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Braunkohlentag Was bedeutet das 2°C-Ziel für die Industriestaaten? Einkommen pro Kopf in US-$ 40 30 20 10 0 Brasilien Indien Indonesien Pakistan Äthiopien China Jamaika 8 Was bedeutet das 2°C-Ziel für die Industriestaaten? gen auch nur von allen gemeinsam gelöst werden kann. Die zentrale politische Herausforderung ist ein weltweiter Konsens über die Notwendigkeit und über den Weg sowie eine Lastenverteilung. Um die Größenordnung der technischen Herausforderungen zu skizzieren, beschreibt Bild 9 einige für uns heute ganz normale Verbrauchs- oder Verhaltensgewohnheiten und den dabei entstehenden CO2-Fußabdruck. Die wenigen Beispiele aus dem Bereich Mobilität, industrielle Produktion, aber auch Strom oder Wärme zeigen, dass 2 t/Kopf und Jahr sehr schwer zu erreichen sind. Im Stromsektor ist der Brennstoffwechsel Kohle – Gas keine Lösung. Auch der Einsatz von Erdgas in der Stromerzeugung ist nur in Verbindung mit CCS zukunftsfähig. Kohle und Erdgas sitzen auf Dauer im selben Boot. Der Ausbau von Windenergie und Photovoltaik muss zusammen mit der Strom-Speicher-Frage und einer robusten, CO2-armen Back-Up- Erzeugung gestaltet werden. Eine weitere Konsequenz derart anspruchsvoller Ziele ist, dass die heute bestehenden vielen diffusen CO2-Quellen im Bereich Verkehr und auch Wärmeerzeugung nicht mehr zulässig sein werden. 344 bergbau 8/2009 Zone der CO 2 -Gerechtigkeit ≤ 2 t CO 2 /Kopf/a Großbritannien Deutschland Japan Malaysia Polen Tschechische Republik Russland 0 5 10 15 Quelle: IEA – Key World Energy Statistic 2008 – Energy Indicators for 2006 Saudi-Arabien Kanada Bei 10-20-fachem Wohlstand dürfen 2050 die Industrieländer je Kopf nicht mehr CO 2 emittieren als heute die Ärmsten der Welt. CO 2 wird in allen Verbrauchssektoren freigesetzt 477 Mio. t SKE 37 160 106 Alle Sektoren müssen proportional zur CO 2-Minderung beitragen. 67 55 Sonstige Mineralöl Erdgas Steinkohle Braunkohle 100 % Nicht-energetischer Verbrauch * 8 % 34 % 22 % 14 % 12 % 187 Mio. t SKE 39 % 141 Mio. t SKE 30 % 87 Mio. t SKE 18 % Steinkohle Braunkohle 10 CO2 wird in allen Verbrauchssektoren freigesetzt Sonstige Er d g a s 62 Mio. t SKE 13 % Sonstige Mineralöl Er d g a s Steinkohle Braunkohle Mineralöl Mineralöl Strom USA CO 2 -Emissionen pro Kopf in t/a 20 9 Was bedeutet 2 t CO2 je Kopf? Diese CO2-Quellen, die heute nicht vom Emissionshandel abgedeckt werden, stehen für etwa 50 % der CO2-Emissionen (Bild 10). Ein wichtiger Lösungsansatz wird sein, die Wärmeerzeugung auf stromgestützte Systeme umzustellen, die in Kombination mit Erd- oder Umweltwärme betrieben werden. Gleichermaßen bedeutsam ist, den CO2-Ausstoß im Verkehrssektor zu vermindern. Die größten Aussichten werden hier der E-Mobilität eingeräumt. Gerade im Verkehrssektor gibt es aber schwer überwindbare technische Grenzen. So wird man voraussichtlich bis 2050 noch in erheblichem Umfang kohlenstoffhaltige Treibstoffe bei LKWs, im Flug- und Seeverkehr benötigen. Im industriellen Sektor, beispielsweise bei der Reduktion von Eisenerz oder der Herstellung von Zement, entsteht CO2 im Sinne von Prozessemissionen. Diese Prozessemissionen sind meist unvermeidbar und müssen gefasst bzw. kompensiert werden. CO2- Negativ wird zu einem neuen Element. D.h., es müssen CO2-Senken entwickelt werden. Beispielsweise, indem Biomasse verstromt wird und das dabei anfallende CO2 abgeschieden und in geeigneten Formationen abgelagert wird. Das weist Mineralöl Er d g a s Steinkohle Sons tige Energieträger Verkehr Er d g a s Wärme Industrie inkl. Stahl, Haushalte, Gewerbe überwiegend Wärme Diffuse CO 2-Quellen 52 Kernenergie 11 % Kernenergie Primärenergieverbrauch Verbrauchssektoren (vereinfachtes Energieflussbild) Quelle: Eigene Berechnungen auf Basis vorläufiger Zahlen der AG Energiebilanzen (Sept. 2008) * einschl. sonstiger Verbrauch im Umwandlungsbereich Was bedeuten 2 t CO 2 je Kopf? � PKW-Verkehr: = 1,8 t CO 2 /a EU-Norm Fahrzeuge ab 2012 15.000 km/a á 120 g CO 2 /km � Flugreisen: = 2 t CO 2 /Passagier z. B. Frankfurt – Los Angeles Hin- und Rückflug Frankfurt – Los Angeles = 9.