Beitragsreihe Carbon Management: Welche Rahmenbedingungen sind zu beachten?

Mit der festen Verankerung der europäischen Klimaneutralitätsziele bis 2050 rückt die Thematik des Carbon Managements in den Fokus nachhaltiger Umweltpraktiken. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, die Emissionen zu reduzieren, sondern auch unvermeidbare Emissionen effektiv zu managen. Dies erfordert den Einsatz von Technologien zur CO₂-Abscheidung, die entweder eine unterirdische Speicherung (Carbon Capture and Storage – CCS) oder die Integration in einen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf (Carbon Capture and Utilization – CCU) ermöglichen. Diese Beitragsreihe gibt einen Überblick über Abscheidungstechnologien, Verwendungsmöglichkeiten des CO₂, Speicherverfahren sowie Transportoptionen und politische Bestrebungen im Kontext Carbon Management.

Europäische Perspektive

Die europäische Kommission hat am 06. Februar 2024 ihre Strategie für ein industrielles CO₂-Management vorgestellt [3]. Diese steht im Einklang mit den Zielen der EU, bis 2040 die Nettoemissionen um 90 % gegenüber 1990 zu senken und bis 2050 klimaneutral zu werden. Bis 2030 sollen demnach mindestens 50 Mio. t CO₂ pro Jahr abgeschieden werden, bis 2040 ca. 280 Mio. t pro Jahr und bis 2050 ca. 450 Mio. t CO₂ pro Jahr. Dabei soll auch CO₂ per Direct Air Capture (DAC) direkt aus der Atmosphäre entnommen werden. Bereits 2040 soll DAC einen Anteil von ca. 25 % der abgeschiedenen Emissionen ausmachen (siehe Abbildung 1).

Die vorgelegte EU-Strategie betrachtet alle Schritte der CO₂-Wertschöpfungskette: Abscheidung, Transport, Speicherung und Nutzung. Ziel ist die Vorbereitung und Bildung eines EU-Binnenmarkts für CO₂-Management. Die vier wichtigsten Maßnahmen und Instrumente dafür sind:

• Ausbau der CO₂-Transportinfrastruktur:
  Unter anderem durch die Ausarbeitung eines Rechtsrahmens, einer Marktstruktur und eines Infrastrukturplanungsmechanismus, sowie Festlegung von Mindeststandards für CO₂-Ströme.
• Starke Erhöhung von CO₂-Abscheidung und -Speicherung:
  Dies soll beispielsweise durch die Errichtung einer Plattform zur (freiwilligen) Bündelung von Nachfrage und Angebot der verschiedenen CO₂-Akteure geschehen, sowie eines Investitionsatlasses mit potenziellen Speicherstätten.
• Förderung der CO₂-Entnahme:
  Dafür werden Strategien zur Forderung der CO₂-Entnahme in der Industrie sowie die Anregung von Forschung und Innovation, z. B. über den Innovationsfonds, den Connecting Europe Facility (CEF) oder Horizon Europe, erarbeitet.
• Förderung der CO₂-Nutzung:
  Ziel ist die Erhöhung der Nutzung von nachhaltigem Kohlenstoff als Rohstoff in der Industrie sowie die Festlegung von Regeln zur Erfassung von industriellen Carbon Management-Tätigkeiten.

Deutsche Perspektive

Am 26. Februar wurden die Eckpunkte der Bundesregierung für eine Carbon Management-Strategie [4] vorgestellt. Darin enthalten sind Rahmenbedingungen für den CCS/CCU-Hochlauf im Einklang mit den deutschen THG-Minderungszielen zur Klimaneutralität 2045.

Im Bereich der Stromerzeugung liegt die Priorität nach wie vor auf dem beschleunigten Ausbau erneuerbarer Energien. Bei der Verstromung gasförmiger Energieträger bzw. Biomasse (BECCS) soll CCS/CCU im Sinne der Technologieoffenheit ermöglicht, jedoch für Kraftwerke mit fossilen Energieträgern nicht gefördert werden. Dies gilt vor allem für die durch den beabsichtigten Kapazitätsmechanismus notwendigen flexiblen H₂-ready Erdgaskraftwerke. Begründet durch den Kohleausstieg sollen Kohlekraftwerke keinen Zugang zu CO₂-Pipelines erhalten.

