CO2-Abscheidung und -Ablagerung
Bedeutung von Systemgrenzen für Wettbewerb und Nachhaltigkeit
Die Abscheidung des bei Strom- und Wärmeerzeugung entstehenden CO2 und die anschließende geologische Abla-gerung gewinnt in der Diskussion zum Klimaschutz immer mehr an Bedeutung. Der nachfolgende Artikel befasst sich in diesem Zusammenhang mit der Bedeutung von räumlichen und zeitlichen Systemgrenzen für den Wettbe-werb zwischen verschiedenen CO-Vermeidungsoptionen im Kontext des EU-Emissionshandelssystems sowie für Beiträge dieser Technologie zur nachhaltigen Entwicklung im Rahmen des Clean Devlopment Mechanism (CDM).
Die CAA-Prozesskette
Die Prozesskette der CO2-Abscheidung und Ablagerung (CAA) ist mittlerweile in der Literatur ausreichende dokumentiert. An dieser Stelle soll sie deshalb nur kurz beschrieben werden, für eine umfangreichere Darstellung siehe z. B. [1].Das CO2 wird im Verlauf der Stromerzeugung separiert. Entweder geschieht dies bereits vor der Verbrennung (pre-combustion), nach der Verbrennung (post-combustion) oder im sog. Oxyfuel-Verfahren durch Verbrennung in nahezu reiner Sauerstoffatmosphäre entsprechend hoch konzentriert. Nach der Abscheidung wird das CO2 zu den denkbaren Ablagerungsarealen transportiert und dort schließlich unterir-disch verpresst. Die einzelnen Prozesse werden heute bereits im Wesentlichen grundsätzlich sicher beherrscht. Nichtsdestotrotz kann es im Rahmen von z. B. Unfällen nach der Abscheidung zu Wiederaustritten des CO2 in die Atmosphäre kommen. Erfahrungen mit dem Transport von CO2 in Pipelines liegen insbesondere in den USA bereits vor [2]. Mit Blick auf die Langzeitsicherheit der geologischen Lagerstätten bzw. Ablagerungsareale gibt es dagegen bisher wenige Erfahrungen. Viele Experten sehen kaum Gefahren für größere Wiederaustritte [1, insb. Kapitel 5.7], andere Studien mahnen zu etwas mehr Vorsicht [3]. Die Leckageraten sind im Vorfeld nicht genau zu bestimmen, sondern müs-sen im Laufe der Zeit ermittelt werden.
Zurzeit werden mehr und mehr Pilotprojekte initiiert. In Deutschland ist das Verpressungsvorhaben bei Ketzin als bedeutendstes Beispiel zu nennen. CO2 wird dort in eine unterirdische Formation verpresst und das Verhalten des CO2 in der geologischen Lagerstätte untersucht [4].
Auch wenn der großflächige Einsatz von CAA noch länger dauern wird, ist bereits heute (insbesondere im Kontext des Emissionshandels) die Frage zu beantworten, wie mit potenziellen Wiederaustritten umzugehen ist. Auf europäischer Ebene ist die zero-emissionplatform besonders aktiv. Konkret stellt sich die Frage, wer die Verantwortung für die potenziellen Wiederaustritte übernehmen soll. Dabei ist zwischen der Vorsorge zur Abwehr der negativen Auswirkungen des Klimawandels einerseits und der Gefahrenabwehr von Schä-den großvolumiger Wiederaustritte in der näheren Umgebungsumwelt (Leib und Leben etc.) andererseits zu unterscheiden. Im derzeit gel-tenden nationalen und europäischen Recht ist eine Haftung für den Wiederaustritt von CO2 aus den Ablagerungsarealen bisher aktualitäts-bedingt nicht vorgesehen, da es sich bei den durch den Wiederaustritt ergebenden negativen klimatologischen Auswirkungen um sog. öko-logische Langzeitschäden handelt. Auch das geltende Ordnungsrecht, in dem die Verpressung und Ablagerung von CO2 bisher unzurei-chend erfasst werden, hilft bei der Bestimmung der nachfolgend diskutierten Systemgrenzen nicht viel weiter, wird einmal davon abgesehen, dass die Betreiber der jeweiligen Anlagen entlang der CAA-Kette gefahrenabwehrrechtlich bei Störfällen als Verursacher verantwortlich sind. Dies jedoch auch nur für Gefahren im Rechtssinne, zu denen klimatologische Langzeitschäden nicht zählen. Solche können allenfalls als eine Kategorie der Vorsorge erfasst werden [5]. Die nachfolgenden Ausführungen konzentrieren sich auf die Vorsorge der Abwendung negativer Effekte des Klimawandels, die auch durch langsames, kontinuierliches Entweichen von abgeschiedenem CO2 entstehen können. Die in Zu-kunft notwendige Regelung der Haftung für letztgenannte Leckagen sowie der Kosten für deren Überwachung hat entscheidende Auswir-kungen auf die ökonomische Attraktivität der neuen Technologie.
