Angesichts des gesetzlich verankerten Ziels der Treibhausgasneutralität bis 2045 in Deutschland gewinnt Carbon Capture and Storage als potenzieller Baustein zur Minderung unvermeidbarer Restemissionen an Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit werden die Rahmenbedingungen, Herausforderungen und Potenziale von CCS im deutschen Kontext analysiert, mit besonderer Berücksichtigung raumplanerischer Aspekte, die bislang in der Diskussion wenig Beachtung fanden. Das methodische Vorgehen kombiniert eine Potenzialanalyse, internationale Fallstudien (Norwegen, Niederlande), eine GAP-Analyse sowie die Anwendung der Szenariotechnik, um zu evaluieren, ob und unter welchen Bedingungen CCS einen nachhaltigen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten kann.
Die Ergebnisse zeigen, dass CCS einen wirksamen Beitrag leisten kann, sofern der Einsatz gezielt, integriert und räumlich koordiniert erfolgt. Entscheidend dafür sind konsistente politische und rechtliche Rahmenbedingungen, Investitionssicherheit, der zügige Aufbau von CO₂-Transport- und -Speicherinfrastrukturen sowie eine frühzeitige Einbindung der Öffentlichkeit, um die gesellschaftliche Akzeptanz sicherzustellen. Internationale Erfahrungen aus Norwegen und den Niederlanden unterstreichen die Bedeutung klarer politischer Weichenstellungen und transparenter Beteiligungsprozesse. Die Szenarien verdeutlichen, dass CCS insbesondere dann zur nachhaltigen Emissionsminderung beiträgt, wenn es auf unvermeidbare Restemissionen beschränkt und in eine umfassende Klimaschutzstrategie integriert wird. Unter diesen Bedingungen lassen sich ökologische Risiken minimieren und wirtschaftliche Chancen nutzen, wohingegen ohne integrierte Planung und Steuerung das Risiko von Lock-in-Effekten und negativen Folgewirkungen steigt. Die Arbeit schlussfolgert, dass CCS in Deutschland zwar kein Allheilmittel darstellt, jedoch als planungsrelevantes Instrument einen Beitrag zur Klimaneutralität leisten kann.
Inhaltsverzeichnis des Buches
- Abbildungsverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Forschungsziel und Gliederung der Arbeit
- 2. Theoretischer Rahmen
- 2.1 Treibhausgasneutralität
- 2.1.1 Treibhausgasbilanz Deutschlands und die Bedeutung von Restemissionen
- 2.2 Carbon Management
- 2.2.1 Carbon Dioxide Removal
- 2.2.2 Carbon Capture and Utilization
- 2.2.3 Carbon Capture and Storage
- 2.3 Stand der Forschung
- 2.3.1 CCS in der Raumplanung
- 2.1 Treibhausgasneutralität
- 3. Methodik
- 3.1 Literaturbasierte & kriteriengeleitete Potenzialanalyse
- 3.2 Vergleichende Fallanalyse
- 3.3 GAP-Analyse
- 3.4 Szenariotechnik
- 4. CCS-Potenzial in Deutschland
- 4.1 Geologie
- 4.2 Rechtliche Rahmenbedingungen
- 4.3 Transportinfrastruktur
- 4.4 Kosten und Finanzierung
- 4.5 Ökologie und Nutzungskonflikte
- 4.6 Soziale Rahmenbedingungen
- 4.7 Umsetzungspotenzial in Deutschland
- 5. CCS in Norwegen
- 5.1 Geologie
- 5.2 Rechtlicher Rahmen
- 5.3 Transportinfrastruktur
- 5.4 Kosten und Finanzierung
- 5.5 Ökologie und Nutzungskonflikte
- 5.6 Soziale Rahmenbedingungen
- 5.7 Förderliche Rahmenbedingungen & Herausforderungen für CCS
- 6. CCS in den Niederlanden
- 6.1 Geologie
- 6.2 Rechtlicher Rahmen
- 6.3 Transportinfrastruktur
- 6.4 Kosten & Finanzierung
- 6.5 Ökologie und Nutzungskonflikte
- 6.6 Soziale Rahmenbedingungen
- 6.7 Förderliche Rahmenbedingungen & Herausforderungen für CCS
- 7. GAP-Analyse
- 7.1 Geologie
- 7.2 Rechtlicher Rahmen
- 7.3 Transportinfrastruktur
- 7.4 Kosten & Finanzierung
- 7.5 Ökologie & Nutzungskonflikte
- 7.6 Soziale Rahmenbedingungen
- 7.7 Maßnahmeneindordnung zur Erreichung der THG-N
- 8. Szenarien
- 8.1 Szenario 1: „Optimistischer Weg in die CO₂-Neutralität“
- 8.2 Szenario 2: „Realistisches Zögern – der Kompromiss“
- 8.3 Szenario 3: „Pessimistischer Stillstand – der blockierte Wandel“
- 8.4 Szenario 4: „Worst Case – Hochmut kommt vor dem Fall“
- 8.5 CCS im Szenarienvergleich
- 9. Fazit
- 10. Handlungsempfehlung – Roadmap für die Umsetzung von CCS in Deutschland
- Phase 1: 2025-2030
- Phase 2: 2030-2035
- Phase 3: 2035-2040
- Phase 4: 2040-2045
- 11. Diskussion & Ausblick
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Diese Masterarbeit zielt darauf ab, die bestehenden Erkenntnisse zu Carbon Capture and Storage (CCS) zu erweitern, indem die Rahmenbedingungen und erforderlichen Anpassungen für eine erfolgreiche Implementierung in Deutschland analysiert werden. Die zentrale Forschungsfrage lautet: „Wie kann CCS einen nachhaltigen Beitrag zur Erreichung der Treibhausgasneutralität in Deutschland leisten?“. Dabei werden auch potenzielle ökologische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Effekte von CCS dargelegt, mit besonderer Berücksichtigung raumplanerischer Aspekte.
