Gastbeitrag

Carbon Capture: Abgeschiedenes CO2 bis 2044 hauptsächlich in Ölindustrie im Einsatz

CO2: Verwertung oft für Ölgewinnung © Matthias Heyde on Unsplash
CO2: Verwertung oft für Ölgewinnung © Matthias Heyde on Unsplash

Eve Pope ist Technologie-Analystin bei dem Marktforscher IDTechEx. In diesem Gastbeitrag befasst sie sich mit dem Thema Carbon Capture und wie in diesem Prozess abgeschiedenes CO2 in der Praxis zum Einsatz kommt.  

IDTechEx prognostiziert, dass die Verwertung von CO2 bis 2044 rund 800 Mio. Tonnen erreichen wird, um über 3.000 Mio. Tonnen nützlicher Produkte zu erzeugen. Die in den nächsten zwei Jahrzehnten durch die Nutzung von Kohlendioxid (CO2 U) erzielten Einnahmen werden für die Entwicklung kommerziell tragfähiger CO2-Abscheidungstechnologien für die Zukunft entscheidend sein. In Kombination sind Technologien zur Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlendioxid (CCUS) von entscheidender Bedeutung für die Unterstützung der Dekarbonisierung der Weltwirtschaft, da die Länder danach streben, Netto-Null-Ziele zu erreichen.

Carbon Capture ist aufstrebender Markt

Der neue, von IDTechEx veröffentlichte Bericht „Kohlendioxidnutzung 2024-2044: Technologien, Marktprognosen und Akteure“ bietet einen umfassenden Ausblick auf die globale CO2-Nutzungsindustrie mit einer eingehenden Analyse der technologischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekte, die diesen aufstrebenden Markt in den nächsten zwanzig Jahren prägen werden. Der Bericht enthält auch eine granulare Zwanzig-Jahres-Prognose für den Einsatz von elf CO2 U-Produktkategorien, die die Menge des verwendeten CO2 und die erzielten Einnahmen abdeckt, sowie mehr als 30 interviewbasierte Unternehmensprofile.

IDTechEx betrachtet CO2-Anwendungsfälle in den Bereichen verbesserte Ölgewinnung, Baumaterialien, flüssige und gasförmige Brennstoffe, Polymere, Chemikalien und biologische Ertragssteigerung (Gewächshäuser, Algen und Fermentation) und untersucht die technologischen Innovationen und Möglichkeiten in jedem Bereich.

IDTechEx sagt für die nächsten zwanzig Jahre ein erhebliches Wachstum verschiedener CO2 U-Anwendungen voraus. Quelle: IDTechEx

IDTechEx sagt für die nächsten zwanzig Jahre ein erhebliches Wachstum verschiedener CO2 U-Anwendungen voraus. Quelle: IDTechEx

Kohlendioxid-Produkte sollen Emissionen reduzieren

Kohlendioxid-Nutzungstechnologien beziehen sich auf die praktische Verwendung von CO2 , das abiotisch durch direkte Abscheidung aus der Luft oder durch punktuelle Abscheidung aus industriellen Emittenten (einschließlich industrieller biogener Kohlendioxidquellen) abgeschieden wird, um finanzielle Vorteile zu erzielen und eine Netto-CO2-Emissionsreduzierung oder -beseitigung zu erreichen.

Zu den Herstellungswegen gehören direkte Injektion, Mineralisierung, Elektrochemie, mikrobielle Synthese, Thermokatalyse und Photosynthese. Neben der Förderung einer Kreislaufwirtschaft kann CO2 U manchmal auch zu Produkten mit verbesserten Eigenschaften führen. Produkte, die Kohlendioxid nutzen, bieten Vorteile für das Klima, indem sie etablierte, auf fossilen Brennstoffen basierende Produkte verdrängen; einige sind Netto-Null- oder sogar Netto-negativ.
Neue Anwendungen der CO2 Nutzung: Einsatzstoffe, Herstellungswege und Produkte aus CO2 . Quelle: IDTechEx

Neue Anwendungen der CO2 Nutzung: Einsatzstoffe, Herstellungswege und Produkte aus CO2. Quelle: IDTechEx

Technologie mit vielen Herausforderungen verbunden

Trotz des Potenzials, einen Markt für Abfall-CO2 zu schaffen, sind nicht alle CO2 U-Technologien gleich geschaffen. Diese Systeme sind mit einer Reihe von wirtschaftlichen, technischen und regulatorischen Herausforderungen konfrontiert, die sorgfältig abgewogen werden müssen, damit die Technologien, die tatsächlich Vorteile für das Klima bieten und wirtschaftlich tragfähig sind, priorisiert und weiterverfolgt werden können.

Bei vielen CO2 U -Routen beispielsweise ist die CO2-Speicherung nur vorübergehend und das verwendete CO2 wird in die Atmosphäre freigesetzt, sobald das Produkt verbraucht wird (z. B. CO2-abgeleitete Kraftstoffe oder Proteine), während bei anderen das CO2 dauerhaft gespeichert werden kann (z. B. CO2-abgeleitete Baumaterialien). Aus wirtschaftlicher Sicht können viele CO2 U -Pfade aufgrund des hohen Energiebedarfs, der geringen Ausbeute oder des Bedarfs an anderen teuren Rohstoffen (z. B. grüner Wasserstoff, Katalysatoren) erheblich teurer sein als ihre fossilen Gegenstücke.