<strong>300</strong> km (einfach) 4 l Kerosin/100 km je Passagier im Jumbo 18.600 km á 4 l/100 km = 750 l á 2,63 kg CO 2/l � Industriegüter: = 0,4 t CO 2/a z. B. Zement 1 t Zement = rd. 0,8 t CO 2 Deutscher Verbrauch rd. 0,5 t/Kopf und Jahr � Strom: = 2,5 t CO 2 /a 7.000 kWh Stromverbrauch je Kopf und Jahr 360 g CO 2/kWh im Gas-GUD-Kraftwerk 7.000 kWh á 360 g CO 2/kWh � Wärme: = 2 t CO 2 /a/Person Einfamilienhaus / 4 Personen 3.000 l Heizöl/a = 29.782 kWh á 0,27 kg CO 2/kWh ergeben 8 t CO 2/a 11 Große CO2-Quellen in Zentraleuropa eher in Richtung Zentralisierung, nicht klein und fein, nicht dezentral. Manch ein Favorit von heute wird an Glanz verlieren. Erforderlich sind also ganz neue Ansätze. Die CO2-Abscheidung ist ein wichtiger Baustein. CO2-Abscheidung im Kontext 2050 Schon heute müssen wir uns auf sehr anspruchsvolle CO2-Minderungsziele als Rahmendatum bis 2050 einstellen. Längerfristig wird fossile Energie, gleich in welchem Sektor, nur noch mit CO2-Abscheidung genutzt werden können. Dies hat erhebliche Konsequenzen auf die Strukturen der Energienutzung und der Industrie. In Zentraleuropa existieren annähernd 400 große CO2-emittierende Betriebe (Bild 11). 11 Anlagen, meist Kraftwerke, stoßen mehr als 10 Mio. t CO2/a aus. In der Gruppe 10 bis 3 Mio. t/a, das sind 56 Anlagen, sind viele Kraftwerke, aber auch Raffinerien, Stahlwerke und Chemieanlagen zu finden. Im Bereich größer 1 000 t am Tag, das ist ein Güterzug oder ein Binnenschiff am Tag, werden 308 Anlagen betrieben. Insgesamt betragen die CO2-Emissionen gut Große CO 2 -Quellen Zentraleuropa Niederlande Belgien Deutschland Polen Tschechien Gesamt Quelle: EPER 4/2009 – Daten für 2004 Anzahl Betriebe > 10 Mio. t/a 0 0 9 2 0 11 Anzahl Betriebe 10 – 3 Mio. t/a 10 5 23 10 8 56 Anzahl Betriebe 3 – 0,35 Mio. t/a 33 33 153 56 33 308 Summe CO 2 -Emissionen der ausgewählten Betriebe in Mio. t/a 86 51 434 162 74 807
800 Mio. t/a. Die Notwendigkeit diese CO2-Emissionen zu vermeiden oder abzuscheiden begründet eine Interessengemeinschaft, in der die Kohle nur einer unter vielen ist. Die beiden Demonstrationsvorhaben von Vattenfall und RWE sind Projekte, bei denen erstmals eine CO2-Quelle über eine Pipeline mit einem Speicher verknüpft werden sollen (Bild 12). Die in diesem System jeweils zu handhabenden CO2-Mengen liegen in einer Größenordnung von 2 bis 3 Mio. t/a. Damit werden erste wichtige Schritte in Deutschland gegangen, diese Technologie umfassend zu erproben und wirtschaftlich zu bewerten. Bei den Demonstrationsanlagen sind regionale Lösungen möglich. Schon jetzt aber sind Grenzen erkennbar. Die Demonstrationsvorhaben in Deutschland und in der EU, z.B. in Polen und den Niederlanden, sind also erste notwendige Schritte, bleiben aber Insellösungen und sind deswegen tendenziell suboptimal. Nach heute bekannten Planungen kann man unterstellen, dass in Zentraleuropa gegen 2020 die CO2-Abscheidung eine Größenordnung von 10 bis 20 Mio. t/a erreichen könnte. Darauf folgend werden die Abscheideraten allerdings sehr schnell steigen müssen. Welche Größenordnung im Endausbau erreicht und wie Transport-Netz und Speicher-Infrastruktur aussehen werden, ist schwer abzuschätzen. Bild 13 zeigt für wichtige zentraleuropäische Länder die CO2-Quellen größer 3 Mio. t/a und potenzielle Speicher-Regionen. Aus der vorhin ge- nannten Größenordnung von etwa 800 Mio. t/a aus großen CO2-Quellen lassen sich für die ferne Zukunft Mengen ableiten. In 2050 13 CO2-Quellen > 3 Mio. t/a und potenzielle Speicherregionen Die Vorhaben in Jänschwalde und Hürth