersten Injektion angesetzt werden sollten. Nimmt man an, dass das novellierte KSpTG 2025 in Kraft tritt und Unternehmen zeitnah Erkundungslizenzen beantragen, dann dürfte der erste deutsche CO2-Speicher frühestens 2036 einsatzbereit sein. Das wäre zu spät, um bis 2039 alle Zementund Kalkwerke sowie TAB-Anlagen an deutsche CO2-Speicher anschließen zu können – darüber hinaus wäre es auch zu spät, um zusätzlich schwer vermeidbare Emissionen zu speichern. b) Große Unsicherheiten bei der Exploration neuer Speicher Mit rund 20 Speicherprojekten sind Deutschlands Nachbarländer schon erheblich weiter (CATF, 2024; VDZ, 2023). Eine kritische Auseinandersetzung mit den Kapazitätsangaben ist jedoch zwingend erforderlich, da eine Vielzahl an Unsicherheiten besteht. Zu nennen sind hier unter anderem unklare finale „drill or drop“ Entscheidungen, die tatsächlich zu erwartenden Injektionsraten der Speicher, optimistisch angepeilte Speicherexpansionen zukünftiger Speicher, die Abhängigkeit von Erdgasunternehmen bei der Datenerhebung oder die Performance der Pionierspeicher. Erfahrungen mit CO2-Speicherprojekten verdeutlichen, dass die realen Speicherbedingungen Zukunftsimpuls 30 24 | Wuppertal Institut erst nach Beginn der Speicherung genau eingeschätzt werden können. So musste im weltweiten größten Speicherprojekt Gorgon (Australien) die Injektionsrate aufgrund von Druckausgleichproblemen in den ersten fünf Jahren um 50 Prozent reduziert werden (Cames et al., 2024). Projekte wie Gorgon, Sleipner und Snøhvit zeigen, dass bei der CO2-Speicherung mit unvorhergesehenen Entwicklungen gerechnet werden muss – und deshalb ab Injektionsstart Verzögerungen eingeplant werden sollten (Hauber, 2023). Insgesamt besteht daher große Unsicherheit, ob und wann CO2Speicher im europäischen Ausland von Deutschland genutzt werden können. c) Rolle der Onshore-Speicherung in Deutschland offen Bisher fehlt eine vergleichende, ergebnisoffene und ganzheitliche (multidimensionale) Bewertung der Onshore-Speicherung im Vergleich zur Offshore-Speicherung in Deutschland, die Politik und Stakeholdern Orientierung bieten und zur Weiterentwicklung der CMS beitragen könnte. In einer Orientierungsstudie sollten daher partizipativ, unter Einbeziehung der Zivilgesellschaft, die zentralen Fragestellungen in Bezug auf die Onshore-Speicherung identifiziert werden. Eine solche Analyse sollte zeitnah in Angriff genommen werden, da sonst mit der Entwicklung eines initialen Pipelinenetzes nicht mehr änderbare Tatsachen geschaffen werden – und mögliche Vorteile einer Onshore-Speicherung nicht mehr zum Tragen kämen. Handlungsempfehlungen CO2 aus Deutschland auch in Deutschland speichern: Speicheroptionen in Deutschland sollten dem Export ins Ausland vorgezogen werden, um der eigenen Verantwortung gerecht zu werden und knappe Kapazitäten von Offshore-Speichern im Ausland für die Zukunft freizuhalten. Meeresschutz bei der Erschließung der AWZ beachten: Die ökologischen Bedenken hinsichtlich der Nutzung der AWZ für Offshore-Speicher sowie der dort geltende Vorrang der dringend benötigten Offshore-Windkraft sollten berücksichtigt werden. Onshore-Speicherung ergebnisoffen bewerten: Es sollten Forschungsgelder zur Verfügung gestellt werden, um die potenzielle Rolle von Onshore-Speichern ergebnisoffen, ganzheitlich und partizipativ zu bewerten, als Alternative zur Offshore-Speicherung in der AWZ oder im EU-Ausland. Knappheit und Dauer der Erschließung von CO2-Speichern beachten: Aufgrund des absehbar hohen Zeitaufwands für die Erschließung von CO2-Speichern, der Konkurrenzsituation in der EU sowie der Tatsache, dass der Speicherbedarf möglicherweise weit höher ist als derzeit angenommen, sollten schwer vermeidbare Emissionen nur einbezogen werden, wenn die entsprechenden Anlagen später zum Erzielen negativer Emissionen genutzt werden können. 