Die staatliche Förderung von CCS/CCU legt den Fokus auf schwer bzw. nicht vermeidbare Emissionen. Dazu gehören insbesondere die Kalk- und Zementindustrie sowie die thermische Abfallbehandlung. Für weitere Industrieprozesse soll CCS/CCU möglich sein, solange eine Umstellung auf H₂ oder Elektrifizierung absehbar noch nicht kosteneffizient ist. Als Förderinstrumente stehen die Klimaschutzverträge zur Verfügung, in welchen zukünftig auch CCS/CCU zur Abscheidung von Prozessemissionen als förderfähig eingestuft werden können. Die Förderrichtline Bundesförderung Industrie & Klimaschutz (FRL BIK) sieht zudem die Einführung eines Fördermoduls für Investitions-, Innovations-, Forschungs- und Entwicklungsvorhaben für CCS/CCU in Sektoren mit überwiegend schwer vermeidbaren CO₂-Emissionen vor. Ebenfalls gefördert werden sollen Entwicklungsvorhaben und Anlagen zur Erzielung von Negativemissionen.

Durch eine Aktualisierung des Kohlendioxid-Speichergesetzes (KSpG) soll der Bau von CO₂-Pipelines in privater Trägerschaft ermöglicht werden. Das Gesetz wird im Zuge dessen umbenannt zu Kohlendioxid-Speicherungs- und Transportgesetz (KSpGT). Pipelines stellen die kostengünstigste Option für große Mengen CO₂ dar. Weitere Rahmenbedingungen zu Netzentgelten und Zugangsbedingungen für eine solche Infrastruktur sind noch festzulegen.

Die Ratifizierung der entsprechenden Änderungen im London-Protokoll [1] sowie Anpassungen im Hohe-See-Einbringungsgesetz ermöglichen den CO₂-Export zur Offshore-Speicherung. Auch in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) bzw. dem Festlandsockel soll die Erkundung von Offshore-Speicherstätten, gemäß dem Verursacherprinzip, ermöglicht werden. Für die Erschließung muss eine Standorteignung unter Berücksichtigung von Sicherheitsstandards und ökologischen Kriterien nachgewiesen werden. Dazu gehören beispielsweise die Minimierung von Umweltauswirkungen, hohe Sicherheits- und Monitoringstandards für CCS sowie Umweltverträglichkeitsprüfungen. Meeresschutzgebiete sind von einer CO₂-Injektion explizit ausgeschlossen.

Eine Onshore-CO₂-Speicherung ist zunächst ausgeschlossen. Jedoch wird die Möglichkeit für eine Opt-in-Regelung für einzelne Bundesländer auf Anfrage im weiteren Strategieverfahren betrachtet.

Zusätzlich hat die Bundesregierung Eckpunkte der Langfriststrategie Negativemissionen zum Umgang mit unvermeidbaren Restemissionen (LNe) [5] veröffentlicht. Diese dient als Basis, um Zielsetzungen für Negativemissionen in den Jahren 2035, 2040 und 2045 festzulegen. Neben der Senkung von THG-Emissionen als höchste Priorität der Klimaschutzmaßnahmen ist zum Ausgleich verbleibender, unvermeidbarer Restemissionen die CO₂-Entnahme aus der Atmosphäre und dauerhafte Speicherung notwendig, um Netto-Treibhausgasneutralität zu erreichen. Dies wird zusätzlich durch die aktuellen Analysen des IPCC zum globalen CO₂-Budget gestützt, die von einer Überschreitung des Budgets ausgehen und damit langfristig Netto-Negativemissionen erfordern [6]. Auch im Europäischen Klimagesetz werden Netto-Negativemissionen ab 2050 angestrebt.

Negative Emissionen werden durch menschliche Aktivitäten (inkl. Landnutzung) erzielt, bei denen CO₂ aus der Atmosphäre entnommen und dauerhaft geologisch, terrestrisch oder ozeanisch gespeichert wird. Diese Maßnahmen werden auch als Carbon Dioxide Removal (CDR) bezeichnet. Damit betrachtet die LNe nicht die Abscheidung fossiler Emissionen direkt an den Emissionsquellen mit anschließender Speicherung (CCS), da diese keine negativen Emissionen erzeugen. CCS in Kombination mit Direct Air Capture (DACCS) oder die Abscheidung und Speicherung biogener Emissionen (BECCS) sind jedoch Teil der Strategie.