Aus ökonomischer Sicht ist die Definition der Systemgrenzen im Hinblick auf potenzielle Leckagen und den damit verbundenen Haftungs-ansprüchen von entscheidender Bedeutung. Dabei geht es im Kern nicht darum, ob der CO2-Produzent im rechtlichen Sinn unmittelbar selbst für potenzielle Wiederausstritte haftet. Vielmehr geht es darum, ob das Recht derart ausgestaltet wird, dass das Risiko für bzw. die Haftung bei tatsächlichen Wiederaustritten sowie die Kosten für das entsprechende langfristige Monitoring im Entscheidungskalkül des CO2-Emittenten voll eingepreist wird. Je geringer das Risiko, das bei der Investitionsentscheidung berücksichtigt werden muss, desto attraktiver ist diese Vermeidungsoption aus Sicht des Investors.
Für die Prozesse der Abscheidung bis zum Transport zur Verpressungsanlage kann unterstellt werden, dass diese nahezu zeitgleich ablaufen, so dass nur die räumliche Dimension der Systemgrenze von Bedeutung ist. Für die Ablagerung, die zur Klimawirksamkeit mehrere Jahrtau-sende dauern sollte, ist die zeitliche Dimension der Systemgrenze ebenso wichtig. Sie erfasst, wie lange ein Produzent von CO2 nach dessen unterirdischer Ablagerung für das dortige Verbleiben verantwortlich ist. Die beiden Aspekte werden nachfolgend für den Emissionshandel diskutiert.
CAA im Kontext des EU-Emissionshandels
Unter dem EU-Emissionshandel sind zahlreiche große, stationäre CO2-Emittenten wie z. B. Kraftwerke verpflichtet, für die Emissionen in einer entsprechenden Verpflichtungsperiode eine äquivalente Menge Emissionsberechtigungen bei der zuständigen Behörde abzugeben. Die Emissionsberechtigungen werden z. Z. für einen bestimmten Anteil der Emissionen kostenlos ausgegeben. Danach steht es jedem Anlagen-betreiber frei, fehlende Berechtigungen am Markt zu kaufen oder entsprechend seiner Anfangsallokation Emissionen selbst zu mindern. CAA wurde bisher in den nationalen Allokationsplänen nicht berücksichtigt, da es noch nicht angewendet wurde. Die Anfangsallokation von Emissionsberechtigungen für CAA-Anlagen hat bereits einen entscheidenden Einfluss auf die Anreize für entsprechende Investitionen. Dies soll hier nicht weiter vertieft werden (für weitere Details siehe [6]), vielmehr wird auf die Verantwortung für mögliche Wiederaustritte nach der CO2-Entstehung eingegangen.Wie bereits erwähnt, können die Grenzen hierfür unterschiedlich gesetzt werden (siehe Abb.). Dabei gilt, dass das Risiko, das der Betreiber tragen muss, umso geringer wird, je enger die Systemgrenze für die Verantwortung für mögliche Wiederaustritte gesetzt wird. Zugleich erhöht sich damit der Anreiz für einzelne Anlagenbetreiber, CAA einzusetzen. Wird beispielsweise die Systemgrenze vom Kraftwerk bis zur Abscheideanlage eher eng gesetzt, und werden die Betreiber der nachfolgenden Verpressungsanlage und Lagerstätte nicht verpflichtet, im Fall möglicher Leckagen eine äquivalente Menge Emissionsrechte zu erwerben, um die Wiederaustritte zu kompensieren, so sind das Risiko und die möglichen Kosten für den CO2-Emittenten geringer als bei einer weiten Systemgrenze, die auch das Reservoir umfasst. Je geringer das Risiko, desto geringer aber auch die Kosten der CO2-Vermeidung mittels Abscheidung und Ablagerung aus Sicht des Emittenten. Sofern eine räumlich weite Systemgrenze gesetzt wird, die auch das Reservoir mit einschließt, ist die zeitliche Grenze, d. h. der Zeitraum, für den der Betreiber für Leckagen haftet, von Bedeutung.