5.3 CO2-Abscheidung und Speicherung im Vergleich zur CO2-Nutzung Anstatt das abgetrennte CO2 geologisch zu speichern, kann es auch zur Herstellung neuer Produkte genutzt werden, etwa für Polymere oder synthetische Kraftstoffe (sogenanntes CCU). In einem post-fossilen Zeitalter wird CCU, neben Biomasse und Kunststoffabfällen, eine wesentliche Säule der Kohlenstoffversorgung darstellen. Eine der Hauptanwendungen von CCU wird in der chemischen Industrie gesehen. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 31 Im Projekt Protanz.NRW wurde darüber hinaus eine ausgeprägte Risikowahrnehmung für den Transport von CO2 festgestellt. Auch im Projekt In4climate.RR 9 konnten Bedenken in der Gesellschaft hinsichtlich des CO2-Transports per Pipeline nachgewiesen werden (Kolde et al. o. J.). Die CMS muss daher im Prozess des Infrastruktur-Rollouts konkret auf die Beteiligung verschiedener Stakeholder sowie der Gesellschaft eingehen. Hierbei muss die Beteiligung über eine kontinuierliche und transparente Kommunikation hinausgehen – denn Kommunikation allein ist noch keine Partizipation. Partizipation sollte zumindest die Möglichkeit zur Mitbestimmung bieten. (Arnstein, 1969; Strasburger und Rieger, 2019) Die Projektergebnisse aus Protanz.NRW und IN4climate.RR zeigen, dass es insbesondere auf lokaler Ebene einer frühzeitigen Partizipation der relevanten Stakeholder sowie der Gesellschaft bedarf. Die Förderung von Wissen, Transparenz, Kommunikation und gesellschaftlichem Verständnis für die Technologien sowie die Notwendigkeit des Engagements zum Erreichen der Klimaziele und für eine resiliente Industrie sollten daher im CMS als Erfolgsfaktor für das Carbon Management hervorgehoben werden 10 : Konkret sollte die CMS einen aktiven Austausch mit Stakeholdern und relevanten Akteur*innen aus verschiedenen gesellschaftlichen Bereichen vorsehen. Handlungsempfehlungen Weitere Forschungsbedarfe identifizieren und finanzieren: Es gilt zu analysieren und zu verstehen, welche Einstellungen und Vorbehalte es in welchem Kontext seitens verschiedener Stakeholder gegenüber der CMS gibt und auf welche Weise diese zur stabilen Wissensund Meinungsbildung in der Gesellschaft beitragen. Hierfür sollten zeitnah Forschungsmittel für entsprechende Studien bereitgestellt werden. Wissensund Meinungsbildung in der Gesellschaft anstoßen: Für eine robuste Wissensund Meinungsbildung in der Gesellschaft bedarf es spezifischer institutionalisierter Verantwortlichkeiten, die im Rahmen der CMS festgelegt werden müssen. Denn erst auf Basis einer robusten Meinungsbildung in der Gesellschaft können die mit der Technologie verbundenen Ängste und Sorgen, insbesondere auf lokaler Ebene, hinreichend und langfristig adressiert werden. Partizipation auf lokaler Ebene organisieren: Die organisierte Zivilgesellschaft (Vereine, Verbände etc.) und Bürger*innen sollten bereits in einem frühen Stadium der Planungsprozesse konkreter Umsetzungsmaßnahmen transparent und umfangreich beteiligt werden, über die rechtlichen Vorgaben hinausgehend. Hierbei gilt es zwischen geeigneten Formaten für organisierte Zivilgesellschaft und Bürger*innen zu unterscheiden. Kommunikation und Partizipation an den Vorhaben sollten nicht allein Aufgabe der Unternehmen sein – hier sind insbesondere Akteur*innen gefordert, denen von der Gesellschaft das notwendige