Die Strategie hat das Ziel, ein gemeinsames Verständnis der Rolle der CO₂-Entnahme für den Klimaschutz zu schaffen. Dazu unterteilt sie sich in fünf Teilbereiche:

1. Zielgrößen für den Ausbau negativer Emissionen:
   Die Bestimmung des Umfangs derzeit bereits bereitgestellter Negativemissionen, des erwarteten Bedarfes und des Potentials anhand robuster Szenarien zum Ausgleich unvermeidbarer Restemissionen für Netto-THG-Neutralität in 2045 und zur Erreichung netto-negativer Emissionen ab 2050. Dabei wird der Zeitraum bis 2060 betrachtet, um die langfristige Rolle negativer Emissionen zu betrachten. Daraus abgeleitet werden Zielwerte für technische Senken in den Jahren 2035, 2040 und 2045, sowie eine Zielgröße für die netto-negativen Emissionen in 2060 (1,5°C-konform).
2. Bewertung von Methoden und Technologien:
   Aufbauend darauf folgt die rechtzeitige und bedarfsgerechte Entwicklung und Skalierung von Methoden und Technologien zur Erreichung negativer Emissionen. Diese sollen in der LNe umfassend und systematisch bewertet werden. Zentraler Maßstab ist dabei die Klimaschutzwirkung der CO₂-Entnahme, vor allem im Blick auf CO₂-Speicherdauer sowie Reversibilität. Es wird geprüft, inwieweit nicht-permanente CO₂-Entnahmen eine ergänzende Rolle spielen können.
3. Governance und Rechtsrahmen:
   Der dritte Teilbereich enthält Ansätze für einen zu erarbeitenden, kohärenten Governancerahmen, der aktuelle rechtliche Hindernisse identifiziert und Vorschläge für ein zuverlässiges Monitoring und Zertifizierung der Negativemissionen einbringt.
4. Ökonomische Anreize und Marktrahmen:
   Schaffung eines entsprechenden Marktrahmes für ökonomische Anreize zum Ausbau der Technologien für Negativemissionen. Dazu gehört u. a. die Prüfung von Vorschlägen zum Reviewprozess des EU-ETS sowie geeigneter Förderinstrumente.
5. Forschung und Entwicklung:
   Forschung und Entwicklung, um die entsprechenden Technologien aus der Entwicklungsphase in die Marktreife zu bringen. Dazu gehören Erprobungs- und Demonstrationsvorhaben, auch als Freilandexperimente.

Insbesondere betrachtet die LNe die folgenden Methoden und Technologien für negative Emissionen:

• Wald und die Potenziale der Erstaufforstung
• Moore
• Bodenmanagement
• Erzeugung von Biomasse
• Marine Biomasse
• Stoffliche Nutzung von Biomasse
• Biokohle
• Bioenergienutzung mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung bzw. -Nutzung (Bio-Energy with Carbon Capture, Utilisation and Storage, BECCU/S)
• Direkte CO₂-Abscheidung aus der Luft und -Speicherung bzw. -Nutzung (Direct Air Carbon Capture, Utilisation and Storage/Sequestration, DACCU/S)
• CO₂-Nutzung, Bindung in Produkten (CCU)
• Beschleunigte Verwitterung (Carbonatisierung)

Ausgewählte Bundesländer

Auf Bundesland-Ebene gibt es derzeit nur vereinzelt Strategien zum Carbon Management. So hat bisher lediglich NRW eine Carbon Management Strategie vorgelegt [7]. Für Bayern hat die FfE im Auftrag der Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft e.V. eine Studie zum CO₂-Infrastrukturbedarf erstellt [2].

Weitere Informationen

• Analyse CO₂-Infrastrukturbedarf in Bayern – FfE

Literatur

[1] Convention on the Prevention of Marine Pollution by Dumping of Wastes and Other Matter (London Convention). Ausgefertigt am 1972, Version vom 2006; London: International Maritime Organization, 2006.

[2] Pleier A., Kracht H., Guminski A.: Analyse CO2-Infrastrukturbedarf in Bayern – Eine vbw Studie, erstellt von der FfE – Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH. München: FfE GmbH, 2023.

[3] Towards an ambitious Industrial Carbon Management for the EU. Strasbourg: European Commission, 2024.

[4] Eckpunkte der Bundesregierung für eine Carbon Management-Strategie. Berlin: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), 2024.

[5] Langfriststrategie Negativemissionen zum Umgang mit unvermeidbaren Restemissionen (LNe) – Eckpunkte. Berlin: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), 2024.

[6] Synthesis Report of the IPCC Sixth Assessment Report (AR6) – Longer Report. Genf: Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2023.

[7] Ministerium für Wirtschaft, Innovation,  Digitalisierung und Energie  des Landes Nordrhein-Westfalen: Carbon Management Strategie Nordrhein-Westfalen – Kohlenstoff kann Klimaschutz. Düsseldorf: Ministerium für Wirtschaft, Innovation,  Digitalisierung und Energie  des Landes Nordrhein-Westfalen, 2021.