Akteure, Politiken, Businessmodelle und Akzeptanz
Die Negativemissionstechnologien (NET) und auch Carbon Dioxide Removal (CDR) können einen Beitrag zur Dekarbonisierung der Schweiz leisten. In diesem Sub-Projekt werden diese Technologien interdisziplinär betrachtet und neben dem technischen auch die ökonomische Sicht einbezogen. Konkret geht es vor allem um Carbon Capture and Utilisation/Storage (CCUS), also Abscheidung an Punktquellen, Direct Air Capture (DAC), Nutzung von Holzbau und Biochar.
Ziele
Im Projekt werden die für die Dekarbonisierung wichtigen Akteure in der Schweiz identifiziert und vernetzt, um somit die Kenntnisse über CDR und NET zu verbreiten und so eine schnellere Skalierung der besten Technologien zu unterstützen. Ein Überblick über relevante aktuelle und abgeschlossene Projekte zeigt den Stand der Forschung zu den Technologien. Um die Zusammenarbeit und Relevanz der Akteure, bzw. und Akzeptanz und den Nutzen von politischen Instrumenten kurzfristig (2030) und langfristig (2050) besser einschätzen zu können, wurden die zuvor identifizierten Akteuren bezüglich Ihrer Präferenzen in Bezug auf Politiken für die fünf grossen NET/CCS-Technologien befragt. Mit diesen Einschätzungen und einer ausgedehnten Untersuchung sollen Empfehlungen für Politiken ausgearbeitet werden. Ein weiters Ziel des Projektes ist es für die analysierten Technologie die Potenziale und Kosten zu verstehen, um daraus Ideen für einen optimalen Schweizer Mix in Form einer «Pseudo Merit Order» oder «Removal Abatement Cost Potential» ableiten zu können. Hier sollen Daten aus den bestehenden Anlagen und Pilotprojekten einfliessen. Ausserdem werden im nächsten Schritt Szenarien entwickelt, da nur so die grosse Komplexität abgebildet und für verschiedene Kombinationen sinnvolle Ergebnisse generiert werden können.
Vorgehen
Um die oben genannten Forschungsziele zu erreichen, wurden neben wissenschaftlichen Methoden auch verschiedene Prozesse für den Wissensaustausch etabliert. So fanden viele Fachgespräche und auch Workshops zu verschiedenen Themen statt. Es wurden dabei gemeinsame Wissenscontainer geschaffen, auf die die Projektpartner zugriff haben, z.B. gemeinsame Miro-Boards oder Tabellen. Es gab eine umfangreiche Literaturstudie und auch regelmässig wissenschaftliche Arbeiten, z.B. Masterarbeiten zum Thema. Folgende wissenschaftliche Methoden wurden angewendet: Literaturrecherche, Umfragen, Interviews und Textdatenanalysen, Life Cycle Assessment Methoden und Modelling.
Beteiligte Partner
In diesem Projektteil sind sehr viele Partner involviert. Weitere können auch noch dazu kommen:
- Akademische Partner: ETHZ, PSI, ZHAW
- Implementationspartner: Renergia, S-WIN, Timberfinance, Energie Ausserschwyz, cemsuisse, Climeworks, NeoCarbons, Qaptis, Klimarappen, WWF
- Unterstützende Partner: Perspectives
Resultate
Anfang 2024 wurde ein Interims Report fertig gestellt in dem die erreichten Projektergebnisse zusammengefasst wurden. Ausserdem wurde auch das finanzielle und Midterm-Reporting eingereicht. Weitere Resultate werden jeweils Anfang der folgenden Jahre publiziert.
Fachgruppen
FG TCCS
Timber Carbon Capture & Storage (TCCS) steht für im Bau durch Holz gespeichertes CO2. Das eingesetzte Konstruktion-Holz bietet die Möglichkeit, den Bausektor durch nicht nur durch Einsparung von Beton und Stahl zu decarbonisieren sondern gleichzeitig durch den Kohlenstoffanteil im Holz die Bauwerke als langfristigen CO2-Speicher zu nutzen und damit negative Emissionen zu ermöglichen. Für diese Methode gibt es derzeit noch keine offiziellen Standard. Diese werden von unseren Praxispartnern derzeit erarbeitet. Spannend ist diese Technologie auch, da sie sehr kurzfristig Möglichkeiten bietet CO2 zu sparen und speichern.
FG Biochar/PyCCUS/HTC
Sowohl durch Pyrolyse (Py), wie auch durch Hydrothermale Carbonisierung (HTC) kann Kohlenstoff in Biomasse in einer Art Kohle fixiert werden, wobei Biochar bzw. Hydrochar entstehen. Diese Pflanzenkohlen sind ein wertvolles kohlenstoffreiches Material, welches vielfältig verwendet werden kann und weitere Co-Benefits besitzt. Weil die verwendeten Pflanzen CO2 aus der Luft gebunden haben, zählt es zu den NET, da CO2 aus der Luft entfernt und gespeichert werden kann. Rund 50% des Kohlenstoffs wird in Biochar umgewandelt und ist dort stabil gebunden.
FG (BE)CUS
Carbon Capture” (“CC” in der Abkürzung von CCS bzw. BECCS) bezieht sich auf verschiedene Verfahren, um CO2 aus Abgasen, sogenannten Punktquellen, abzutrennen. Wenn das Substrat Biomasse ist, z.B. Holz, und diese energetisch genutzt wird, dann spricht man von «BioEnergy Carbon Capture» (wobei diese Anwendung üblicherweise mit der Speicherung des Kohlenstoffs beschrieben wird, also BECCS). Die eingesetzten Verfahren unterscheiden sich nicht nur hinsichtlich der Technologie, sondern sind auch von der Art der Punktquelle, z.B. dem Rohmaterial und der Verwendung des CO2 abhängig. Nur beim Einsatz von nachhaltiger Biomasse können negative Emissionen erzielt werden, ansonsten können die Verfahren je nach Ausprägung maximal klima-neutral (“carbon neutral”) sein.
FG DACCS
DACCS steht für Direct Air Capture & Storage. Dabei wird CO2 direkt aus der Atmosphäre abgeschieden und möglichst dauerhaft gespeichert, z.B. durch Verpressung in den Boden. Die derzeitige Technologie saugt meist durch Ventilatoren grosse Mengen Luft an chemische oder physikalische Sorptionsmittel, wo das CO2 gebunden wird. Später kann es z.B. durch Wärme wieder frei gesetzt und abgesaugt werden. Da die Konzentration an CO2 in der normalen Luft sehr gering ist, braucht DAC grosse Mengen an Energie und kann nur dort genutzt werden, wo es überflüssige, günstige, erneuerbare Energie gibt. Ausserdem sollten die Abscheider nah an möglichen Speicherstätten liegen.
Kontakt
Projekt Lead: Prof. Dr. Regina Betz, regina.betz@zhaw.ch
Co-Lead : Dr. Christina Marchand, christina.marchand@zhaw.ch