Vertrauen entgegengebracht wird. –––– 9 Projektwebsite abrufbar unter: https://wupperinst.org/p/wi/p/s/pd/1962 10 Protanz.NRW zeigt, dass der Einsatz von industriellem CCS zum Erreichen der Klimaziele ein wichtiges Akzeptanzkriterium des Technologiepfades ist (Große-Kreul et al., 2024). Zukunftsimpuls 30 32 | Wuppertal Institut 5.5 Schnittstellen mit der Langfriststrategie Negativemissionen Nach derzeitigem Kenntnisstand wird es auch bei einer Ausschöpfung aller verfügbaren Maßnahmen zur Vermeidung von THG-Emissionen sowie einer weitgehenden Kreislaufführung von Kohlenstoff nicht möglich sein, THG-Neutralität zu erreichen, ohne dass relevante Mengen an CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden (siehe Kapitel 3). Zudem wurde das 2015 in Paris vereinbarte Ziel, die globale Temperaturerhöhung bis zum Ende des Jahrhunderts auf möglichst 1,5 °C zu begrenzen, bereits 2024 erstmals überschritten (Copernicus Climate Change Service, 2025). Um dieses Ziel bis zum Ende des Jahrhunderts dennoch einhalten zu können, wird es nötig sein, nach Erreichen der THG-Neutralität den atmosphärischen CO2-Gehalt mittels Netto-Negativemissionen 11 auf ein verträgliches Maß zu begrenzen (IPCC, 2023). Die Bundesregierung hat entsprechend im KSG festgelegt, dass nach 2050 Netto-Negativemissionen erreicht werden sollen. Außerdem wurde im Februar 2024 mit der Veröffentlichung eines Eckpunktepapiers der Erarbeitungsprozess für die Langfriststrategie Negativemissionen gestartet (BMWK, 2024a). Diese Strategie verfolgt eine Reihe von Zielsetzungen: Einerseits soll ein Verständnis dafür entwickelt werden, welche Bedarfe für Negativemissionen bestehen. Dem wird gegenübergestellt, welche Potenziale für Negativemissionen verfügbar sind und welche Rolle der CO2-Entnahme für den Klimaschutz in Deutschland insgesamt zukommt. Andererseits sollen konkrete Zielgrößen für technische Senken 12 für die Jahre 2035, 2040 und 2045 definiert werden, sowie ein Ziel für resultierende Netto-Negativemissionen im Jahr 2060. Da viele Technologien zur Realisierung von Negativemissionen jedoch noch nicht im industriellen Maßstab verfügbar sind, wird im LNe-Eckpunktepapier ebenfalls Forschung und Entwicklung als wichtiges Element aufgegriffen. Noch nicht in der LNe berücksichtigt sind allerdings die Negativemissionen, die nach 2060 in erheblich größerem Maßstab nötig sein werden (IPCC, 2023). Aufgrund ihrer thematischen Verflechtung mit Themen der THG-Bilanzierung, der Emissionsminderung sowie des Naturschutzes weist die LNe eine Reihe von Anknüpfungspunkten zu anderen (geplanten) deutschen und europäischen Strategien auf. Im Folgenden werden insbesondere Schnittstellen und Abgrenzungen der LNe zur CMS herausgestellt. Technologien wie das Abscheiden von CO2-Emissionen an Punktquellen, die Speicherung in geologischen Formationen und der Transport werden in der CMS adressiert, betreffen aber genauso die Umsetzung der LNe. Auch wenn sie dort erwähnt werden, wird im Folgenden auf mehrere Aspekte hingewiesen, die zu Fehlplanungen führen können, falls sie nicht ausreichend berücksichtigt werden. Zeithorizont Die CMS und die LNe haben unterschiedliche zeitliche Horizonte, die vor allem mit Blick auf die Infrastrukturplanung aktuell noch Fragen offenlassen: Die CMS –––– 11 Netto-Negativemissionen beschreiben die Emissionen, die bilanziell zusätzlich zur Klimaneutralität entzogen und dauerhaft gespeichert werden. Demgegenüber stehen Brutto-Negativemissionen, die eine bilanzielle CO2-Neutralität gewährleisten. (Block, 2022) 12 Technische CO2-Senken sind Methoden und Technologien, die aktiv CO2 aus der Atmosphäre entfernen und langfristig speichern, um negative Emissionen zu erzeugen, wie zum Beispiel DACCS. