CO2-Speicherung - Ansätze, Konzepte, Trends

Seminararbeit , 2009 , 23 Seiten , Note: 1,3

Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen

Der Klimawandel stellt die Weltbevölkerung im 21. Jahrhundert vor eine große Herausforderung. Aufgrund der rapide ansteigenden Treibhausgasemissionen - in erster Linie sind hier Kohlendioxid-Emissionen, kurz: CO2-Emissionen, zu nennen - kommt es zu einer signifikanten Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur, was schwerwiegende Folgen für den Menschen und seine Umwelt haben kann. So sind ein Anstieg des Meeresspiegels, großflächige Dürren und andere extreme Wetterereignisse nur einige der zu erwartenden Auswirkungen der globalen Erwärmung. Ziel muss es folglich sein, die Treibhausgasemissionen zu senken, um so die Erderwärmung zu stoppen, bevor sie soweit voran geschritten ist, dass die Konsequenzen nicht mehr aufgehalten werden können.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es von grundlegender Bedeutung, dass der Energiebedarf der Menschheit und der Klimaschutz in Einklang gebracht werden, da „ein Großteil der Treibhausgase, die der Mensch derzeit freisetzt, bei der Nutzung fossiler Energieträger für die Produktion von Wärme und Strom entsteht“. Ein steigender Energiebedarf geht also mit steigenden Treibhausgasemissionen einher. Zur Entflechtung dieses Zusammenhangs muss eine globale Lösung gefunden werden. Erschwert wird dies durch die Tatsache, dass Entwicklungs- und Schwellenländer, wie China und Indien, angetrieben durch ihr rasantes Wirtschaftswachstum, einen stetig steigenden Energiebedarf aufweisen und diesen Bedarf vor allem mit möglichst kostengünstigen Kohlekraftwerken zu decken versuchen, deren Technologie aber meist veraltet und wenig effizient ist. Als Folge
dessen wird der Ausstoß von CO2 weiter in die Höhe getrieben und so der Klimawandel noch beschleunigt.
Eine Reduktion von Treibhausgasemissionen ist durch eine Lösung alleine nicht zu realisieren. Vielmehr muss ein Bündel von Lösungen gefunden werden, welche jeweils einen kleinen Teil zur Emissionsreduktion beitragen. Nach heutigem Kenntnisstand unterscheidet man zwischen vier Wegen Treibhausgasemissionen zu reduzieren:
• Einsparen von Energie,
• Steigerung der Energieeffizienz,
• Ausbau erneuerbarer Energien und
• CO2-Speicherung.
Das Reduktionspotenzial der erneuerbaren Energien ist dabei am größten, gefolgt von dem der CO2-Speicherung und dem der Einsparung von Energie bzw. der Steigerung der Energieeffizienz.
Ziel dieser Seminararbeit ist es nun, eine Technologie zur Speicherung von CO2 aufzuzeigen.

Inhaltsverzeichnis

• Abbildungsverzeichnis
• Einleitung
• Die ,,Carbon Capture and Storage"-Technologien
  • Die CO2-Abtrennung
    • CO2-Abtrennung vor der Verbrennung (Pre-Combustion)
    • CO2-Abtrennung während der Verbrennung (Oxyfuel)
    • CO2-Abtrennung nach der Verbrennung (Post-Combustion)
  • Der CO2-Transport
  • Die CO2-Speicherung
    • CO2-Speichermöglichkeiten
      • CO2-Speicherung auf dem Meeresboden
      • CO2-Speicherung in Salzkavernen
      • CO2-Speicherung in ungenutzten Kohlevorkommen
      • CO2-Speicherung in ausgeförderten Erdölfeldern
      • CO2-Speicherung in Gaslagerstätten
      • CO2-Speicherung in salinen Aquiferen
    • CO2-Speichermechanismen
    • CO2-Speicherpotenzial
    • Aktuelle CO2-Speicherprojekte
• Voraussetzungen zur Implementierung von CCS
  • Langfristige Speicherfähigkeit der Endlager
  • Effektive Monitoring-Systeme
  • Rechtsrahmen
  • Wirtschaftlichkeit
  • Brückenfunktion der CCS-Technologien
• Kritische Betrachtung der CO2-Speicherung
• Zusammenfassung
• Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Seminararbeit befasst sich mit der Technologie der CO2-Speicherung, genauer gesagt mit den „Carbon Capture and Storage"-Technologien (CCS). Ziel ist es, die Funktionsweise dieser Technologien zu erläutern und die Voraussetzungen für deren Implementierung zu beleuchten. Die Arbeit konzentriert sich dabei auf die technische Speicherung von CO2 und behandelt nicht die biologische Speicherung, wie z.B. die CO2-Bindung durch Aufforstung.