sollen die Funktionsfähigkeit der CCS-Kette – Kraftwerkstechnik- Transport-Speicher – zeigen 12 Die Vorhaben in Jänschwalde und Hürth sollen die Funkionsfähigkeit der CCS-Kette – Kraftwerkstechnik-Transport-Speicher – zeigen ist eine abgeschiedene CO2-Menge in einer Größenordnung von 200 bis <strong>300</strong> Mio. t/a für Mitteleuropa durchaus plausibel. CO2-Infrastruktur als Standortfaktor Der Aufbau einer Infrastruktur zum Transport und zur Verbringung von CO2 in geeignete geologische Strukturen ist ab 2015/2020 erforderlich, wenn die Reduktionsziele nach 2020 so verschärft werden, wie dargestellt. Heute diskutiert man die Frage der CO2- Abscheidung im Zusammenhang mit der Kohleverstromung. Das greift zu kurz. Würde man zulassen, dass die Kohle zunächst durch Gas ersetzt wird, im Sinne CO2-Minderung durch Brennstoffwechsel, dann würde das CO2-Problem schon in absehbarer Zeit im Zusammenhang mit der Gasverstromung auftreten. Auch die Stromerzeugung CO2-Quellen > 3 Mio. t/a und potenzielle Speicherregionen auf Grundlage von Erdgas wird schon mit- telfristig nur mit CCS bestehen können. Gas allerdings ist als Brennstoff viel teurer als Quelle: EPER 4/2009 – Daten für 2004 CO2-Speicherformationen Öl-Gas-Felder Schwerpunkt CO2-Emissionen Köln Hürth 2,5 Mio. t CO2 /a Erkundungsgebiet Schleswig-Holstein Berlin Erkundungsgebiet Neutrebbin Erkundungsgebiet Birkholz-Beeskow Cottbus 2-3 Mio. t CO2/a Bei den Demonstrationsvorhaben sind regionale Lösungen möglich, aber Grenzen erkennbar. Braunkohlentag Kohle und damit ist die CO2-Abscheidung bei der Gasstromerzeugung je t CO2 teurer als bei einer t CO2 auf Basis Kohle. Hinzu käme, dass schon kurzfristig ein ausgewogener Energiemix zerstört und die Versorgungssicherheit gemindert würde. Die Verfügbarkeit einer CO2- Infrastruktur wird zu einer wirtschaftspolitischen Frage, die eng mit dem Ziel der Versorgungssicherheit verknüpft ist. Durch eine CO2-Infrastruktur entsteht Planungssicherheit, denn ein für Einzelne unlösbares Problem wird gelöst. Die Zukunft wird berechenbar, weil über die Kosten für Transport und Speicherung ein Höchstpreis für CO2 definiert wird. Perspektivisch gesehen ist die CO2- Infrastruktur Voraussetzung, dass ein ausgewogener Energiemix und industrielle Tätigkeit in Europa möglich bleibt. Eine funktionsfähige CO2-Infrastruktur wird also zu einem Standortfaktor allergrößter Bedeutung. Der Aufbau einer Infrastruktur zum Transport und Verbringung von CO2 in geeignete geologische Formationen ist voraussichtlich kein Selbstläufer. Jedes einzelne Projekt für sich allein ist kaum zu realisieren, vielleicht wird es sogar unmöglich, wenn die entsprechenden Aufwendungen für vorlaufende Investitionen in die Infrastruktur allein diesem Vorhaben zugeordnet werden müssten. Klima- und energiepolitische Ziele nur über Investitionen erreichbar Ein zentraler umweltpolitischer Grundsatz lautet, dass der Verursacher die Kosten für den Umweltschutzaufwand tragen muss. Mit Einführung des Emissionshandels wird der Verursacher von CO2-Emissionen belastet, CO2 hat einen Preis. Das Prinzip „The polluter pays“ wird also über den Emissionshandel umgesetzt. Folgerichtig ist, dass die Mittel dazu verwendet werden, die Umweltziele zu erreichen. Im EU-Klimapaket ist festgelegt, dass mindestens 50 % der Auktionserlöse für die Klimavorsorge verwendet werden sollen. Angesprochen werden im Grundsatz 3 Bereiche. l Die internationale Zusammenarbeit, d.h. die Industriestaaten finanzieren Klimaschutzmaßnahmen in Schwellen- und Entwicklungsländern. Diese Überlegungen stehen im Kontext mit einem Post-Kyoto- Abkommen l Der Ausbau der Erneuerbare Energien und die Steigerung der Energieeffizienz l Die umweltverträgliche Abscheidung und geologische Speicherung von CO2. bergbau 8/2009 345
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