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 33 fokussiert auf das Erreichen der Klimaneutralität bis 2045, der Zeitraum danach findet jedoch keine Berücksichtigung. In der LNe wird sowohl der Ausgleich von Residualemissionen im Zeitraum bis 2045 als auch der Ausbau von Senkenleistungen zum Erreichen von Netto-Negativemissionen bis 2060 betrachtet. Der Teil der Senkenleistung, der mittels technischer Methoden erzielt wird, bringt auch einen Transportund Speicherbedarf mit sich. Die in der CMS vorgesehene Infrastrukturplanung sollte daher auch den Transportund Speicherbedarf eines Netto-Negativ-Ziels berücksichtigen, das über den zeitlichen Horizont der CMS hinausgeht. Hier sollten zudem längerfristige Ziele für die Zeit nach 2060 berücksichtigt werden, zumindest in Form von Szenarioanalysen. Residualemissionen Eine weitere Wechselwirkung besteht darin, in welchem Maße CCU/S eingesetzt wird, was in erster Linie Gegenstand der CMS ist. Bei Anlagen zur CO2-Abscheidung an Punktquellen wie Zementwerken oder TAB rechnet man mit Abscheideraten von 90 Prozent (Post-Combustion) bis 95 Prozent (Oxyfuel) (Wuppertal Institut, 2010). Die restlichen Emissionen müssen durch Negativemissionen ausgeglichen werden. Sollte CCS neben unvermeidbaren Emissionen auch für schwer vermeidbare Emissionen ermöglicht werden, könnte dies zu einer längeren Nutzung fossiler Energieträger führen – und damit zu einem erhöhten Bedarf an Negativemissionen. Diese Wechselwirkung zwischen dem Umfang des Einsatzes von CCU/S und der Auswirkung auf den Bedarf an Negativemissionen sollte bei der Abstimmung der Prozesse berücksichtigt werden. Aktive CO2-Entnahme durch natürliche Senken Die Leistung natürlicher Senken sowie der im KSG §3a geltend gemachte „Beitrag des Sektors Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“ (LULUCF) mit seinen Ökosystemen sind zum Erreichen der Klimaneutralität unerlässlich. Im Allgemeinen werden unter Senken Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen verstanden, die CO2 aus der Atmosphäre entnehmen (vgl. Jörß et al., 2024). Das New Climate Institute (Jeffery et al., 2020) definiert natürliche Senken als CO2-Aufnahme durch Fotosynthese in Pflanzen und die anschließende Speicherung in Biomasse. Climate Analytics (2022) merkt zudem in ihrer Definition an, dass natürliche Senken keine Garantie für eine dauerhafte Speicherung bieten. Das KSG legt für die natürliche Netto-Entnahmeleistung 13 konkrete Ziele fest: Ökosysteme sollen bis 2030 mindestens 25 Mt, bis 2040 mindestens 35 Mt und im Jahr 2045 mindestens 40 Mt CO2-Äquivalente binden und so zur THG-Neutralität beitragen. Auch die LNe benennt die CO2-Entnahme durch natürliche Senken. Hierzu spricht sie als erstes biologische und landbasierte Methoden wie Wälder und Aufforstung, Moore, Bodenmanagement und maritime Ökosysteme an, die laut LNe bisher die einzigen relevanten Senkenleistungen darstellen. Darüber hinaus nennt die LNe –––– 13 Unter der Netto-Entnahmeleistung des LULUCF-Sektors ist die Differenz der CO2-Entnahme und CO2-Abgabe im gleichen Zeitraum zu verstehen. Zukunftsimpuls 30 34 | Wuppertal Institut weitere konventionelle 14 , aber auch neuartige Entnahme-Methoden mit bisher weniger großer Entnahmeleistung wie n Erzeugung von Biomasse: Kohlenstoff wird in Form von Biomasse aus dem Ökosystem entnommen, statt direkt aus der Atmosphäre n Marine Biomasse: Erhaltung und Renaturierung von Seegraswiesen, Algenwäldern und