Klimaschutz: CO₂ in Stein verwandeln
Technologien im Kampf gegen den Klimawandel: Teil der Lösung, nicht die Lösung selbst
Die Idee klingt beinahe magisch. Forscher verwandeln CO₂ in Stein und machen so das gefährlichste Treibhausgas buchstäblich unschädlich. Projekte wie CarbFix in Island oder neue Verfahren aus der Stanford University zeigen, dass das technisch möglich ist und sogar vielversprechend.
Doch so faszinierend diese Technologien sind, sie dürfen nicht davon ablenken, was in der Klimakrise wirklich zählt. Die Vermeidung von Emissionen. CO₂ nachträglich aus der Luft zu holen ist teuer, energieintensiv und nicht risikofrei.
Der Traum vom gebundenen CO₂
Forschungsprojekte wie das CarbFix-Programm oder die Stanford-Studie zeigen beeindruckende Fortschritte. CO₂ wird in Gestein verpresst, reagiert dort mit Mineralien und wandelt sich in stabile Karbonate um. Aus Gas wird Stein sicher, dauerhaft, skalierbar, so die Projektbetreiber. Ein Schweizer Pilotprojekt transportiert sogar abgeschiedenes CO2 aus industriellen Prozessen nach Island, wo es in Basaltgestein eingelagert wird.
Wissenschaftler der Stanford University haben eine Methode entwickelt, bei der magnesiumhaltige Silikate mit Kalk erhitzt werden, um Magnesiumoxid und Calciumsilikat zu erzeugen. Diese Mineralien können CO₂ binden und gleichzeitig Böden verbessern.
Klingt alles gut oder ist die Realität komplexer.
Was solche Projekte für den Klimaschutz (noch) nicht leisten können
So vielversprechend die Technik ist, sie ist kein Freifahrtschein für weitere Emissionen. Denn trotz ihrer Vorteile bringt die CO₂-Bindung durch Gestein erhebliche Einschränkungen mit sich.
Sie ist teuer.
Selbst bei technologisch ausgereiften Vorreitern wie dem CarbFix-Projekt in Island liegen die Kosten bei mindestens 25 US-Dollar pro Tonne CO₂. Ein Preis, der deutlich über dem liegt, was viele Länder oder Industriezweige derzeit in der Lage sind zu zahlen. Und das ist wohlgemerkt nur die Untergrenze.
In anderen CCS-Projekten belaufen sich die Kosten auf 50 bis 100 US-Dollar pro Tonne. Angesichts der gewaltigen CO₂-Mengen, die jährlich ausgestoßen werden, summieren sich die Gesamtkosten schnell in schwindelerregende Höhen.
Damit wird deutlich, dass CO₂-Bindung ökonomisch nur begrenzt skalierbar ist. Insbesondere im Vergleich zu präventiven Maßnahmen wie dem Ausbau erneuerbarer Energien oder der Elektrifizierung des Verkehrs.
Sie ist ressourcenintensiv.
Die Umwandlung von CO₂ in festes Gestein erfordert enorme Mengen an Wasser. Im Fall von CarbFix bis zu 25 Tonnen pro Tonne CO₂. In wasserreichen Regionen wie Island mag das handhabbar sein, doch global betrachtet ist der Wasserverbrauch ein ernstzunehmender Engpass. In vielen Ländern, die besonders stark vom Klimawandel betroffen sind, herrscht ohnehin schon Wassermangel. Der großflächige Einsatz von CO₂-Mineralisierung würde diesen Druck weiter erhöhen und könnte Konflikte um die Nutzung knapper Wasserressourcen verschärfen. Damit steht die ökologische Nachhaltigkeit solcher Verfahren in Frage.
Sie braucht Zeit und passende Geologie.
