Zweiter Versuch zur CO2-Abscheidung aus einem Kohlebrenner zur Wiederbelebung des Ölreservoirs in Texas

Ein Kohlekraftwerk in der Nähe von Underwood, North Dakota, im Januar 2022.

Rückblick auf Petra Nova.

Petra Nova war eine CCS-Demonstration aus Houston, unterstützt von der US-Bundesregierung. CCS steht für Carbon Capture and Storage. In Petra Nova wurde CO2 aus dem Schornstein eines Kohlekraftwerks aufgefangen und in ein altes Ölfeld injiziert, um die Ölproduktion anzukurbeln. Die Unterstützung des Bundes erfolgte in Form von Kohlesparversprechen.

Eigentümer von Petra Nova waren NRG und JX Nippon, ein japanisches Unternehmen. Das Ölfeld wurde von Hilcorp Energy mit einem Verfahren namens „Enhanced Oil Recovery“ betrieben, bei dem das CO2 wie Seife wirkt, um das verbleibende Öl zu erweichen und aus dem Gestein, in dem es eingeschlossen war, herauszupressen.

Ab 2017 war Petra Nova drei Jahre lang in Betrieb und soll angeblich die weltweit größten CO2-Mengen aus einem kohleverbrennenden Schornstein abgeschieden haben. Petra Nova hat 92 % des CO2 aus den Abgasen zurückgewonnen. Es bewies auch, dass der gesamte Prozess der verbesserten Ölförderung im kommerziellen Maßstab realisierbar war – vorausgesetzt, der Ölpreis war hoch genug.

Allerdings war das Unternehmen teuer und kostete rund eine Milliarde US-Dollar, wobei 195 Millionen US-Dollar von der US-Regierung bezahlt wurden. Es war ein technischer Erfolg, aber als der Ölpreis unter 50 US-Dollar pro Barrel fiel, wurde das Projekt im Jahr 2020 auf Eis gelegt. Das war eine Enttäuschung, und der damalige Energieminister Rick Perry beklagte, dass der Versuch, Kohle durch CCS einzusparen, lächerlich sei Ich warf Wackelpudding an die Wand und hoffte, dass viel davon haften bleiben würde.

NRG verkaufte seinen 50-Prozent-Anteil Ende 2022 für 3,6 Millionen US-Dollar an Nippon. Zu diesem Preis sah es wie ein Schnäppchen aus. Nippon ist nun alleiniger Eigentümer. Nippons Ziel ist es, seiner Muttergesellschaft Eneos Holdings dabei zu helfen, bis 2040 klimaneutral zu werden. Es ist unklar, ob Hilcorp beteiligt sein wird.

Komponenten des Petra Nova-Projekts in Houston, Texas.

Vier Hindernisse für CCS.

Im Gesamtbild von CCS gibt es vier Hindernisse für die Rettung von Kohle und Kohlekraftwerken, wie zum Beispiel den Neustart von Petra Nova.

Hindernis 1: Der Ausstieg aus der Kohle wird von vielen bevorzugt, da es sich um einen so schmutzig brennenden Brennstoff handelt, der sowohl die untere (Smog) als auch die obere (Treibhausgase) Atmosphäre verschmutzt. Die COP26 in Glasgow endete, als sich 197 von 200 Teilnehmern auf einen Wortlaut zum „Ausstieg aus der Kohle“ einigten.

China und Indien, beides Abnehmer großer Kohlemengen, sowie drei weitere Nationen hatten sich bereits in der letzten Stunde der Konferenz gegen die Formulierung „Ausstieg aus der Kohle“ gewehrt, weil sie neue Industrien mit billigem Strom versorgen und ansiedeln wollen riesige Bevölkerungsgruppen zu einer höheren Lebensqualität zu bringen – so wie es der Westen vor Jahrzehnten getan hatte.

Hindernis 2: Die USA und die Welt verfügen über Speicherkapazitäten für CCS, die Tausende von Jahren reichen könnten. Aber laut Rystad Energy muss die Welt bis 2050 etwa 9 Milliarden Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr injizieren. Dies würde ein Wachstum von 20 % gegenüber dem Vorjahr über Jahrzehnte erfordern, um die derzeitigen Injektionen zu steigern.

Es muss eine riesige neue Industrie für CCS geschaffen werden – mindestens so groß wie die derzeitige Öl- und Gasindustrie, möglicherweise sogar doppelt so groß. Die Produktion fossiler Brennstoffe und eine CCS-Industrie zusammen werden im Vergleich zur Entwicklung erneuerbarer Energien zu umständlich und teuer sein und daher für Energieunternehmen unpraktisch zu bewältigen sein.

Hindernis 3: Der CCS-Prozess ist kompliziert und teuer. Zunächst muss das CO2 von anderen Gasen im Abgas der brennenden Kohle getrennt werden. Zweitens müssen CO2-Gase gereinigt, komprimiert und hoffentlich per Pipeline zu einem geeigneten alten Ölfeld transportiert werden (davon gibt es in den USA und auf der Welt viele). Drittens muss das CO2 mehr oder weniger kontinuierlich aus Bohrlöchern injiziert werden, die tiefer als 3000 Fuß sind. Viertens braucht das CO2 eine Garantie, dass es nicht durch das Deckgestein austritt und Grundwasserleiter verunreinigt.

Nach Angaben des GAO (Government Accountability Office) hat das US-amerikanische Energieministerium seit 2009 mehr als 1 Milliarde US-Dollar für die Untersuchung von Projekten zur Kohlenstoffabscheidung ausgegeben. Trotz unterschiedlicher Erfolge scheiterten acht von elf Projekten, und die meisten davon konzentrierten sich auf Kohlekraftwerke.