Salzwiesen zur Stärkung der CO2-Speicherkapazitäten n Stoffliche Nutzung von Biomasse: Nutzung kohlenstoffhaltiger Materialien wie Holz in langlebigen Produkten wie Holzbau oder Dämmmaterialien, um den Kohlenstoff langfristig zu binden n Biokohle: Langfristige Bindung des Kohlenstoffs durch pyrolytische Verkohlung n Beschleunigte Gesteinswitterung: Technisch beschleunigte Verwitterung von zementhaltigen Produkten oder silikatischem Gestein zur Bindung von CO2 in mineralischer Substanz (Carbonat) Die LNe bekräftigt, die konventionellen Entnahme-Methoden dauerhaft erhalten und systematisch stärken zu wollen. Sie weist jedoch darauf hin, dass durch den Klimawandel zunehmende Unsicherheiten bezüglich der natürlichen Senken bestehen. Die jüngste Bundeswaldinventur bestätigt diese Annahme: Durch die Trockenheit in den Jahren 2018 bis 2021 und weitere Schadensfaktoren, wie dem Borkenkäfer, ist der deutsche Wald erheblich geschwächt. In den letzten Jahren ist er aufgrund abgestorbener Monokulturen zunehmend selbst zu einer Kohlenstoffquelle geworden: Der in Wäldern gebundene Kohlenstoffvorrat hat sich seit 2017 um 41,5 Mt verringert (BMEL, 2024). Vor diesem Hintergrund erscheinen die in zahlreichen Klimaneutralitätsszenarien zugrunde gelegten Senkenleistungen des Waldes sowie des LULUCF-Sektors im Allgemeinen sehr optimistisch. Der wissenschaftliche Beirat für Waldpolitik fordert daher sogar eine Abkehr von den gesteckten Zielen (WBW, 2024). Agora Think Tanks (2024) berücksichtigt dies bereits in der Langfriststudie für ein klimaneutrales Deutschland, indem der LULUCF-Sektor lediglich 4 Mt CO2 (statt der möglichen 35 Mt CO2) zum Erreichen der Klimaneutralität bereitstellen muss. Um dem Worst-Case-Szenario eines emittierenden LULUCF-Sektors in Deutschland zu entgehen, ist die Erhaltung, Renaturierung und Ausweitung von Wäldern, die laut einer aktuellen Studie sogar große Mengen Methan aufnehmen (Gauci et al., 2024), Mooren und weiteren Ökosystemen essentiell. Um zukünftig eine positive Netto-Entnahmeleistung des LULUCF-Sektors zu gewährleisten, stellt die LNe heraus, dass das Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK) des BMUV und die Nationale Biomassestrategie (NABIS) von BMEL, BMWK und BMUV entscheidend seien. Während sich das ANK stark für die Renaturierung, den Erhalt und die Ausweitung von Ökosystemen einsetzt, erwähnt das NABIS-Eckpunktepapier keine direkten Maßnahmen zu natürlichen Senken. Dies ist jedoch unbedingt zu empfehlen. Werden der Erhalt, die Renaturierung und die Ausweitung der landund ozeanbasierten Ökosysteme – und damit eine Stabilisierung und Steigerung ihrer Netto-Entnahmeleistung – nicht entsprechend umgesetzt, –––– 14 Die oben genannten natürlichen Senken werden als „konventionelle Entnahme“ bezeichnet, wohingegen Technologien zur Schaffung von Kohlenstoffsenken wie BECCS, DACCS und die beschleunigte Gesteinswitterung zur „neuartigen Entnahme“ zählen. (Smith et al., 2023) Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 35 bedeutet dies einen erhöhten Bedarf an technischen Senken zum Erreichen der THGNeutralität. Hiervon ist dann wiederum der Infrastrukturbedarf abhängig. Governance – was sind negative Emissionen? Im Rahmen der LNe sollen jene kohlenstoffhaltigen Ströme betrachtet werden, die zu Negativemissionen führen, während die CMS sich vorwiegend mit dem Verbleib anfallender fossiler CO2-Mengen befasst. Für die Abgrenzung, welche Prozesse und Kohlenstoffströme in den Wirkungsbereich der LNe fallen und welche von der CMS adressiert werden, ist eine über beide Strategien hinweg einheitliche