Die CO₂-Bindung durch Mineralisierung funktioniert nur dort, wo geeignete geologische Formationen vorhanden sind, wie zum Beispiel vulkanischer Basalt, der in Island reichlich vorkommt. In anderen Regionen der Welt fehlen solche Voraussetzungen. Der Aufbau entsprechender Infrastrukturen, die Suche nach geeigneten Standorten und die geologische Erschließung sind langwierig, teuer und mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. Hinzu kommt, dass die Technologie selbst bei optimalen Bedingungen nicht sofort einsatzbereit ist. Zwischen Forschung, Genehmigung und Betrieb können Jahre oder gar Jahrzehnte vergehen.
Zeit, die wir im Kampf gegen die Erderhitzung nicht mehr haben.
Sie ist nicht risikofrei.
Auch das viel gelobte CarbFix-Verfahren bringt Risiken mit sich. So kann der notwendige Injektionsdruck zu seismischen Aktivitäten führen, den sogenannte Mikroerdbeben. Sie sind zwar meist harmlos, aber lösen Sorgen hinsichtlich geologischer Stabilität aus. Zusätzlich besteht das Risiko, dass das saure CO₂-Wasser Metalle wie Nickel, Aluminium oder Chrom aus dem Gestein löst und ins Grundwasser transportiert. In Regionen mit Trinkwassernutzung oder empfindlichen Ökosystemen könnten daraus erhebliche Umweltprobleme entstehen. Außerdem fehlen bislang belastbare Langzeitstudien, die belegen, dass die gebundenen CO₂-Mengen tatsächlich über Jahrhunderte hinweg sicher im Gestein verbleiben.
Geplante Erweiterungen wie das Coda-Terminal stoßen aus Sorge vor Umweltfolgen und Beeinträchtigungen der Lebensqualität auf Widerstand in der Bevölkerung.
Diese Einschränken machen deutlich, dass die gesellschaftliche Akzeptanz noch lange nicht garantiert ist.
Klimaschutz beginnt vor der Emission
Bei aller Faszination für Hightech-Lösungen zur CO₂-Bindung bleibt Emissionsvermeidung die einfachste Maßnahme und auch die wirkungsvollste. Denn jede Tonne CO₂, die gar nicht erst in die Atmosphäre gelangt, muss später weder aufwendig gespeichert noch dauerhaft überwacht oder gegen Risiken abgesichert werden.
CO₂-Vermeidung ist nicht nur günstiger, sie ist auch logistisch und ökologisch deutlich weniger komplex. Sie verursacht keine Transportkosten, da das CO₂ gar nicht erst abgeschieden werden muss. Es braucht keine energieintensive Hochdruckverflüssigung und keine geologischen Speicherstätten, deren Sicherheit noch über Jahrzehnte hinweg beobachtet werden muss.
Auch potenzielle Nebenwirkungen, wie sie bei der Injektion in Gestein auftreten können wie Mikroerdbeben oder die Freisetzung giftiger Metalle spielen bei der Vermeidung keine Rolle.
Und vor allem spart Vermeidung Zeit.
Während CO₂-Speicherprojekte oft jahrelange Entwicklungsphasen durchlaufen, lassen sich viele Emissionen schon heute durch bewährte Mittel drastisch senken. Etwa durch den Ausbau erneuerbarer Energien, Energieeffizienz, nachhaltige Mobilität oder klimabewusstes Konsumverhalten.
Natürlich ist es wichtig, dass Forscherinnen und Forscher weltweit an Technologien zur CO₂-Bindung und -Speicherung arbeiten. Diese Entwicklungen sind besonders für schwer vermeidbare Restemissionen in der Industrie ein wertvoller Teil der Klimastrategie. Doch sie dürfen nicht zur Ausrede dafür werden, dass Emissionen weiterhin in großem Stil entstehen. Technologien wie CarbFix oder die mineralische CO₂-Bindung aus Stanford sind Werkzeuge für die Zukunft.
Aber sie ersetzen nicht den politischen Willen und die strukturellen Veränderungen, die wir jetzt brauchen.