• Die drei Phasen der CCS-Technologien: Abtrennung, Transport und Speicherung von CO2
• Verschiedene Methoden der CO2-Abtrennung: Pre-Combustion, Oxyfuel und Post-Combustion
• Mögliche CO2-Speichermöglichkeiten: Meeresboden, Salzkavernen, Kohlevorkommen, Erdölfelder, Gaslagerstätten und saline Aquifere
• Voraussetzungen für die Implementierung von CCS: Langfristige Speicherfähigkeit, Monitoring-Systeme, Rechtsrahmen, Wirtschaftlichkeit und Brückenfunktion
• Kritische Betrachtung der CCS-Technologien

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Problematik des Klimawandels und die Notwendigkeit der Reduktion von Treibhausgasemissionen dar. Sie erläutert die Bedeutung der CO2-Speicherung als Teil eines Bündels von Lösungen zur Emissionsreduktion.

Kapitel 2 widmet sich den „Carbon Capture and Storage"-Technologien (CCS). Es werden die drei Phasen des CCS-Prozesses - Abtrennung, Transport und Speicherung - detailliert beschrieben. Die verschiedenen Methoden der CO2-Abtrennung, wie Pre-Combustion, Oxyfuel und Post-Combustion, werden vorgestellt und ihre Funktionsweise erläutert. Des Weiteren werden die verschiedenen CO2-Speichermöglichkeiten, wie Meeresboden, Salzkavernen, Kohlevorkommen, Erdölfelder, Gaslagerstätten und saline Aquifere, sowie die dazugehörigen Speichermechanismen und das Speicherpotenzial beleuchtet. Abschließend werden aktuelle CO2-Speicherprojekte vorgestellt.

Kapitel 3 befasst sich mit den Voraussetzungen für die Implementierung von CCS. Es werden die Themen Langfristige Speicherfähigkeit der Endlager, Effektive Monitoring-Systeme, Rechtsrahmen, Wirtschaftlichkeit und Brückenfunktion der CCS-Technologien behandelt. Die Bedeutung dieser Faktoren für die erfolgreiche Umsetzung von CCS-Projekten wird hervorgehoben.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die CO2-Speicherung, Carbon Capture and Storage (CCS), Treibhausgasemissionen, Klimawandel, CO2-Abtrennung, CO2-Transport, CO2-Speichermöglichkeiten, Speichermechanismen, Speicherpotenzial, Voraussetzungen zur Implementierung von CCS, Langfristige Speicherfähigkeit, Monitoring-Systeme, Rechtsrahmen, Wirtschaftlichkeit, Brückenfunktion und kritische Betrachtung der CCS-Technologien.

• Hochschule: Technische Universität Clausthal (Institut für Elektrische Energietechnik)
• Veranstaltung: Gemeinschaftsseminar zur elektrischen Energie- und Energiesystemtechnik
• Note: 1,3
• Autor: Jan Lampp (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2009
• Seiten: 23
• Katalognummer: V141484
• ISBN (eBook): 9783640494293
• ISBN (Buch): 9783640493838
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: CO2-Speicherung, Sequestrierung, Umweltschutz, CCS