Die Carbon Capture and Storage (CCS) Technologie, zu Deutsch Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, ist eine Technik zur Reduzierung von Kohlendioxid (CO2)-Emissionen in die Atmosphäre. Sie wird hauptsächlich in Großindustrien und Kraftwerken eingesetzt, die auf fossilen Brennstoffen basieren, wie zum Beispiel Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke oder Stahlwerke. Das Prinzip von CCS besteht darin, das CO2 vor der Emission in die Atmosphäre abzuscheiden, zu komprimieren und dann dauerhaft zu speichern. Hierbei kann das CO2 entweder in geologischen Formationen oder in der tiefen See gelagert werden.
Kohlenstoffabscheidung
Die Kohlenstoffabscheidung ist der erste Schritt im CCS-Prozess. Sie kann vor, während oder nach der Verbrennung von fossilen Brennstoffen durchgeführt werden.
Vor der Verbrennung (Pre-Combustion)
Hier wird das Kohlendioxid vor der eigentlichen Verbrennung abgeschieden. Dies geschieht, indem die Brennstoffe zuerst in Synthesegas (ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid) umgewandelt werden. Anschließend wird das Kohlenstoffmonoxid mit Wasserdampf zu Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt. Das Kohlendioxid kann dann abgetrennt und gespeichert werden.
Während der Verbrennung (Oxy-Fuel)
Bei der Oxy-Fuel-Verbrennung wird der Brennstoff nicht in Luft, sondern in reinem Sauerstoff verbrannt. Dies führt zu einem Abgas, das hauptsächlich aus Wasserdampf und Kohlendioxid besteht. Nachdem der Wasserdampf kondensiert und entfernt wurde, bleibt fast reines CO2 übrig, das abgeschieden und gespeichert werden kann.
Nach der Verbrennung (Post-Combustion)
Die Post-Combustion-Abscheidung erfolgt nach der Verbrennung des Brennstoffs. Dabei wird das im Abgas enthaltene Kohlendioxid mittels chemischer Lösungsmittel abgeschieden. Dieses Verfahren wird bereits in großem Maßstab eingesetzt, beispielsweise in Kraftwerken zur Rauchgasentschwefelung.
Kohlenstoffspeicherung
Nachdem das CO2 abgeschieden wurde, muss es sicher und dauerhaft gelagert werden. Dies kann auf verschiedene Weisen geschehen, z.B. durch geologische Speicherung, ozeanische Speicherung oder mineralische Speicherung.
Geologische Speicherung
Bei der geologischen Speicherung wird das CO2 in unterirdische Gesteinsformationen gepumpt. Dazu gehören beispielsweise ausgebeutete Erdöl- und Erdgaslagerstätten, Kohleflöze oder tiefe salzhaltige Wasserschichten (Salzlagerstätten). Diese Formationen sind durch natürliche Barrieren gesichert, die ein Austreten des CO2 verhindern.
Ozeanische Speicherung
Die ozeanische Speicherung sieht vor, das CO2 in die tiefen Schichten des Ozeans zu leiten. Aufgrund des hohen Drucks und der niedrigen Temperaturen in diesen Tiefen bleibt das CO2 als flüssige Phase oder als feste Hydrate bestehen.
Mineralische Speicherung
Bei der mineralischen Speicherung wird das CO2 chemisch in Carbonatmineralien umgewandelt und so dauerhaft gebunden.
Offene Aufgaben
- Recherchiere und erstelle eine Übersicht der aktuell in Betrieb befindlichen CCS-Anlagen weltweit und ihrer Kapazitäten. (LEICHT)
- Vergleiche die Vor- und Nachteile der verschiedenen Kohlenstoffabscheidungstechniken. (STANDARD)
- Entwerfe ein Diagramm, das den gesamten CCS-Prozess darstellt. (LEICHT)
- Schreibe einen kurzen Aufsatz über die Bedeutung der CCS-Technologie für die Erreichung der Klimaziele. (STANDARD)
- Untersuche die Risiken und Bedenken hinsichtlich der dauerhaften Speicherung von CO2. (STANDARD)
- Erstelle eine Präsentation über die Zukunft der CCS-Technologie und deren Potenzial zur Reduzierung der globalen CO2-Emissionen. (SCHWER)
- Führe ein Interview mit einem Experten für CCS-Technologie oder Energiepolitik durch. (SCHWER)
- Erstelle ein Modell eines CCS-fähigen Kraftwerks. (SCHWER)
- Untersuche, welche Länder und Unternehmen die führenden Akteure im Bereich CCS sind und warum. (SCHWER)
- Erstelle ein Poster, das die Funktionsweise der CCS-Technologie für Laien verständlich erklärt. (LEICHT)
Interaktive Aufgaben
Kreuzworträtsel
| Kohlendioxid | Welches Gas wird durch die CCS-Technologie abgeschieden und gespeichert? |
| PreCombustion | Wie heißt der Prozess, bei dem CO2 vor der Verbrennung abgeschieden wird? |
| OxyFuel | Welcher Prozess verwendet reinen Sauerstoff zur Verbrennung? |
| PostCombustion | Bei welchem Prozess wird CO2 nach der Verbrennung abgeschieden? |
| Geologisch | Wie heißt die Speicherung von CO2 in unterirdischen Gesteinsformationen? |
| Ozeanisch | Wie heißt die Speicherung von CO2 in den tiefen Schichten des Ozeans? |
| Mineralisch | Wie heißt die Speicherung von CO2 durch chemische Umwandlung in Carbonatmineralien? |
| Synthesegas | Welches Gasgemisch wird bei der Pre-Combustion-Abscheidung verwendet? |
Quiz: Teste Dein Wissen
Was ist das Ziel der CCS-Technologie? (Reduzierung von CO2-Emissionen in die Atmosphäre) (!Steigerung der Energieeffizienz von Kraftwerken) (!Erzeugung von erneuerbarer Energie) (!Reduzierung von Stickoxid-Emissionen)
In welchem Prozess wird der Brennstoff in reinem Sauerstoff verbrannt? (OxyFuel-Abscheidung) (!Pre-Combustion-Abscheidung) (!Post-Combustion-Abscheidung) (!Geologische Speicherung)
Welcher Prozess ist für die Abscheidung von CO2 nach der Verbrennung verantwortlich? (Post-Combustion-Abscheidung) (!OxyFuel-Abscheidung) (!Pre-Combustion-Abscheidung) (!Geologische Speicherung)
Wie wird CO2 bei der geologischen Speicherung gespeichert? (In unterirdischen Gesteinsformationen) (!In den tiefen Schichten des Ozeans) (!Durch chemische Umwandlung in Carbonatmineralien) (!In unterirdischen Höhlen)
Was geschieht bei der mineralischen Speicherung von CO2? (CO2 wird chemisch in Carbonatmineralien umgewandelt) (!CO2 wird in den tiefen Schichten des Ozeans gespeichert) (!CO2 wird in unterirdischen Gesteinsformationen gespeichert) (!CO2 wird in synthetischem Kraftstoff umgewandelt)
Memory
| Pre-Combustion | Synthesegas |
| Post-Combustion | Abscheidung nach der Verbrennung |
| OxyFuel | Verbrennung mit reinem Sauerstoff |
| Geologische Speicherung | Speicherung in unterirdischen Gesteinsformationen |
| Mineralische Speicherung | Umwandlung in Carbonatmineralien |
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