Hindernis 4: Die Klimavorteile eines CCS-Projekts wie Petra Nova in seiner ersten Laufzeit werden untergraben, wenn die CO2-Injektion zur Verlängerung der Lebensdauer eines Ölfelds genutzt wird. Die erhöhte Ölproduktion führt bei der Verbrennung zu erhöhten Treibhausgasemissionen (THG), die den durch die Kohleverbrennung eingesparten Emissionen entgegenwirken.

Die Perspektive der großen Ölkonzerne.

Obwohl sich die Öl- und Gasindustrie nicht auf Kohle konzentriert, haben sie ein großes Interesse daran, ihre Öl- und Gasproduktion aufrechtzuerhalten, was bedeutet, dass sie sich mit den Treibhausgasen befassen, die durch die Verbrennung von Öl und Gas entstehen. Allein die Öl- und Gasindustrie liefert 57 % der weltweiten Energie und 50 % der weltweiten Treibhausgase.

Aber die Gewinne der großen Ölkonzerne wurden gerade für das gesamte Jahr 2022 gemeldet, und sie liegen weit über dem Höchstwert in einem Jahr, in dem die Ölpreise durchschnittlich bei etwa 100 US-Dollar pro Barrel lagen und die Gaspreise höher waren als im vorangegangenen Jahrzehnt.

Alle Super-Majors erzielten im Jahr 2022 Rekordgewinne, wobei die Top 6 insgesamt rund 220 Milliarden US-Dollar verdienten und ihre Gewinne im nächstgrößten Jahr, 2018, mehr als verdoppelten. 220 Milliarden US-Dollar sind eine Fort-Knox-Bank voller Geld, in die man teilweise investieren könnte erneuerbare Energien. ExxonMobil XOM lag mit 59 Milliarden US-Dollar an der Spitze, gefolgt von Equinor mit 23 Milliarden US-Dollar.

Wie bei den meisten großen Unternehmen besteht das Hauptziel darin, Gewinne zu erzielen, und die Gewinne steigen, wenn die Welt mehr Öl und Gas nachfragt. CCS gilt als Ausweg, da es den großen Ölkonzernen ermöglicht, ihre Öl- und Gasproduktion fortzusetzen, mit allen Vorteilen wie Energiesicherheit, Arbeitsplätzen und billigem Benzin – was insbesondere angesichts des russischen Krieges gegen die Ukraine gerechtfertigt ist.

ExxonMobil speichert jedes Jahr 9 Millionen Tonnen CO2, was 11 Millionen Autoabgasen pro Jahr entspricht. Der LaBarge CCS-Betrieb in Wyoming fängt jedes Jahr fast 20 % des gesamten vom Menschen verursachten CO2 ein, das weltweit abgeschieden wird.

Ab 2022 plant das Unternehmen, 3 Milliarden US-Dollar in 20 neue Anlagen zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung zu investieren und über einen Zeitraum von sechs Jahren 15 Milliarden US-Dollar in kohlenstoffarme Pläne, darunter Wasserstoff und Biokraftstoffe sowie CCS. Sie haben außerdem einen 100-Milliarden-Dollar-Plan zur Einführung von CCS in einem Joint Venture mit einer Vielzahl von Unternehmen an der Golfküste vorgeschlagen.

China und Indien.

Der „Ausstieg“ der Kohle ersetzte auf Geheiß Indiens und Chinas auf der COP26 den „Ausstieg“. Im Laufe ihrer Geschichte hat die Kohle die industrielle Expansion vorangetrieben und dazu beigetragen, Millionen Menschen aus der Armut zu befreien, da sie billige und zuverlässige Energie lieferte. Dies gilt immer noch für Indien und China, die versuchen, die wirtschaftlichen Fortschritte zu machen, die die USA und der Westen vor Jahren gemacht haben.

Ein potenzieller Gewinner wäre, dass Petra Nova einen kostengünstigen und effektiven Weg zur CO2-Abscheidung aus Hunderten und Tausenden von Kohlekraftwerken finden würde, die von China, Indien und anderen unterentwickelten Ländern eingesetzt werden.

Dies könnte es diesen Ländern ermöglichen, ihre verzögerten Ziele von Netto-Null-Treibhausgasemissionen voranzutreiben: derzeit 2060 für China und 2070 für Indien, verglichen mit 2050 basierend auf den Pariser Abkommen von 2015.

Imbissbuden.

Die Kosten für CCS sind hoch und erfordern wahrscheinlich eine CO2-Bepreisung oder einen anderen Mechanismus, um ihre Anwendung zu fördern. Das Infrastrukturgesetz in den USA sieht 12 Milliarden US-Dollar vor und das Inflation Reduction Act hat die Steuervergünstigungen als Anreiz für die CCS-Entwicklung in den USA erhöht.

Dennoch werden fossile Brennstoffe aufgrund der Kosten für die Produktion fossiler Brennstoffe in Kombination mit CCS teurer als erneuerbare Energien.

Letztendlich wird die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen in den USA und weltweit zurückgehen, da Fahrzeuge elektrifiziert werden und fossile Kraftwerke durch erneuerbare Energien ersetzt werden, was den Bedarf an CCS verringern wird.

Die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung wird die US-amerikanische Öl- und Gasindustrie in ihrer jetzigen Form nicht retten können. Aber ein Neustart von Petra Nova könnte eine Tür zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen zahlreicher Kraftwerke in China und Indien öffnen, die derzeit sagen, dass sie bis 2050 nicht einmal annähernd die Netto-Null-Emissionen erreichen werden.