Definition von Negativemissionen nötig. Hier gilt es insbesondere die Frage zu klären, welche Nutzungsoptionen von abgeschiedenem CO2 tatsächlich als dauerhafte Speicherung anerkannt werden. Bei dieser Regelung sollte bedacht werden, dass Anreize für die Kreislaufführung von Kohlenstoff aus Klimaschutzperspektive sinnvoll sind, wenn dadurch zusätzliche fossile Emissionen vermieden werden. Bei der Speicherung in kurzlebigen Produkten, wie Kunststoffen oder synthetischen Treibstoffen, kann es sich jedoch nicht um Netto-Negativemissionen handeln. Marktformen für Negativemissionen Eine zentrale Unsicherheit besteht aktuell in der Ausgestaltung eines Marktrahmens, unter dem sich die Methoden und Technologien für Negativemissionen wirtschaftlich betreiben lassen. Fossile Emissionen unterliegen in der EU teils bereits seit 2005 dem EU-ETS, wodurch eine Vermeidung dieser Emissionen wirtschaftlich angereizt wird. Würden Technologien für Negativemissionen in diesen Handel integriert, könnten langfristig neue Zertifikate generiert werden. Netto-Negativemissionen könnten in diesem Fall durch Aufschläge auf Zertifikatspreise oder den staatlichen Ankauf von Zertifikaten finanziert werden. In der Übergangsphase könnte dieses Modell jedoch dazu führen, dass Anstrengungen zur CO2-Vermeidung durch Negativemissionen untergraben werden. In jedem Fall ist es entscheidend, frühzeitig Anreize für den Hochlauf von Negativemissionen zu setzen, während die CO2-Vermeidung prioritär ist. In diesem Punkt sollten CMS und LNe eng miteinander verzahnt werden. (CEPA, 2024; Bodirsky et al. 2024) Handlungsempfehlungen Unsicherheit in der Rolle der natürlichen Senken berücksichtigen: Im Fall einer verringerten Leistung der natürlichen Senken würden technischen Senken eine größere Rolle zukommen als bislang angenommen. Der damit einhergehende Mehrbedarf an Energie sowie Transportund Speicherinfrastruktur sollte bei deren Planung von vornherein mitgedacht werden. Gleichzeitig sollten der Erhalt, die Renaturierung und die Ausweitung der landund ozeanbasierten Ökosysteme vorangetrieben werden, um ihre Netto-Senkenleistung zu stabilisieren oder sogar zu erhöhen. Einheitliche Definition negativer Emissionen: Als Basis eines einheitlichen Verständnisses negativer Emissionen sollten diese in CMS und LNe gleichermaßen definiert werden. Weitere relevante Forschung initiieren: Die Skalierbarkeit technischer Senken zur Erzeugung negativer Emissionen bedarf der Unterstützung durch weitere Forschung. Zukunftsimpuls 30 36 | Wuppertal Institut 6 Resümee und Ausblick In diesem Zukunftsimpuls diskutieren die Autor*innen die Entwicklung der CMS auf Bundesebene, die auf den Themenbereich CCU/S fokussiert. Der Strategieprozess ist derzeit noch nicht abgeschlossen, aber die politischen Bemühungen zeigen, dass die Notwendigkeit einer strategischen Planung erkannt wurde. Verschiedene Klimaneutralitätsszenarien zeigen, dass CCU/S eine zentrale Rolle beim Erreichen der deutschen Klimaneutralität zukommt. Ab 2045 müssen danach mindestens 45 Mt CO2 pro Jahr durch CCS und CDR abgeschieden und dauerhaft gespeichert werden. Der Hochlauf beginnt jedoch bereits in 2030 und nimmt laufend zu. Insofern ist ein strategischer Rahmen zur kurzfristigen Etablierung von Strukturen für Abtrennung, Transport, Speicherung und Nutzung von CO2 notwendig. Die CMS hat damit die Chance, zu einem wirkungsvollen Gestaltungsinstrument der deutschen Industrietransformation zu werden. Hierfür ist es notwendig, zügig richtungsweisende Entscheidungen zu treffen und eine breite gesellschaftliche Beteiligung zu