Offshore-Windparks könnten als Mittel zur CO2-Abscheidung eine doppelte Rolle spielen. Zusammen könnten diese beiden Technologien nämlich die Energiekosten der Kohlenstoffabscheidung senken und den Bedarf an Onshore-Pipelines minimieren.

Der Ersatz von Energie aus fossilen Brennstoffen durch saubere Energie wie Windkraft ist unerlässlich, damit die sich verschlimmernden Auswirkungen des Klimawandels aufgehalten werden können. Aber dieser Übergang vollzieht sich nicht schnell genug, um die globale Erwärmung zu stoppen. Menschliche Aktivitäten haben so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre gepumpt, dass wir auch Kohlendioxid aus der Luft entfernen und dauerhaft einschließen müssen.  

Offshore-Windparks sind einzigartig positioniert, um beides zu tun
– und dabei auch Geld zu sparen.

Dr. David Goldberg, Professor an der Columbia University (Columbia Climate School – The Earth Institute), ist Meeresgeophysiker. Er hat das Potential untersucht, Windkraftanlagen mit einer Technologie zu kombinieren, die Kohlendioxid direkt aus der Luft aufnimmt und es in natürlichen Reservoirs unter dem Ozean speichert. Zusammengenommen könnten diese Technologien die Energiekosten für die Kohlenstoffabscheidung senken und den Bedarf an Onshore-Pipelines minimieren, wodurch die Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden.

CO2 aus der Luft einfangen

Mehrere Forschungsgruppen und Technologie-Startups testen Geräte zur direkten Luftabscheidung, die Kohlendioxid direkt aus der Atmosphäre ziehen können. Die Technik funktioniert, aber die bisherigen Projekte sind teuer und energieintensiv.

Die Systeme verwenden Filter oder flüssige Lösungen, die CO2 aus der darüber geblasenen Luft auffangen. Sobald die Filter voll sind, werden Strom und Wärme benötigt, um das Kohlendioxid freizusetzen und den Abscheidungszyklus neu zu starten. Damit der Prozess negative Nettoemissionen erzielt, muss die Energiequelle kohlenstofffrei sein.

Die weltweit größte aktive Luftabscheidungsanlage, die heute in Betrieb ist, tut dies durch die Nutzung von Abwärme und erneuerbarer Energie. Die Anlage in Island pumpt dann ihr eingefangenes Kohlendioxid in das darunter liegende Basaltgestein, wo das CO2 mit dem Basalt reagiert und verkalkt, d. h. es verwandelt sich in ein festes Material.  

Ein ähnlicher Prozess könnte mit Offshore-Windkraftanlagen geschaffen werden. Wenn neben Offshore-Windturbinen direkte Luftabscheidungssysteme gebaut würden, hätten sie eine unmittelbare Quelle sauberer Energie aus überschüssiger Windenergie und könnten das abgeschiedene Kohlendioxid direkt zur Lagerung unter dem darunter liegenden Meeresboden leiten, wodurch der Bedarf an umfangreichen Pipelinesystemen reduziert würde.

Forscher untersuchen derzeit, wie diese Systeme unter Meeresbedingungen funktionieren. Die direkte Luftabscheidung wird gerade erst an Land eingesetzt, und die Technologie müsste wahrscheinlich für die raue Meeresumgebung modifiziert werden. Die Planung sollte jedoch so schnell wie möglich beginnen. Denn Windkraftprojekte sollten so positioniert sein, dass sie Kohlenstoffspeicherstandorte nutzen können. Außerdem sollte man sie so konzipieren, dass die Plattformen, die Unterwasserinfrastruktur und die Kabelnetze gemeinsam nutzen können.

Nutzung von überschüssiger Windenergie, wenn sie nicht benötigt wird

Windenergie ist von Natur aus intermittierend. Auch der Energiebedarf ist unterschiedlich. Wenn der Wind mehr Strom produzieren kann als benötigt wird, wird die Produktion eingeschränkt und Strom, der verwendet werden könnte, geht verloren. Diese ungenutzte Energie könnte stattdessen verwendet werden, um Kohlenstoff aus der Luft zu entfernen und einzuschließen.

Unter der Annahme, dass sich die Effizienz der direkten Luftabscheidung weiter verbessert und kommerzielle Ziele erreicht, könnte diese überschüssige Energie zur Abscheidung und Speicherung von Millionen Tonnen CO2 verwendet werden. Das gilt schon für die Annahme, dass nur die überschüssige Energie verwendet wird, die ansonsten verschwendet worden wäre. Bei einer Steigerung der Windkraft, würde auch das Potenzial zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung steigen.

Der Weltklimarat prognostiziert, dass im Laufe des Jahrhunderts 100 bis 1.000 Gigatonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt werden müssen, um die globale Erwärmung unter 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu halten.

Beides gleichzeitig zu planen, spart Zeit und Kosten

Neue Windparks, die mit direkter Luftabscheidung gebaut werden, könnten erneuerbare Energie in das Netz einspeisen und überschüssige Energie für die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung liefern, wodurch diese massive Investition für einen direkten Klimanutzen optimiert wird.

Aber es wird eine Planung erfordern, die weit vor dem Bau beginnt. Der gemeinsame Start der geophysikalischen Meeresuntersuchungen, Umweltüberwachungsanforderungen und Genehmigungsverfahren für Windkraft und Speicherung kann Zeit sparen, Konflikte vermeiden und den Umweltschutz verbessern.

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