Nicht alle Projekte lohnen sich für das Klima – wir haben die Vor- und Nachteile jedes einzelnen Projektes ermittelt und klare Gewinner und Verlierer ermittelt

Das Auffangen von Kohlendioxid aus der Luft oder der Industrie und das Recycling kann wie eine Win-Win-Klimalösung klingen.Das Treibhausgas gelangt nicht in die Atmosphäre, wo es den Planeten erwärmen kann, und es wird der Einsatz weiterer fossiler Brennstoffe vermieden.

Allerdings bieten nicht alle Projekte zur CO2-Abscheidung die gleichen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile.Tatsächlich können einige den Klimawandel tatsächlich verschlimmern.

ICH leiten die globale CO₂-Initiative an der University of Michigan, wo meine Kollegen und ich untersuchen, wie man abgeschiedenes Kohlendioxid (CO₂) zum Schutz des Klimas nutzen kann.Um herauszufinden, welche Projekte sich lohnen, und um diese Entscheidungen zu erleichtern, haben wir die Vor- und Nachteile dargelegt einer der häufigsten Kohlenstoffquellen und -verwendungen.

Ersetzen fossiler Brennstoffe durch abgeschiedenen Kohlenstoff

Kohlenstoff spielt in vielen Bereichen unseres Lebens eine entscheidende Rolle.Davon sind Materialien wie Düngemittel, Flugbenzin, Textilien, Waschmittel und vieles mehr abhängig.Aber jahrelange Forschung und die Klimaveränderungen, die die Welt bereits erlebt, haben es geschafft völlig klar dass die Menschheit dringend die Nutzung fossiler Brennstoffe beenden und das überschüssige CO₂ aus der Atmosphäre und den Ozeanen entfernen muss, das durch ihre Nutzung entstanden ist.

Einige Kohlenstoffmaterialien können durch kohlenstofffreie Alternativen ersetzt werden, beispielsweise durch die Nutzung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung.Für andere Verwendungszwecke wie Flugtreibstoff oder Kunststoffe wird es jedoch schwieriger sein, Kohlenstoff zu ersetzen.Für diese werden Technologien entwickelt Kohlenstoff einfangen und recyceln.

Überschüssiges CO₂ auffangen – aus den Ozeanen, der Atmosphäre oder der Industrie – und deren Nutzung für neue Zwecke nennt man Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -bindung, oder CCUS.Von allen Möglichkeiten, mit abgeschiedenem CO₂ umzugehen, bevorzugen meine Kollegen und ich, es zur Herstellung von Produkten zu verwenden, aber lassen Sie uns alle untersuchen.

CCUS beste und schlechteste Fälle

Bei jeder Methode bestimmt die Kombination aus der Quelle des CO₂ und seiner Endverwendung oder Entsorgung seine Umwelt- und Umweltbelastung wirtschaftliche Folgen.

Im besten Fall hinterlässt der Prozess weniger CO₂ in der Umwelt als zuvor.Ein gutes Beispiel hierfür ist die Verwendung von abgeschiedenem CO₂ zur Herstellung von Baumaterialien wie Beton.Es versiegelt den eingefangenen Kohlenstoff und schafft ein Produkt mit wirtschaftlichem Wert.

Einige Methoden sind CO2-neutral, d. h. sie tragen kein neues CO₂ in die Umwelt ein.Wenn beispielsweise CO₂ aus der Luft oder den Ozeanen verwendet und in Treibstoff oder Lebensmittel umgewandelt wird, gelangt der Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre zurück, aber durch die Verwendung von abgeschiedenem Kohlenstoff wird die Notwendigkeit von neuem Kohlenstoff aus fossilen Brennstoffen vermieden.

Andere Kombinationen sind jedoch schädlich, da sie die Menge an überschüssigem CO₂ in der Umwelt erhöhen.Ein Paradebeispiel ist eine der gebräuchlichsten unterirdischen Speichermethoden – die verbesserte Ölgewinnung.

Vor- und Nachteile der unterirdischen Kohlenstoffspeicherung

Seit Jahren fangen Projekte überschüssiges CO₂ auf und Lagerung unter der Erde in natürlichen Strukturen aus porösem Gestein, wie tiefe Salzreservoirs, Basalt oder erschöpfte Öl- oder Gasquellen.Dies wird als Kohlenstoffabscheidung und -sequestrierung (CCS) bezeichnet.Wenn man es richtig macht, kann die geologische Speicherung große Mengen CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre entfernen.

