CCUS
Setzen Sie bei Ihrer Dekarbonisierung auf die Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2
Alcimed arbeitet täglich an Fragestellungen von Kunden rund um das Thema CCUS. Wir begleiten Sie gerne bei Ihren Innovationsprojekten in Bezug auf die Entwicklung, Einführung oder Investition in CCUS-Technologien, um die für Sie passende auszuwählen und die relevantesten Wertschöpfungswege herauszuarbeiten.
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Herausforderungen im Zusammenhang mit CCUS
CCUS wird zunehmend von Industrievertretern, Politikern und Expertengruppen für Klimakonzepte wie dem IPCC befürwortet, die die Entwicklung und Nutzung zur Reduktion von Treibhausgasemissionen fördern. Im Oktober 2022 erklärte die EU-Energiekommissarin: „Ohne CCS und CCU wird es praktisch unmöglich sein, die globale Erwärmung auf das 1,5-Grad-Celsius-Ziel zu begrenzen.“
Daher ist es für die Industrie und Politik jetzt unerlässlich, CCUS-Ansätze in ihren Klimaplänen zu berücksichtigen. Derzeit schränken jedoch wirtschaftliche, technische, regulatorische und soziale Probleme die Anwendung der betreffenden Technologie ein und erschweren ihre Einführung. Daher ist es notwendig, die vielfältigen Herausforderungen rund um das Thema vollständig zu verstehen:
Es gibt viele Projekte und Lösungen zur Abscheidung, Nutzung und Speicherung von CO2 die unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich bringen, seien sie technisch (Effizienz, Sicherheit, Flexibilität, …), wirtschaftlich oder regulatorisch. Unternehmen und Organisationen, welche sich für das Thema interessieren, sollten die an ihre Aktivitäten und Bedürfnisse angepassten Konzepte identifizieren und ihre Gesamtrelevanz analysieren.
Sollte ich eher in CCU- oder CCS-Lösungen investieren? Welche sind die erfolgreichsten Lösungen und die vielversprechendsten Konzepte, die ich in meinem Kontext in Betracht ziehen sollte?
Viele Konzepte müssen noch perfektioniert werden, bevor ihr tatsächliches Potential ermittelt werden kann. In bestimmten Fällen stellt der Einsatz oft energieintensiver Lösungen zur CO2-Abscheidung keine Verbesserung dar oder kann sogar kontraproduktiv für die Kohlenstoff-Bilanz sein. Die Wirksamkeit dieser Lösungen ist momentan noch verbesserungswürdig und Absatzmärkte und Branchen, in denen ihre Anwendung am sinnvollsten ist, müssen erst identifiziert werden.
Ein Akteur, welcher CCUS-Lösungen entwickeln oder vermarkten möchte, muss daher die Bedürfnisse und Erwartungen des Marktes vollständig verstehen, um seine Value Proposition anzupassen und die Sektoren und Akteure zu identifizieren, auf die er abzielen möchte. Angesichts der Vielzahl bereits existierender oder zukünftiger Lösungen ist es auch wichtig, konkurrierende Angebote zu analysieren, um sich von Konkurrenten abzuheben und die eigene Positionierung anzupassen, um in diesem wachsenden Markt wettbewerbsfähig zu sein.
Welche Positionierung sollte ich einnehmen, um den Bedürfnissen und Erwartungen des Marktes gerecht zu werden? Wer sind die potenziellen Nutzer meiner Lösungen und wie kann ich mein Angebot verbessern?
Per-Olof Granström , EU-Direktor der Zero Emissions Platform, stellte im Oktober 2022 fest, dass Europa über „großes Speicherpotenzial“ verfüge, dessen Nutzung aber „zu langsam sei und wir vor dem Henne-Ei-Problem“ stünden. Tatsächlich sind die Branchen, in denen eine Abscheidung erforderlich ist, nicht auf den Transport und das Speichern von CO2 spezialisiert. Zudem kommen viele Projekte nicht in Gang, weil die Abscheidungsanlagen erst dann in Betrieb gehen, wenn die Akteure das abgeschiedene Kohlendioxid transportieren und speichern können. Und die Befürworter von Speicherstandorten wollen zuerst erfahren, wie viel CO2 gespeichert werden soll, um Investitionen zu tätigen.