Jeder Tag, an dem wir CO₂ vermeiden statt es später teuer zu binden, bringt uns dem 1,5-Grad-Ziel ein Stück näher.
Und das ist im wahrsten Sinne des Wortes unbezahlbar.
Die "Verklappung" in den Boden ist doch eigentlich eine Einbahnstraße. Warum kann man nicht im Kreislauf denken?
Ich meine damit: mit PowerToGas kann man überschüssige (nicht-fossile) Energie verwenden um aus CO2 wieder CH4 / Methan herzustellen. Der Wirkungsgrad in neuesten Anlagen soll immerhin bei 85% liegen. Das Methan könnte man in vorhandene Erdgasnetze leiten und somit CO2-neutral zum Heizen oder für die Industrie verwenden.
Da mag rechnerisch von der Effizienz her die WP besser sein - sie hat aber nicht unerhebliche Umrüstungskosten (vor allem landesweit gesehen).
Vielen Dank für Ihren Kommentar, Herr Kunstmann.
Ihr Hinweis, CO₂ möglichst im Kreislauf zu nutzen, statt es einfach im Untergrund zu „verklappen“, spricht einen wichtigen Punkt der Energiewende an.
Power‑to‑Gas ist dafür ein gutes Beispiel. Mit erneuerbarem Überschussstrom wird zunächst Wasserstoff erzeugt, der anschließend mit CO₂ zu synthetischem Methan umgewandelt und in das bestehende Gasnetz eingespeist werden kann. Damit wird CO₂ zum Rohstoff, der für Wärmeversorgung und Industrieprozesse genutzt werden kann, anstatt als reines Abfallprodukt dauerhaft in Gestein deponiert zu werden.
Gleichzeitig zeigt der Vergleich der Technologien, dass sie unterschiedliche Rollen im Gesamtsystem spielen. Wärmepumpen setzen den eingesetzten Strom sehr effizient direkt in Wärme um, während Power‑to‑Gas zwar die vorhandene Gasinfrastruktur und saisonale Speicherung nutzt, aber insgesamt mehr Energie pro Kilowattstunde Wärme benötigt. Power‑to‑Gas wird von vielen Studien deshalb vor allem dort gesehen, wo Elektrifizierung schwierig ist, beispielsweise als Langzeitspeicher oder in bestimmten Industrieprozessen. Im Gebäudebereich wird dagegen die direkte Nutzung von Strom über Wärmepumpen meist als erster Schritt empfohlen.
Sie haben durchaus recht, dass die Umrüstung auf Wärmepumpen gerade im Bestand hohe Anfangsinvestitionen verursacht, während das Gasnetz bereits liegt. Hier braucht es faire Rahmenbedingungen, Förderungen und Übergangslösungen, damit Haushalte nicht überfordert werden.
Und doch bleiben Einsatzfelder, in denen das „Wegpacken“ von CO₂ in Gestein tatsächlich sinnvoll oder sogar notwendig ist. Gemeint sind schwer oder nicht vermeidbare Restemissionen aus Industrieprozessen, etwa in der Zement‑ und Kalkproduktion oder bei bestimmten Abfallverbrennungsanlagen, wo ein Teil der Emissionen prozessbedingt anfällt. Für solche Restemissionen sehen viele die Option einer dauerhaften geologischen Speicherung, etwa durch Mineralisierung in Basalt, als begrenzten, aber notwendigen Baustein auf dem Weg zur Klimaneutralität.
Entscheidend ist, dass weder CO₂‑Mineralisierung noch Power‑to‑Gas als Freibrief für neue fossile Emissionen gedacht sind. Klimaschutz braucht zuerst die konsequente Vermeidung von Emissionen und für den verbleibenden Rest intelligente Nutzungs‑ und Speicherpfade, wie Sie sie ansprechen, statt CO₂ als bloßes „Abfallgas“ zu betrachten.