ermöglichen. Der zeitlichen Dimension kommt beim Etablieren von CCU/S eine zentrale Bedeutung zu, da im EU-ETS bereits ab 2040 keine THG-Zertifikate mehr ausgegeben werden und die Industrie somit ab dem Zeitpunkt de facto klimaneutral sein muss. Es besteht daher im nächsten Jahrzehnt ein hoher Handlungsdruck zum Etablieren der kompletten CCS-Kette. Während die einzelnen Abscheideverfahren, der CO2-Transport und die Speicherung technisch erprobt sind, ist die gesamte Prozesskette bisher nur in wenigen Projekten demonstriert worden. In den meisten Fällen wird das CO2 dabei für Enhanced Oil Recovery (EOR) genutzt. Somit stimmen die Erwartungshaltungen nicht mit der reellen Nutzbarkeit von CCU/S überein. Für die Realisierung eines schnellen und effizienten Hochlaufs ist entscheidend, dass Abscheidung, Transport und Speicherung des CO2 in aufeinander abgestimmten Zeithorizonten umgesetzt werden. Abb. 6 zeigt Zeitstrahlen für die frühestmögliche Umsetzung der einzelnen Elemente in Deutschland. Die zeitlichen Annahmen basieren auf Unternehmensangaben, die von Overberg (2025) aufbereitet und ausgewertet wurden. Dazu wurden aktuelle Pionierprojekte der Industrie zur CO2-Abscheidung und -Speicherung analysiert und Angaben zur Transportinfrastrukturplanung Das Wuppertal Institut begrüßt daher die Planung der CMS und empfiehlt, • die Anwendung von CCS auf unvermeidbare Emissionen aus Zementund Kalkwerken sowie TAB-Anlagen zu fokussieren; • CCS für schwer vermeidbare Emissionen nur dann zuzulassen, wenn alle denkbaren Alternativen durch eine ganzheitliche (multidimensionale) Bewertung auf deren Vorund Nachteile hin evaluiert wurden. Neben den Kosten sollten dabei insbesondere der Primärenergiebedarf, der Ressourcenbedarf, die zeitliche Verfügbarkeit der einzelnen Elemente der CCS-Kette, die Knappheit von CO2-Speichern, die Akzeptanz von CCS, der alternative Bezug von grünen Rohstoffen aus dem Ausland, die Konkurrenz verschiedener Sektoren hinsichtlich erneuerbarer Energien und Wasserstoff sowie Risiken und Pfadabhängigkeiten evaluiert werden; • bei Anwendung von CCU zusätzlich auch die Herkunft des CO2, die Dauer der Kohlenstoffbindung sowie die Möglichkeit der Kreislaufführung in die Bewertung einzubeziehen. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 37 von OGE (o. J.) und VDZ (2024) übernommen. Die Entwicklung der CO2-Abscheidung, des CO2-Transports und der CO2-Speicherung lassen sich in einzelne Prozessschritte aufteilen, deren Gelingen mit verschiedenen Unsicherheiten behaftet sind. Es zeigt sich, dass gerade bei der CO2-Speicherung hohe Unsicherheiten bestehen: Während der Start erster europäischer Speicher für industrielles CO2 bevorsteht, werden in Deutschland aufgrund der ungeklärten Rechtssicherheit und der langen Vorlaufzeiten Speicherkapazitäten frühestens in 11 Jahren nach Start der Vorerkundungen verfügbar sein (siehe Kapitel 5.2). In Europa gibt es heute bereits aktive Speicher (Sleipner, Snøhvit) sowie einige nahezu betriebsbereite Speicher, die fertiggestellt sind und nur noch auf die behördliche Genehmigung und den Beginn der CO2-Anlieferungen warten (Greensand, Northern Lights). Die Erfahrungen mit in Betrieb befindlichen CO2-Speichern zeigen jedoch, dass die Startphase der Speicherung besonders kritisch ist: Erst hier zeigt sich, wie gut das Monitoring im Vorfeld funktioniert hat. Während die Inbetriebnahme der ersten europäischen Speicher zur Sammlung von Erfahrungen als weitgehend gesichert gilt, wurde die Inbetriebnahme weiterer Speicher als kritischer Punkt identifiziert. Zudem sind aufgrund von Druckschwankungen