Es ist daher notwendig, einen strukturierten Sektor aufzubauen, um CCUS-Konzepte in großem Maßstab in Europa zu entwickeln. Ziel sollte es sein, Verursacher von Treibhausgasemissionen, Transport- und Speicherunternehmen, die EU und die Mitgliedstaaten zu vernetzen, damit sich die Konzepte als ganzheitliches System entwickeln. Diese Überlegungen sollten es auch ermöglichen, die lokale Verwertung von Kohlenstoffdioxid und die verschiedenen CCUS-Ansätze in einen optimalen Kreislaufwirtschaftsansatz einzubeziehen.
Welche Möglichkeiten zur CO2-Verwertung gibt es in meiner Region und welcher Fahrplan sollte zur Entwicklung eines strukturierten Sektors verfolgt werden? Welche lokalen Akteure sollten in die strategischen Überlegungen zur Ausweitung solcher Sektoren einbezogen werden?
Heutzutage sind die Kosten für die Abscheidung noch immer signifikant höher als die Steuern auf CO2-Emissionen. Dies ermutigt weder Industrievertreter, sich für CCUS-Lösungen zu positionieren, noch Investoren und Entwickler, wichtige Transportinfrastrukturen und Investitionen bereitzustellen.
Obwohl Ende 2022 nur Preisunterschiede von 20 % zwischen den Kosten bestimmter Abscheidungsprojekte und den Steuern auf CO2-Emissionen zu beobachten waren, werden CCUS-Lösungen aus wirtschaftlicher Sicht immer interessanter und könnten in naher Zukunft rentabel werden.
Angesichts der aktuellen Klimakrise, des steigenden Interesses von Unternehmen und Institutionen an diesen Lösungsansätzen sowie ihrer zunehmenden technischen und wirtschaftlichen Relevanz ist der CCUS-Markt vielversprechend. Aus diesem Grund sollte der Einsatz solcher Technik in den Aktionsplänen aller Organisationen berücksichtigt werden.
Wie integriere ich Ansätze für Carbon Capture, Utilization and Storage in meine Klimapläne und in mein Geschäftsmodell? Wie und in welche Lösungen sollte ich investieren?
In der Tat gibt es Bedenken in der Bevölkerung hinsichtlich der Nachhaltigkeit von CO2-Speichertechnologien, da es in den Augen von Kritikern keine praktikable Lösung darstellt, Kohlendioxid im Boden zu „vergraben“. Über diese Bedenken zur Deponietechnologie hinaus existieren auch Befürchtungen hinsichtlich möglicher CO2-Lecks.
Daher ist es notwendig, die Akzeptanz durch einen gesellschaftlichen Dialog mit den verschiedenen Interessengruppen und insbesondere der lokalen Bevölkerung in den betroffenen Reservegebieten zu fördern. Die Befürchtungen sollten dann bei der Auswahl der einzusetzenden Technologie berücksichtigt werden. Technische Studien und die Entwicklung innovativer Lösungen können die Sicherheit verbessern, insbesondere indem durch die Verwendung effektiver Überwachungstechnologien sichergestellt wird, dass es an den Speicherstandorten nicht zu CO2-Lecks kommt.
Welche Technologiearten haben die größte Akzeptanz in der Bevölkerung? Und welche eignen sich am besten, um mögliche Lecks in CO2-Speicherinfrastrukturen zu vermeiden und zu erkennen?