Die Frage ist nun, wie die Systemgrenze gesetzt werden soll. Immer häufiger ist zu vernehmen, dass die CAA-Anlagenbetreiber nur für einen begrenzten Zeitraum die Verantwortung übernehmen sollten. Jüngst wurde die Zahl 20 bis 25 Jahre als eine erste Größe genannt [7]. Zu be-denken ist bei der Bestimmung des Zeitraums aber Folgendes:
* Wird das Risiko potenzieller Wiederaustritte nicht ins Entscheidungskalkül des CO2-Emittenten und damit nicht in die Vermeidungs-kosten dieser einen Option eingepreist, so kommt es zu einer Verzerrung auf dem Markt für Emissionsvermeidungen. Andere, permanente Vermeidungsoptionen wie z. B. Steigerung der Energieeffizienz oder Brennstoffwechsel würden relativ teurer, so dass es zu Wettbewerbs-verzerrungen auf dem Markt für CO2-Vermeidungsoptionen käme [8]. Hier wäre zu klären, wie derartige Verzerrungen bzw. Subventionen begründet werden könnten. Insbesondere wenn die Ablagerung so sicher ist, wie Optimisten annehmen, sollte der vollständigen Einpreisung des Leckagerisikos (d. h. die weitest mögliche Systemgrenze) durch eine geeignete Rechtssetzung nichts im Wege stehen. Der Risikoaufschlag müsste entsprechend gering ausfallen. Zur vollständigen Einpreisung des Risikos stehen im Übrigen verschiedene Optionen wie z. B. tempo-räre Emissionsberechtigungen [9] oder Pflichtversicherungen [10] zur Verfügung. Auch im Hinblick auf die Anforderungen an die Genauig-keit des Monitorings besteht Verzerrungspotential. Monitoring mit größerer zulässiger Toleranz für CAA Projekte kann zu Nachteilen für Anlagenbetreiber führen, denen der Einsatz der neuen Technologie nicht möglich ist und für die strengere Toleranzen bei der Emissions-überwachung angelegt werden.
* Die bei besonders (zeitlich) engen Systemgrenzen nicht in den Vermeidungskosten berücksichtigten Risiken müssten im Falle tatsächli-cher Leckagen von der Allgemeinheit getragen werden, da in diesem Falle zusätzliche Anstrengungen zur (erneuten) Emissionsreduktion notwendig wären. Hier wäre zu fragen, warum die Allgemeinheit dieses Risiko tragen sollte und nicht dem Verursacherprinzip entspre-chend diejenigen, die für die Risikoerhöhung bzw. die Ursache verantwortlich sind?
In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass es sich beim Emissionshandel um ein Instrument der neoklassischen Umweltökonomie handelt. D. h. es bildet sich auf dem Markt im Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage ein Preis für CO2-Vermeidung. Dieser Preis wird durch die Grenzkosten des letzten Anbieters bestimmt, der gerade noch ‘CO2-Vermeidung’ produziert. Alle Anbieter von Emissionsrechten bekommen nun den gleichen Preis. Deren Kosten sind dabei unerheblich, d. h. alle Anbieter (auch CAA-Anlagenbetreiber) können grund-sätzlich nicht nur ihre Durchschnittskosten decken, sondern vielmehr auch Gewinne erzielen. Die Gewinnerzielung ist wünschenswert und ermöglicht einen effizienten Umgang mit knappen Ressourcen. Zu klären ist aber, ob es gewünscht ist, Gewinne machen zu können, wenn nicht alle externen Effekte (z. B. die der Wiederaustritte), in den Kosten der Betreiber berücksichtigt sind. Der Emissionshandel als solcher versucht gerade, die externen Kosten der CO2-Emissionen zu internalisieren.
Mit Blick auf die beiden zuvor genannten Punkte ‘Wettbewerbsverzerrung’ und ‘Gewinnmöglichkeit’ soll betont werden, dass es sich nicht um normative Aussagen handelt. Eine Gesellschaft kann bestimmte Technologien gegenüber anderen bevorzugen und einzelne Akteure aus der Verantwortung für ihr handeln entlassen. Nur sollte dies explizit geschehen und sollten mögliche Wirkungen im Vorfeld transparent gemacht werden.
