Kehrichtverbrennungsanlagen haben Klimaschutzpotenzial

Wirtschaft und Gesellschaft werden in den kommenden Jahrzehnten die Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren. So sieht es das Pariser Klimaschutzabkommen vor. Doch auch eine k¨¹nftige ?Low Carbon Economy? wird Treibhausgase ausstossen, so zum Beispiel bei der Herstellung von Zement und Stahl, bei der Viehzucht und im Ackerbau, sowie in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Um die Klimaziele einzuhalten, m¨¹ssen diese Emissionen kompensiert werden. Dazu bedarf es sogenannter Negativemissionstechnologien, mit denen CO₂ der Atmosph?re entzogen und in unterirdischen Lagerst?tten gespeichert wird.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben nun das Potenzial einer dieser Technologien f¨¹r Europa berechnet: der Kombination von Energiegewinnung aus Biomasse mit CO₂-Abscheidung und ?Speicherung (engl. bioenergy with carbon capture and storage, BECCS). Das Fazit der Berechnungen: W¨¹rde BECCS vollumf?nglich genutzt, liessen sich die CO₂-Emissionen in Europa um 200 Millionen Tonnen pro Jahr reduzieren. Das sind 5 Prozent der europ?ischen Emissionen im Jahr 2018 und ein substanzieller Anteil an die kumulativ 7,5 Milliarden Tonnen CO₂, welche Europa bis 2050 einsparen muss, um die Klimaziele zu erreichen. Allerdings ¨C darauf weisen die Studienautoren auch hin ¨C d¨¹rfte es herausfordernd werden, das errechnete Potenzial von BECCS in der Praxis voll auszusch?pfen.

Technologie einsatzbereit

Unter BECCS f?llt die Abscheidung von CO₂ an Punktquellen, wo dieses aus biologischem Material entsteht. Das gr?sste Potenzial liegt in Europa bei Betrieben der Papier- und Zellstoffindustrie. Ebenfalls ins Gewicht fallen Kehrichtverbrennungsanlagen (rund die H?lfte des Abfalls ist Biomasse), mit Holz betriebene Blockheizkraftwerke sowie Biogasanlagen, in denen nicht zum Essen taugliche pflanzliche und tierische Nebenprodukte aus der Nahrungsmittelproduktion oder kompostierbare Siedlungsabf?lle genutzt werden. Weitere Quellen sind Kl?ranlagen sowie die Jauchegruben von Landwirtschaftsbetrieben.

?Die Technologie, um CO₂ an solchen Punktquellen abzuscheiden, ist einsatzbereit?, erkl?rt Marco Mazzotti, Professor am Institut f¨¹r Energie- und Verfahrenstechnik und Leiter der Studie. Das CO₂ m¨¹sste dann ¨¹ber ein noch zu erstellendes Netzwerk ¨C zum Beispiel in Pipelines ¨C in Speicherst?tten transportiert werden. ?Dies ist eine grosse Herausforderung?, sagt Lorenzo Rosa, Wissenschaftler in Mazzottis Gruppe und Erstautor der Studie. Denn das CO₂ f?llt dezentral in ganz Europa an. Geeignete Speicherst?tten befinden sich nur an wenigen Orten, weit entfernt von den CO₂-Punktquellen, zum Beispiel unter dem Meeresboden der Nordsee. Allerdings sei diese Herausforderung l?sbar, wenn ein solches Transportnetz nun so schnell wie m?glich aufgebaut werde, sagt Rosa.

Papierindustrie

Wie die Berechnungen der ETH-Forschenden zeigten, unterscheidet sich das Potenzial von BECCS von Land zu Land stark. Das Extrembeispiel ist Schweden, das eine starke Papierindustrie hat. Schweden k?nnte mit BECCS beinahe dreimal so viel CO₂ aus Biomasse (und somit atmosph?rischem) Ursprung abscheiden wie es heute CO₂ fossilen Ursprungs ausst?sst. ?Sch?pft Schweden sein ganzes BECCS-Potenzial aus, k?nnte es Emissionshandelszertifikate verkaufen und damit Emissionen anderer L?nder ausgleichen?, sagt Rosa. Finnland und Estland k?nnten ¨C ebenfalls dank einem starken Papiersektor ¨C immerhin die H?lfte ihrer CO₂-Emissionen reduzieren. In vielen weiteren europ?ischen L?ndern ist das Potenzial geringer: bei einer Emissionsreduktion um die 5 Prozent oder weniger.

F¨¹r ihre Berechnungen ber¨¹cksichtigten die ETH-Wissenschaftler ausschliesslich Biomasse, die als Nebenprodukt der Industrie oder Landwirtschaft oder als Abfall anf?llt. Den Anbau von Nutzpflanzen mit dem prim?ren Ziel der Energiegewinnung, der in anderen Weltregionen st?rker praktiziert wird als in Europa, klammerten sie bewusst aus. Denn dieser steht in Konkurrenz zum Ackerbau f¨¹r die Nahrungsmittelproduktion und gilt somit als wenig nachhaltig. ?Der weltweite Nahrungsmittelbedarf wird sich bis 2050 verdoppeln. Wir ben?tigen daher dringend BECCS-Ans?tze, die nicht auf Bioenergie-Plantagen beruhen?, sagt Rosa.

M¨¹ll als Rohstoff

In der Schweiz liegt das BECCS-Potenzial bei einer Emissionsreduktion von rund 6 Prozent. Einen Grossteil davon k?nnten hierzulande die Kehrichtverbrennungsanlagen ausmachen. ?In vielen anderen Regionen Europas hingegen liegt dieses Potenzial brach, da M¨¹ll ungenutzt in Deponien abgelagert wird?, sagt ETH-Professor Mazzotti.

Kehrichtverbrennungsanlagen erf¨¹llen schon heute drei wichtige Funktionen: Sie entsorgen Abfall, rezyklieren Rohstoffe, sofern dies m?glich ist, und sie generieren Fernw?rme und Elektrizit?t. ?Nun kommt eine vierte Funktion dazu: Kehrichtverbrennungsanlagen mit CO₂-Abscheidung k?nnen als wesentliche Negativemissionsanlagen dazu beitragen, den CO₂-Fussabdruck unserer Gesellschaft zu reduzieren?, so Mazzotti. Derzeit wird dieses Potenzial nicht genutzt. In Papierwerken, Kehrichtverbrennungs- und Biogasanalagen wird in der Regel noch kein CO₂ abgeschieden. Nach Ansicht der ETH-Forschenden sollte man damit baldm?glichst beginnen.