Wie wir Sie bei Ihren CCUS-Projekten begleiten
Alcimed begleitet seine Kunden bei vielen Energie- und Umweltthemen, insbesondere bei Fragen im Zusammenhang mit der Abscheidung, Nutzung und dem Speichern von CO2. Tatsächlich führen wir regelmäßig Missionen zu diesem Thema mit verschiedenen Akteuren durch, wie zum Beispiel Unternehmen im Bereich Energie und Umwelt (Suez, Véolia, EDF, Orano, RTE, …), Kosmetikunternehmen (L‘Oréal , Chanel, …), Akteuren in Luft- und Raumfahrt (Safran, Airbus, Thalès, Dassault Aviation, …), Unternehmen im Gesundheitswesen (Sanofi, Moderna, Pfizer, …) oder nationalen und europäischen Forschungseinrichtungen (wie beispielsweise die CARNOT-Institute oder die sogenannten SATTs, Unternehmen zur Beschleunigung des Technologietransfers).
Die Vielfalt unserer Kunden, der geografischen Räume, die wir erforschen und der Arten von Projekten, die wir durchführen, verschafft uns ein umfassendes und tiefgehendes Verständnis der Herausforderungen, die mit CCUS-Ansätzen verbunden sind.
Unsere Projekte umfassen so unterschiedliche Themen wie die Entwicklung von Klimaplänen und Energiewendestrategien unter Verwendung von Carbon Capture, Utilization and Storage, die Bewertung von Marktchancen, die Analyse der besten bestehenden und sich in Entwicklung befindender technologischen Lösungen, die Einführung von Innovationen, die Identifizierung von akademischen oder industriellen Partnern, und viele mehr!
Beispiele aktueller Projekte im Bereich CCUS, die wir für unsere Kunden durchgeführt haben
Bewertung der Möglichkeiten zur lokalen Verwertung von flüssigem CO2 für einen Akteur im Umweltsektor
Das Unternehmen aus dem Umweltsektor hatte sich zum Ziel gesetzt, die aus seinen künftigen Methanisierungsanlagen resultierenden Emissionen besser zu nutzen. Das Team fragte sich, wie es eine lokale Verwertung dieses „grünen CO2“ entwickeln könne, welche Bedürfnisse und Erwartungen potenzielle Nutzer hätten und welche logistischen Herausforderungen für die Beschaffung bestehen.
Wir unterstützten unseren Kunden, indem wir potenzielle lokale Nutzer dieses grünen CO2 identifizierten und ihre aktuellen Praktiken (Beschaffung, Logistik, Preis, …), Bedürfnisse und Erwartungen analysierten. Ziel unserer Recherche war es, die Aufnahmebereitschaft dieser potentiellen Kunden für das vorgeschlagene Angebot zu ermitteln.
Zusätzlich zu dieser Identifizierung zahlreicher potenzieller Verwertungswege erhielt Alcimed eine erste Zusage, die von acht lokalen Akteuren unterzeichnet wurde. Sie bekundeten ihr Interesse an dem biobasierten flüssigen CO2 und am Wertversprechen unseres Kunden.
Marktstudie zur Positionierung einer neuen CCUS-Technologie für ein Forscherteam
Ein Forscherteam fragte sich, wie die Produktpositionierung einer sich in der Entwicklung befindlichen neuen Technologie zur Adsorption von CO2 und Lithium aussehen könnte.
Wir begleiteten das Team bei der Untersuchung zweier Zielmärkte mit einer Studie zur Empfänglichkeit potenzieller Kunden, einem Wettbewerbs-Benchmark, der Identifizierung aktueller F&E-Treiber für ähnliche Technik, der Identifizierung wichtiger Emittenten von Treibhausgasemissionen und potenzieller Nutzer sowie die vorläufige Untersuchung der damit verbundenen regulatorischen Fragen bezüglich der Gewinnung von Lithium aus geothermischem Wasser in Frankreich.