in den Speichern zum Teil Änderungen (d. h. vor allem Reduktionen) der Injektionsmengen erforderlich, weshalb auch die großtechnische Speicherexpansion ab 2030 als kritisch identifiziert wurde. Abb. 6 Darstellung der zeitlichen Entwicklung sowie der Unsicherheiten der CCS-Kette Quelle: eigene Darstellung, basierend auf Overberg (2025) Beim CO2-Transport besteht eine hohe Unsicherheit hinsichtlich des Baubeginns des Pipelinenetzes sowie der Inbetriebnahme der ersten Pipeline-Cluster. Das liegt an der zeitlichen Unsicherheit bezüglich der rechtlichen Rahmenbedingungen, der langen Vorlaufzeit durch Genehmigungsverfahren sowie noch ungeklärter Finanzierungsfragen 15 . Hinzu kommt die hohe Komplexität bei der Errichtung und dem –––– 15 Das Kapital für den Bau der Pipelineinfrastruktur muss jetzt aufgebracht werden, die Infrastruktur wird aber erst sukzessive ausgelastet werden und daher (zumindest anfänglich) nur langsam Einnahmen generieren. Zukunftsimpuls 30 38 | Wuppertal Institut Betrieb der multi-modalen Hubs. Der Umgang mit CO2 unterschiedlicher thermodynamischer Phasen und Reinheiten muss an den Verladepunkten sicher und ohne große Verluste gewährleistet werden, hierzu liegen wenige Erfahrungen vor. Die Technologie zur CO2-Abscheidung an den Punktquellen wird sowohl von der Politik als auch von den Projektbetreibern als bis 2030 realisierbar eingeschätzt. Als volatilstes Glied bei der CO2-Abscheidung wurde die Bauphase identifiziert: Die zentralen Unsicherheiten dieses Schritts sind insbesondere die Verfügbarkeit von Fachkräften in allen essentiellen Sektoren (Planung, Bau, Zulieferern etc.) sowie etwaige unvorhergesehene Kostensteigerungen. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise die TAB Hafslund Oslo von Celsio zu nennen, deren Bau aufgrund steigender Kosten pausiert wurde. Nach Angaben des Unternehmens ergab eine aktualisierte Schätzung, dass der Investitionsrahmen nicht einzuhalten sei, unter anderem aufgrund der Inflation, eines schwachen Währungskurses der norwegischen Krone sowie geopolitischer Instabilität (BusinessPortal Norwegen, 2023). Insgesamt zeigt sich, dass sowohl die Finalisierung der CMS als auch die Verabschiedung des KSpTG als Teil der rechtlichen Rahmenbedingungen nun schnellstmöglich erfolgen müssen, um die Herausforderungen entlang der CCS-Kette zu adressieren und damit Planungssicherheit für die Unternehmen zu schaffen. Dabei gilt es, die Speichererschließung, den Infrastrukturaufbau sowie die Planung und den Bau von CO2-Abscheidungsanlagen schnellstmöglich voranzutreiben und Umsetzungshindernisse bestmöglich zu antizipieren. Dies erfordert auch eine frühzeitige und ergebnisoffene Beteiligung der Gesellschaft und eine Abstimmung mit europäischen und anderen deutschen Strategien, insbesondere mit der LNe. Zukunftsimpuls 30 Wuppertal Institut | 39 7 Literaturverzeichnis Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung waren alle Internetquellen in der hier zitierten Form abrufbar. Agora Think Tanks (2024). Klimaneutrales Deutschland. Von der Zielsetzung zur Umsetzung. Studie erstellt durch Prognos, Öko-Institut, Wuppertal Institut, Universität Kassel. https://www.agora-energiewende.de/fileadmin/Projekte/2023/202330_DE_KNDE_Update/A-EW_344_Klimaneutrales_Deutschland_WEB.pdf Arnold, K., Scholz, A., Taubitz, A., Witts, H. (2022). Unvermeidbare Emissionen aus der Abfallbehandlung – Optionen auf dem Weg zur Klimaneutralität. Energiewirtschaftliche Tagesfragen 72. Heft 6. Arnstein, S. R. (1969). A Ladder Of Citizen Participation. 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