- Analyse der Rahmenbedingungen für CCS in Deutschland (geologisch, rechtlich, infrastrukturell, ökonomisch, ökologisch, gesellschaftlich).
- Identifikation von Erfolgsfaktoren und Hemmnissen für CCS durch internationale Fallstudien (Norwegen, Niederlande).
- Ableitung notwendiger Anpassungen für die CCS-Implementierung in Deutschland mittels GAP-Analyse.
- Bewertung des Beitrags von CCS zur Treibhausgasneutralität unter Berücksichtigung verschiedener Szenarien.
- Integration raumplanerischer Aspekte in die Bewertung und Implementierung von CCS.
Auszug aus dem Buch
1. Einleitung
Der anthropogene Klimawandel ist eine unbestreitbare Realität, die längst kein Zukunftsszenario mehr darstellt, sondern zu den drängendsten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts zählt (IPCC 2023: 42). Wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass die durchschnittliche globale Temperatur bereits im Zeitraum von 2011-2020 um 1,1 °C im Vergleich zur vorindustriellen Zeit angestiegen ist. Diese Erwärmung ist maßgeblich auf die hohe Konzentration von Treibhausgasen (THG) in der Atmosphäre zurückzuführen, die durch industrielle Prozesse, Energieproduktion, Landwirtschaft und Verkehrssysteme emittiert werden. Trotz zahlreicher internationaler Klimaschutzmaßnahmen und politischer Verpflichtungen steigen die globalen Emissionen weiter an und führen zu weitreichenden ökologischen und sozioökonomischen Konsequenzen. Extremwetterereignisse nehmen weltweit zu, bedrohen Ökosysteme, die Nahrungs- und Wasserversorgung sowie die menschliche Gesundheit (ebd.). Angesichts dieser Entwicklungen wurde auf der Weltklimakonferenz 2015 in Paris das Pariser Klimaabkommen verabschiedet, in dem sich 195 Staaten völkerrechtlich dazu verpflichten, die Erderwärmung auf deutlich unter 2 °C, möglichst auf 1,5 °C, gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen (BMZ o.J.). Die Umsetzung dieses Ziels erfordert eine tiefgreifende Transformation der globalen Wirtschaft hin zu klimaneutralen Strukturen. Besonders die Reduktion von Treibhausgasemissionen (THG-E), der beschleunigte Ausbau erneuerbarer Energien sowie die Förderung innovativer Technologien zur CO₂-Reduktion sind zentrale Hebel für eine nachhaltige Entwicklung (ebd.).
Mit der Novelle des Bundes-Klimaschutzgesetzes (KSG) von 2021 hat Deutschland das Ziel der Netto-Treibhausgasneutralität bis 2045 gesetzlich verankert (Bundesregierung 2024a). Ab dem Jahr 2050 sollen negative Emissionen erzielt werden, indem der Atmosphäre mehr CO2 entzogen als ausgestoßen wird (ebd.). Zur Umsetzung dieser ambitionierten Klimaziele hat die Bundesregierung in den vergangenen Jahren verstärkt den Ausbau erneuerbarer Energien vorangetrieben und die Nutzung fossiler Energieträger sukzessiv reduziert (Bundesregierung 2024b). Dennoch bleibt die Herausforderung bestehen, dass in industriellen Schlüsselbranchen weiterhin unvermeidbare Restemissionen anfallen werden, die mit den aktuell verfügbaren oder in Entwicklung befindlichen Technologien nicht vollständig eliminiert werden können, wodurch das Ziel der Treibhausgasneutralität (THG-N) auf diesem Weg voraussichtlich nicht erreicht werden kann (ebd.). Vor diesem Hintergrund gewinnt die Technologie zur CO₂-Abscheidung und -Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS) zunehmend an Bedeutung in der wissenschaftlichen und politischen Debatte (BMWK 2024a: 1). CCS ermöglicht die langfristige Speicherung von CO₂ aus industriellen Prozessen in geologischen Formationen und bietet einen potenziellen Lösungsansatz, um unvermeidbare Emissionen von der Atmosphäre fernzuhalten und dadurch die Emissionsbilanz zu verbessern (NABU 2022: 2-4).