Diese umfassende Studie ermöglichte es uns, den vielversprechendsten Markt zu identifizieren und die nächsten Schritte in Forschung und Entwicklung, sowie die dazugehörige Roadmap, für unseren Kunden festzulegen.
Identifizierung von CCUS-Technologien, welche auf die CO2-Lagerstätte eines Unternehmens im Agrar- und Ernährungssektor anwendbar sind
Alcimed identifizierte im Auftrag eines führenden Herstellers von Weinen und Spirituosen CCUS-Lösungen, die im Kontext seiner CO2-Lagerstätte Anwendung finden könnten.
Zunächst erstelltte unser Team einen Überblick über die verfügbaren Technologiearten und deren eingehende Bewertungen auf technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Ebene.
So konnte es einerseits die Technologietypen zurückstellen, deren technische und wirtschaftliche Machbarkeit nicht nachgewiesen wurde oder deren Potenzial zur Kohlenstoffbindung zu begrenzt war (in Bezug auf die absorbierbaren Volumina oder in Bezug auf die Dauer der Kohlenstoffbindung). Andererseits konnten 8 erfolgsversprechende Technologiearten und die damit verbundenen industriellen Anwendungen ausgewählt werden, darunter beispielsweise die Herstellung von Baustoffen, die Betonverarbeitung und die Herstellung von Natriumbikarbonat.
Strategische Untersuchung von CO2-Verwertungsmethoden für einen öffentlichen Akteur
Alcimed unterstützte die französische Agentur für ökologischen Wandel (ADEME) bei der Erstellung eines Referenzdokumentes über die diversen Möglichkeiten der CO2-Verwertung, um das strategische Interesse Frankreichs an der Förderung einer Möglichkeit zur CO2-Verwertung zu bewerten.
Nachdem unser Team die verschiedenen Verwertungswege entsprechend der Art der CO2-Umwandlung (ohne Umwandlung oder mit chemischer oder biologischer Umwandlung) segmentiert hatte, analysierte es den Stand der Technik je nach Verwertungsweg für die verschiedenen Projekte.
So konnte unser Team die größten Herausforderungen und Hindernisse für jeden Sektor ermitteln.
Entwicklung einer CCUS-Strategie für einen Akteur im Umweltsektor
Einer unserer Kunden, ein Akteur im Umweltsektor, wollte CO2-neutral werden und dazu das Potenzial einer CCUS-Strategie analysieren.
Alcimed begleitete ihn bei der Identifizierung aller verfügbaren oder in der Entwicklung befindlichen Lösungen zur CO2-Abscheidung, sowie beim Mapping möglicher Verwertungswege.
Unter den rund 70 Lösungen und 43 Verwertungsmethoden, welche unser Team herausgearbeitet hatte, wurden die vielversprechendsten Kombinationen von Abscheidung und Verwertung für unseren Kunden ausgewählt. So wurden Verwertungsmethoden wie Mineralisierung oder Alternativen zu fossilen Ressourcen erforscht.
Technoökonomische Analyse von chemischen Verfahren zur CO2-Rückgewinnung
Alcimed unterstützte einen Projektleiter dabei, ein ganzheitliches Verständnis der Möglichkeiten zur chemischen Rückgewinnung von Kohlendioxid zu erhalten, um die eigene Technik besser aufzustellen.
Unsere Teams erstellten einen Überblick über die unterschiedlichen Optionen, um sie nach verschiedenen Kriterien zueinander in Beziehung zu setzen: technologischer Reifegrad, Industrialisierung, Entwicklungspotenzial, wirtschaftliche Relevanz der geschaffenen Produkte, …
Unsere Teams führten außerdem eine gezielte Analyse mit Fokus auf den elektrochemischen Ansatz durch und ermittelten den Stand der Technik, um die Vorteile der Technologiearten unseres Kunden gegenüber der Konkurrenz hervorzuheben. Dabei ging es beispielsweise um die Herstellung verschiedener Produkte durch Elektrolyse wie Propanol, Ethylen oder auch Kohlenmonoxid.