Wenn das CO₂ aus der Luft, dem Wasser oder der Biomasse abgeschieden wird, entsteht ein kohlenstoffnegativer Prozess – es befindet sich anschließend weniger Kohlenstoff in der Luft.Wenn das CO₂ jedoch stattdessen aus neuen Emissionen fossiler Brennstoffe stammt, beispielsweise aus einem Kohle- oder Gaskraftwerk, ist CO2-Neutralität nicht möglich. Keine Technologie zur CO2-Abscheidung funktioniert mit 100 % Effizienz, und etwas CO₂ wird immer in die Luft entweichen.

Auch die Abscheidung von CO₂ ist teuer.Wenn kein Produkt zum Verkauf vorhanden ist, unterirdische Lagerung kann zu einer kostspieligen Dienstleistung werden letztendlich durch Steuern oder Gebühren gedeckt, ähnlich wie für die Müllentsorgung bezahlen.

Eine Möglichkeit, die Kosten zu senken, besteht darin, das abgeschiedene CO₂ zu verkaufen verbesserte Ölrückgewinnung – eine gängige Praxis, bei der aufgefangenes CO₂ in Ölfelder gepumpt wird, um mehr Öl aus dem Boden zu drücken.Obwohl erwartet wird, dass der Großteil des CO₂ unter der Erde verbleibt, führt dies zu mehr fossilen Brennstoffen, die schließlich mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre befördern, wodurch der Nutzen für die Umwelt zunichte gemacht wird.

Verwendung von abgeschiedenem Kohlenstoff für Nahrung und Treibstoff

Zu den kurzlebigen Materialien aus CO₂ gehören: Flugtreibstoffe, Essen, Drogen Und Arbeitsflüssigkeiten Wird bei der Bearbeitung von Metallen verwendet.Diese Gegenstände sind nicht besonders langlebig und zersetzen sich schnell, wobei wieder CO₂ freigesetzt wird.Aber der Verkauf der Produkte bringt einen wirtschaftlichen Wert mit sich und trägt dazu bei, den Prozess zu finanzieren.

Dieses CO₂ kann wieder aus der Luft abgeschieden und für die Herstellung einer künftigen Generation von Produkten verwendet werden, die im Wesentlichen eine nachhaltige Entwicklung ermöglichen würden Kohlenstoffkreislaufwirtschaft.Dies funktioniert allerdings nur, wenn das CO₂ aus der Luft oder den Ozeanen aufgefangen wird.Stammt das CO₂ stattdessen aus fossilen Brennstoffquellen, handelt es sich um neues CO₂, das bei der Zersetzung der Produkte der Umwelt zugeführt wird.Selbst wenn es also wieder eingefangen wird, wird es den Klimawandel verschlimmern.

Speicherung von Kohlenstoff in Materialien wie Beton

Einige Mineralien und Abfallstoffe können CO₂ in Kalkstein oder andere Gesteinsmaterialien umwandeln.Die auf diese Weise hergestellten langlebigen Materialien können sehr langlebig sein Lebensdauern von mehr als 100 Jahren

Ein gutes Beispiel ist konkret.CO₂ kann mit Partikeln im Beton reagieren und so zu einer Reaktion führen in fester Form mineralisieren.Das Ergebnis ist ein nützliches Produkt, das verkauft werden kann, anstatt es unter der Erde zu lagern.Weitere langlebige Produkte sind Zuschlagstoffe für den Straßenbau, Kohlefasern für Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen sowie einige Polymere.

Diese Materialien bieten die beste Kombination aus Umweltverträglichkeit und wirtschaftlichem Nutzen, wenn sie mit aus der Atmosphäre abgeschiedenem CO₂ und nicht mit neuen Emissionen fossiler Brennstoffe hergestellt werden.

Wählen Sie Ihre Kohlenstoffprojekte mit Bedacht aus

CCUS kann eine nützliche Lösung sein, und die Regierungen haben damit begonnen Milliarden von Dollar ausschütten in seine Entwicklung ein.Es muss genau überwacht werden, um sicherzustellen, dass Technologien zur Kohlenstoffabscheidung den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen nicht verzögern.Es ist eine umfassende Anstrengung, die besten Kombinationen von CO₂-Quellen und -Dispositionen zu nutzen, um eine schnelle Skalierung zu erschwinglichen Kosten für die Gesellschaft zu erreichen.

Da der Klimawandel ein so komplexes Problem ist, das Menschen auf der ganzen Welt und künftigen Generationen Schaden zufügt, ist es meiner Meinung nach unerlässlich, dass Maßnahmen nicht nur schnell, sondern auch gut durchdacht und evidenzbasiert erfolgen.

Fred Mason, Gerry Stokes, Susan Fancy und Stephen McCord von der Global CO₂ Initiative haben zu diesem Artikel beigetragen.