CAA im Kontext des CDM
In jüngster Zeit wird in der Diskussion zu CAA immer öfter auch auf das Potenzial von CAA im Kontext des CDM unter dem Kyoto Proto-koll hingewiesen [11]. Erste Projektvorschläge wurden bereits zur Genehmigung beim zuständigen CDM-Aufsichtsrat eingereicht. Die Tabel-le gibt einen groben Überblick über die regionale Verteilung der Lagerstätten. Wie zu sehen ist, befindet sich in der Tat das größte Potential in Entwicklungsländern.Der CDM soll den sich entwickelnden Ländern dabei helfen, eine nachhaltige Entwicklung zu erreichen. Ob CAA im Rahmen von CDM-Projekten derartige Hilfe leisten kann, soll an dieser Stelle nicht diskutiert werden. Zum einen würde dies eine eingehende Auseinanderset-zung mit den verschiedenen Konzepten von Nachhaltigkeit verlangen (Stichwort: schwache vs. starke Nachhaltigkeit), zum anderen fällt die Aufgabe der Entscheidung, ob ein bestimmtes CDM-Projekt Beiträge zur nachhaltigen Entwicklung eines bestimmten Landes leistet, der zuständigen nationalen Genehmigungsbehörde (designated national authority) zu.
Mit Blick auf die bereits o. g. Bedeutung der Systemgrenzen soll an dieser Stelle nur betont werden, dass die Reduktion von Treibhausgas-emissionen durch CAA-CDM Projekte bei einer globalen Systemgrenze keinen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung leistet [12]. Mit jeder zertifizierten Emissionsreduktion (CER) aus einem solchen Projekt steigen die Emissionen in den Industrieländern in gleicher Höhe. Für den Klimaschutz ist nichts gewonnen. Dennoch kann es unter dem derzeitigen Klimaregime ökonomisch sinnvoll sein, derartige Projekte zu initiieren, wenn die Vermeidungskosten im CDM-Gastland entsprechend gering sind. Auch können grundsätzlich Beiträge zur nachhaltigen Entwicklung in diesem Land erzielt werden. Nur werden auf globaler Ebene dadurch keine zusätzlichen Emissionen reduziert. Zur Diskussi-on der Haftung im Hinblick auf potenzielle Leckagen bei CDM-Projekten siehe [9].
Fazit
Die CO2-Abscheidung und -Ablagerung (kurz: CAA) bietet die Chance, den Ausstoß von CO2 in die Atmosphäre massiv zu reduzieren. Gleichzeitig besteht grundsätzlich das Risiko, dass CO2 nach der Abscheidung ungewollt in die Umgebung entweicht. Die Regelung der Haftung für derartige Wiederaustritte hat große Implikation im Hinblick auf den Wettbewerb der verschiedenen CO2-Vermeidungsoptionen, insbesondere im Rahmen des EU-Emissionshandels. Bei Nichteinpreisung des Risikos potenzieller Wiederaustritte nach der Abscheidung kommt es zu einem Vorteil für CAA gegenüber ‘konventionellen’ Vermeidungsoptionen wie z. B. der Steigerung der Energieeffizienz. Dies kann politisch gewollt sein, ist bei der Ausgestaltung des Rechts auf jeden Fall zu beachten.Mit Blick auf CAA-Projekte unter dem CDM-Regime ist zu bedenken, dass hierdurch auf globaler Ebene keine zusätzlichen Emissionen reduziert werden. Einen Beitrag zur notwendigen massiven Minderung der CO2-Emissionen leisten derartige Vorhaben unter dem CDM daher nicht. Bestenfalls gibt eine Reduktionsoption in Entwicklungsländern mit geringen Vermeidungskosten einen Anreiz für Industrielän-der, ein strengeres Emissionsziel in der Zeit nach 2012 zu akzeptieren, das dann mittels CDM erreicht werden kann.
Dr. Sven Bode, Institut für Energie- und Klimapolitik, Hamburg
Anmerkungen
[1] Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage, IPCC Special Report, (Summary for Policy Makers); erhältlich unter: www.ipcc.ch[2] Siehe hierzu z. B. Gale, J.; Davison, J.: Transmission of CO2 Safety and Economic Considerations, in: Gale, J.; Kaya, Y. (Hrsg.): GHGT-6: Sixth International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, Kyoto, Japan, 30 September4 October, 2002, elektronische Version ohne Seitenangabe.
