Die Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (Carbon Capture Utilization and Storage – CCUS) ist eine der am häufigsten diskutierten Techniken zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen in der Erdatmosphäre. Viele Öl- und Gasbetreiber haben über Investitionen in Lösungen zur Kohlenstoffabscheidung nachgedacht, insbesondere in letzter Zeit, da die Forderungen nach praktikablen Lösungen aufgrund des Klimawandels lauter werden.
In diesem Control Amplified-Podcast spricht Brandon Bromberek, Vizepräsident Öl und Gas des Geschäftsbereichs Measurement Solutions bei Emerson, darüber, wie die Kohlenstoffabscheidung beim Übergang zur Energiewende helfen kann und welche Wertschöpfungskette mit ihrem Fortschritt einhergeht.
Lesen Sie unten das Transkript und hören Sie sich hier die gesamte Podcast-Episode an:
Len Vermillion: Warum wird so viel über Kohlenstoffabscheidung gesprochen?
Brandon Bromberek: Die Kohlenstoffabscheidung ist ein kritischer Bestandteil bei der Bekämpfung des Klimawandels. Wenn wir bis 2050 netto null Emissionen erreichen wollen, muss der vollständige Abbau von Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre auf der Agenda stehen. Die alleinige Reduzierung der Emissionen wird uns nicht dorthin bringen, und hier kommt die Kohlenstoffabscheidung ins Spiel. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um den Prozess des CO2-Abbaus in zwei allgemeinen Bereichen: aus industriellen Quellen – bevor es in die Atmosphäre gelangt, oder durch das Entfernen von zuvor freigesetztem CO2 aus der Atmosphäre (die sogenannte direkte Luftabscheidung). Diese abgeschiedenen Emissionen speichern wir dann dauerhaft in der Tiefe, normalerweise in einem leeren Öl- und Gasreservoir oder in einer salzhaltigen Schicht weit unter der Erdoberfläche.
Len Vermillion: Die Wertschöpfungskette der Kohlenstoffabscheidung ist vielschichtig. Können Sie uns das erklären?
Brandon Bromberek: Ich unterteile das in fünf Schlüsselelemente. Der erste Teil ist die Quelle dieser CO2-Emissionen – seien es hochreine Emissionen, niedrigreine Emissionen oder das Abscheiden von Emissionen mit extrem niedriger Reinheit bzw. in der Atmosphäre verteilter Emissionen durch direkte Absaugung. Hochrein wäre CO2, das beispielsweise bei der Wasserstofferzeugung durch Dampfreformierung von Methan bei einem Prozess wie der Ethanolproduktion freigesetzt wird. Niedrigreine Emissionen kommen aus einem Zementwerk oder einem kohle- oder erdgasbefeuerten Kraftwerk. Direkte Luftabscheidung bedeutet, CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen. Der zweite Teil sind die Systeme und Technologien zur Entfernung oder Trennung des CO2. Wir haben Methoden zur Punktquellenabscheidung wie Absorption oder Adsorption oder Membrantechnologien, die direkt am Ende eines industriellen Prozesses wirken. Im dritten Teil setzen wir für gewöhnlich Behandlungen ein wie die Entwässerung (um Restwasser aus diesem Strom zu entfernen) und die Kompression (um das erfasste CO2 für den Transport vorzubereiten). Der vierte Teil ist der Transport innerhalb der Wertschöpfungskette, der durch Pipelines, Fracht- oder Marineschiffe bei grenzüberschreitendem Transport erfolgen kann. Auch der Transport mit Lastwagen oder Eisenbahnwaggons wäre möglich, was derzeit nicht umsetzbar ist, wenn wir dies in großem Maßstab tun wollen. Der fünfte Teil besteht darin, was abschließend mit dem CO2 geschehen soll. Dies kann in zwei unterschiedliche Verfahren unterteilt werden: zum Einen die Injektion in den Untergrund, was wahrscheinlich in 95 % der Fälle zur Anwendung kommen wird, wobei es dauerhaft gespeichert wird. Etwa 5 % der Fälle betreffen die Nutzung von CO2 beispielsweise für Spezialchemikalien oder sogar in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie – etwa für kohlensäurehaltige Getränke.
Len Vermillion: Gibt es Unternehmen, die versuchen, dies alles durchgehend zu realisieren?