Der IDTechEx-Bericht „Carbon Dioxide Utilization 2024-2044: Technologies, Market Forecasts, and Players“ (Kohlendioxidnutzung 2024-2044: Technologien, Marktprognosen und Akteure) bietet Einblicke in die vielversprechendsten Prozesse, die in CO2 U entwickelt werden, und hebt die Vor- und Nachteile der einzelnen Wege und Endprodukte hervor. Innovative Unternehmen auf der ganzen Welt entwickeln Technologien, um die Energieeffizienz von CO2-Umwandlungsprozessen zu verbessern und deren Kosten zu senken. Dieser Bericht gibt einen Überblick über die neuesten Entwicklungen dieser Akteure und berichtet aus erster Hand über die Herausforderungen und Chancen der Branche.

Marktaussichten für die Nutzung von Kohlendioxid

CO2-abgeleitete Baumaterialien und CO2-abgeleitete Kraftstoffe sind die Bereiche mit hohem Wachstumspotenzial. Beide Märkte haben von Natur aus ein großes CO2-Verwertungspotenzial, aber jeder hat seine eigenen spezifischen Triebkräfte. CO2 U in Baustoffen ist die einfachere CO2 U-Technologie, die den Kohlenstoff-Fußabdruck von Transportbeton, Fertigbeton und karbonatischen Zuschlagstoffen/Zementzusatzstoffen durch Mineralisierungsreaktionen verringern kann. Kohlendioxid kann dauerhaft gespeichert und der Zementverbrauch reduziert werden. Das Wachstum wird durch neue Zertifizierungen, überlegene Materialeigenschaften und die Möglichkeit, durch Abfallentsorgungsgebühren Preisparität zu erreichen, vorangetrieben.

Es wird erwartet, dass die Marktdurchdringung von CO2-abgeleiteten Kraftstoffen größtenteils aus bereits bestehenden Vorschriften resultieren wird, wie z. B. den Vorschriften zur Beimischung von Kraftstoffen im Langstreckenverkehr. Mit dem weltweiten Ausbau der Elektrolyseur-Kapazitäten für grünen Wasserstoff wird auch die Produktion von E-Kraftstoffen aus Kohlendioxid mit Power-to-X-Technologie (einschließlich E-Methanol, synthetisches Erdgas, E-Diesel, E-Kerosin und E-Benzin) zunehmen. Mehrere CO2-abgeleitete Kraftstoffe werden bereits kommerziell hergestellt (und viele weitere kommerzielle Anlagen werden für das nächste Jahrzehnt erwartet) und könnten eine Rolle bei der Dekarbonisierung der Schifffahrt und des Luftverkehrs spielen (da eine vollständige Elektrifizierung des Luft- und Seeverkehrs derzeit nicht machbar ist und dies wahrscheinlich auch in absehbarer Zukunft so bleiben wird).

Starkes Wachstum ab den 2030er Jahren erwartet

Einige CO2-abgeleitete Chemikalien (insbesondere CO2-abgeleitete Polycarbonate) werden bereits kommerziell hergestellt, benötigen aber im Vergleich zu anderen Anwendungen nur relativ geringe Mengen an CO2. Zwar könnten potenziell alle kohlenstoffhaltigen Chemikalien Kohlendioxid bei der Produktion nutzen, doch sind diejenigen, die nicht-reduktive Wege erfordern, aufgrund des geringeren Energiebedarfs am vielversprechendsten. Die Nutzung von Kohlendioxid zur Anreicherung von Pflanzen in Gewächshäusern ist eine weitere ausgereifte Anwendung, die wachsen wird, sobald die Infrastruktur für den Transport von CO2 über Pipelines ausgebaut wird. Mehrere Unternehmen versuchen, dieses Transportproblem durch den Einsatz von DAC (Direct Air Capture) vor Ort zu umgehen. CO2-EOR wird in den nächsten zwei Jahrzehnten aufgrund seiner Rentabilität, der etablierten Infrastruktur und der anhaltenden Nachfrage nach Öl der größte Anwendungsbereich bleiben.

IDTechEx kommt zu dem Schluss, dass der CO2 U-Markt nach einem langsamen, aber stetigen Fortschritt in diesem Jahrzehnt ab den 2030er Jahren wahrscheinlich schnell wachsen und bis 2044 rund 800 Mio. Tonnen erreichen wird. Die mit CO2 U erzielten Einnahmen werden derzeit von CO2-EOR dominiert, aber Baustoffe, Brennstoffe und Chemikalien werden in den nächsten zwanzig Jahren einen erheblichen Anteil daran haben.

Weitere Informationen über den neuen IDTechEx-Bericht „Carbon Dioxide Utilization 2024-2044: Technologies, Market Forecasts, and Players“ sowie Beispielseiten zum Herunterladen finden Sie unter www.IDTechEx.com/CO2U.

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