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Weiterführende Informationen
Alcimed wurde 1993 gegründet und ist ein Beratungsunternehmen für Innovation und die Erschließung neuer Märkte, das sich auf innovative Sektoren spezialisiert hat: Life Sciences (Gesundheitswesen, Biotechnologie, Agrarwirtschaft und Ernährungswirtschaft), Energie, Umwelt, Mobilität, Chemie, Werkstoffe, Kosmetik, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung.
Unsere Berufung? Wir begleiten private und öffentliche Entscheidungsträger bei der Erkundung und Entwicklung ihrer unerforschten Gebiete: neue Technologien, neue Angebote, neue geografische Räume, Zukunftsperspektiven und neue Innovationswege.
Unser Team besteht aus 220 hochqualifizierten, multikulturellen und leidenschaftlichen Entdeckern, die in acht Büros weltweit (in Frankreich, Europa, Singapur und den Vereinigten Staaten) tätig sind und eine duale Expertise aus Wissenschaft/Technologie und Wirtschaft mitbringen.
Unser Traum? Ein Team von 1.000 Entdeckern aufzubauen, um gemeinsam mit unseren Kunden die Welt von morgen zu gestalten.
CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage) bezeichnet Technologien zur Abscheidung und Speicherung von CO2, sowie die Mittel zu dessen Wiederverwertung als Rohstoff in der Industrie oder Landwirtschaft.
Es umfasst also in erster Linie die Abscheidungssysteme für Kohlendioxid, welches von umweltbelastenden Industrien ausgestoßen wird oder sich in der Atmosphäre befindet.
Einmal abgeschieden kann CO2 unterirdisch in hermetisch abgeschlossenen natürlichen Reservoirs gespeichert werden: entweder in tiefen salzhaltigen Aquiferen oder in heute erschöpften Kohlenwasserstofflagerstätten. Dies wird als CCS-Ansatz bezeichnet: „Carbon Capture and Storage“.
Das abgeschiedene Kohlenstoffdioxid kann auch in der Industrie oder in der Landwirtschaft genutzt werden. In diesem Fall spricht man von CCU: Carbon Capture and Utilization. Diese Technologie kann in verschiedenen Bereichen Anwendung finden. So kann beispielsweise im Energiesektor CO2 bei der Synthese von Kohlenstoff und Wasserstoff verwendet werden. Im Chemiesektor kann es als Reagenz bei organischen Synthesen zur Herstellung von Polymeren und anorganischen Karbonaten eingesetzt werden. Darüber hinaus ist eine Nutzung als Rohstoff bei der Herstellung von Baumaterialien denkbar, um die Aushärtung von Beton zu beschleunigen. In der Landwirtschaft kann der Ertrag gesteigert werden, indem die Photosynthese von in Gewächshäusern angebautem Obst und Gemüse gefördert wird, oder indem die durch Kohlendioxid-Abscheidung erzeugten Salze als Dünger genutzt werden.
Die Nutzung von CCUS fördert ein nachhaltiges Wirtschaftswachstum im Einklang mit den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft. Daraus ergeben sich mehrere wichtige Vorteile für die Industrie:
- Verringerung des Kohlenstoff-Fußabdrucks durch die Abscheidung und Speicherung des ausgestoßenen CO2,
- Schaffung von Möglichkeiten für die technologische Forschung und Entwicklung sowie für die Umsetzung und die Bereitstellung von Dienstleistungen,
- Wertschöpfung in verschiedenen industriellen Anwendungen wie der Produktion von Düngemitteln, Baumaterialien, Kraftstoffen und Kunststoffpolymeren,
- Erschließung neuer Wertschöpfungsquellen, insbesondere durch die verbesserte Erdölgewinnung (EOR), bei der verschiedene Techniken zur Steigerung der aus einem Erdölfeld gewinnbaren Erdölmenge eingesetzt werden.