Brandon Bromberek: Es ist ein sehr komplexer Prozess. Sicherlich gibt es viele verschiedene Glieder in der Kette – von der Quelle bis zur endgültigen Speicherung bzw. Nutzung. Es gibt Fälle, wo einzelne Unternehmen bereit sind, den Prozess von Anfang bis Ende umzusetzen, und das ist machbar, wenn von einzelnen Quellen ausgegangen wird und Etappenziele verfolgt werden. Damit die Wirtschaftlichkeit gegeben ist, müssen nahe der Emissionsquelle die entsprechenden unterirdischen Gegebenheiten vorliegen. Hinzu kommt, dass man eine Genehmigung für eine solche Bohrung benötigt, um alle erforderlichen Maßnahmen zum Bau des Standorts durchzuführen. Deshalb halten wir ein Hub- oder Clusterkonzept für sinnvoller – im Gegensatz zu einzelnen Unternehmen, die versuchen, alle Schritte im Prozess selbst durchzuführen. Die Idee ist, dass auf der Quellenseite mehrere Unternehmen in einer kleinen geografischen Region angesiedelt sind und effizient zusammenarbeiten, indem sie mehrere Quellen zusammenführen und eine gemeinsame Infrastruktur für den Transport zu einem externen Speicherort nutzen. Der Speicherort kann dann beispielsweise hinsichtlich des geologischen Untergrunds oder seiner Lage abseits von Ballungsräumen optimiert werden.
Len Vermillion: Wie behalten wir die CO2-Moleküle im Blick?
Brandon Bromberek: Wie bei jedem anderen Rohstoff- oder Abfallstrom sind bei einem Eigentümerwechsel oder eichamtlichen Verkehr Messungen erforderlich, damit sich die Parteien auf dieses Geschäft einigen können. Im Hub-Konzept wird deutlich, warum das so wichtig ist. Zum Anderen ist zu bedenken, dass CO2 beim Ausstoß wahrscheinlich komprimiert und möglicherweise verflüssigt werden muss, bevor es transportiert wird. Es sind also komplexe Prozesse, mit denen sichergestellt werden muss, dass alle diese Messpunkte in den verschiedenen Phasen übereinstimmen. Wenn wir uns dem globalisierten CO2-Handel zuwenden, ist Präzision im Hinblick auf die finanziellen Auswirkungen besonders wichtig. Die Gewährleistung der Gesamtmassenbilanz entlang dieser Kette und die tatsächliche Abscheidung und Entsorgung des CO2 hängt dabei von genauen Messungen ab.
Len Vermillion: Welche Technologien verwendet Emerson für die Kohlenstoffabscheidung?
Brandon Bromberek: Wir bei Emerson bieten ein umfassendes Portfolio an Automatisierungslösungen entlang dieser Wertschöpfungskette – von der Prozessoptimierung zu Beginn, um sicherzustellen, dass Kohlenstoffströme so effizient wie möglich erfasst werden, über die Optimierung des Transportnetzes bis hin zur Schaffung von Systemen für den eichamtlichen Verkehr von Kohlenstoffströmen. Wir helfen überdies bei der Untergrundmodellierung zur Gewährleistung einer entsprechenden Speicherkapazität und Integrität. Was den Bereich der Messinstrumentierung, in dem ich tätig bin, betrifft, sind wir komplett involviert – von der Prozessmessung (Druck und Temperatur) und Gasanalyse, bei der wir die Reinheit des CO2-Stroms, Verunreinigungen und den Wassergehalt bestimmen, bis hin zur Durchflussmessung der Flüssigkeitsströme. Wir sind seit Jahrzehnten in die Instrumentierung von Kohlenstoffströmen integriert, und insgesamt gesehen verfügen wir über weitreichende Erfahrung und Fachwissen sowie über die Technologie, die aktuell erfolgreich angewandt werden kann.
Len Vermillion: Haben Sie noch abschließende Gedanken?
Brandon Bromberek: Die Geschwindigkeit, mit der einige dieser Projekte voranschreiten, ermutigt uns. Es ist spannend zu sehen, welche Offenheit und Zusammenarbeit in einem relativ neuen Bereich stattfindet. Für viele, die ihre Reise in die Kohlenstoffabscheidung beginnen, ist es absolutes Neuland, und wir freuen uns, sie bei ihren Zielen zur Energiewende zu unterstützen.
Um mehr zu erfahren, besuchen Sie:
- https://www.emerson.com/de-de/automation/measurement-instrumentation/common-applications/carbon-capture-utilization-and-storage-ccus-technology
- https://www.emerson.com/de-de/automation/measurement-instrumentation/common-applications/carbon-dioxide-co2-metering