[3] Kharaka, Y. K. et al.: Gas-water-rock interactions in Frio Formation following CO2 injection: Implications for the storage of greenhouse gases in sedimentary basins, in: Geological Society of America, V. 34, No. 7 (2006), S. 577-580
[4] Für Details siehe http://www.gfz-potsdam.de/pb5/pb51/projects/CO2SINK-ORG/geninfo/theproject.htm
[5] Dietrich, L.: CO2-Abscheidung und Ablagerung (CAA) im deutschen und europäischen Energieumweltrecht, Nomos-Verlag. Im Erscheinen.
[6] Dietrich, L.; Bode, S.: CO2Abscheidung und Ablagerung (CAA): Ordnungsrechtliche Aspekte und ökonomische Implikationen im Rahmen des EU-Emissionshandels. HWWA Discussion Paper No. 327, Hamburg 2005.
[7] Antwort von Dr. G. Sweeney, Executive Vice President, Shell Renewables, Hydrogen and CO2, im Rahmen einer Podiumsdiskussion: ‘Das Klima zwingt zum Handeln CO2 zurück in die Erde.’ 30. Oktober 2006, Potsdam. In einem Positionspapier vom gleichen Tage heißt es: ‘Wir glauben, dass ein rechtliches Rahmen-werk, das den Markt nicht verzerrt und den Unternehmen das Vertrauen für langfristige Investitionen gibt, eine unabdingbare Vorausaussetzung für den kommerziel-len Einsatz der CO2-Speicherung ist.’
[8] Ausführlicher in: Bode, S.: CO2-Ablagerung und Wettbewerb im EU-Emissionshandelssystem. in: Wirtschaftsdienst, 1 (2006), S. 62-66.
[9] Bode, S.; Jung, M.: Carbon Dioxide Capture and Storage (CCS) liability for non-permanence under the UNFCCC. in: International Environmental Agreements: Politics, Law and Economics, 6 (2006), S. 173-186
[10] Z. B. Edenhofer, O; Held, H.; Bauer, N.: A Regulatory Framework for Carbon Capturing and Sequestration within the Post-Kyoto Process. In: Rubin, E. S.; Keith, D. W.; Gilboy, C. F. (eds): Proceedings of 7th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. Vo. 1. Peer-Reviewed Papers and Plenary Presenta-tions. IEA Greenhouse Gas Programme, Cheltenham, MA.
[11] z. B. IEA Greenhouse Gas R&D Programme (2004) Use of the Clean Development Mechanism for CO2 Capture and Storage. Report Number PH4/36
[12] Viele Entwicklungsländer verwenden bei der Bewertung des Beitrags eines CDM-Projekts für (ihre) nachhaltige Entwicklung den Indikator ‘Reduktion von Treib-hausgasen’.
[13] Hendriks, Chris; Graus, Wina; van Bergen, Frank (2004, p. 48): Global carbon dioxide storage potential and costs, EEP-02001, Ecofys, Utrecht
oekonews meint dazu
Der Bericht von Hr. Bode zeigt ganz klar: Es gibt derzeit Tendenzen erneut unfaire Rahmenbedingungen im Vergleich zu echten CO2-Reduktionsmaßnahmen (also durch Erneuerbare Energien) zu etablieren. Ziel der NGOs und der Erneuerbaren Energiewirtschaft muss also sein, die Haftung für Leckagen auf die größtmögliche Zeitspanne, also bis zum Ende der Betreibszeit der CO2-Lagerstätten, auszudehnen. Nur so wäre ein fairer CO2-Einspar-Vergleich gegeben. Und unter diesen (fairen) Umständen ist die CO2-Lagerung sicher nicht günstiger als die Forcierung Erneuerbarer Energie, die schon heute mehr Geld bringt als sie kostet, wie erst jüngst der Erfahrungsbericht zum deutschen Erneuerbaren Energie Gesetz gezeigt hat.Verwandte Artikel:
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Weitere Infos: Dr. Sven Bode (Senior Research Associate, Hamburgisches WeltWirtschaftsInstitut und arrhenius Institut in Deutschland)
GastautorIn: Dr. Sven Bode, Institut für Energie- und Klimapolitik, Hamburg für oekonews.
Artikel Online geschaltet von: / Lukas Pawek /