Trotz dieser Erkenntnisse ist CCS in Deutschland derzeit gesetzlich verboten, jedoch wurden im Mai 2024 die Carbon Management-Strategie (CMS) und ein darauf basierender Gesetzesentwurf zur Novellierung des Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes (KSpG) vorgestellt (Vahlenkamp et al. 2024: 57). Dieser fokussiert die Zulassung von Offshore-Speicherung und -Transport in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Nordsee, während den Bundesländern Entscheidungskompetenzen für Onshore-Speicherstätten eingeräumt werden (ebd.). Auch im aktuellen Koalitionsvertrag der 21. Legislaturperiode wird CCS als zentrale Ergänzung zum Ausbau erneuerbarer Energien benannt, um die Klimaziele zu erreichen (Koalitionsvertrag 2025: Z. 1080-1092). Angesichts der langen Realisierungsphasen von Energieinfrastrukturen besteht dringender Handlungsbedarf, die erforderlichen rechtlichen und infrastrukturellen Rahmenbedingungen zu schaffen, um das Potenzial der Technologien rechtzeitig nutzen zu können und so zur Erreichung der THG-N beizutragen (BMWK 2024b: 20). Die Unverzichtbarkeit von CCS bei der Erreichung der Klimaziele wird zwar mittlerweile von der Bundesregierung anerkannt, allerdings verzögern fehlende wissenschaftliche Erkenntnisse sowie bestehende Unsicherheiten die zügige Implementierung dieser Technologien (Ausschuss für Klimaschutz und Energie des Deutschen Bundestages 2024).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Problematik des Klimawandels und Deutschlands Ziel der Treibhausgasneutralität ein und beleuchtet die zunehmende Bedeutung von Carbon Capture and Storage (CCS) als Baustein zur Reduktion unvermeidbarer Restemissionen.
2. Theoretischer Rahmen: Hier werden die theoretischen Grundlagen der Arbeit gelegt, indem zentrale Begriffe wie Treibhausgasneutralität und Carbon Management definiert und der aktuelle Forschungsstand zu CCS sowie verwandten Technologien wie Carbon Dioxide Removal (CDR) und Carbon Capture and Utilization (CCU) beleuchtet werden.
3. Methodik: Dieses Kapitel stellt das mehrstufige Forschungsdesign vor, das eine literaturbasierte Potenzialanalyse, vergleichende Fallstudien internationaler Beispiele (Norwegen, Niederlande), eine GAP-Analyse und die Szenariotechnik kombiniert, um die Forschungsfragen zu beantworten.
4. CCS-Potenzial in Deutschland: Es werden die spezifischen Rahmenbedingungen in Deutschland für die Implementierung von CCS analysiert, darunter geologische Gegebenheiten, rechtliche Voraussetzungen, Transportinfrastruktur, Kosten, Finanzierung, ökologische Aspekte und soziale Akzeptanz.
5. CCS in Norwegen: Dieses Kapitel untersucht Norwegen als globales Best-Practice-Beispiel für CCS, analysiert dessen geologische Potenziale, rechtlichen Rahmen, Transportinfrastruktur, Kosten- und Finanzierungsmodelle sowie ökologische und soziale Rahmenbedingungen.
6. CCS in den Niederlanden: Hier wird der Ansatz der Niederlande im Bereich CCS beleuchtet, indem die geologischen Voraussetzungen, der rechtliche Rahmen, die Transportinfrastruktur, die Kosten- und Finanzierungsstrategien sowie ökologische und soziale Aspekte untersucht werden.
7. GAP-Analyse: In diesem Kapitel werden die Erkenntnisse aus den Analysen für Deutschland, Norwegen und die Niederlande verglichen, um Defizite in der deutschen CCS-Implementierung zu identifizieren und konkrete Anpassungsmaßnahmen abzuleiten.
8. Szenarien: Vier narrative Szenarien für die Entwicklung von CCS in Deutschland werden vorgestellt, um die möglichen Effekte unterschiedlicher politischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen auf die Erreichung der Klimaziele aufzuzeigen.
9. Fazit: Das Fazit fasst die Kernergebnisse der Arbeit zusammen, betont die Rolle von CCS als notwendiger Baustein für die Treibhausgasneutralität und hebt die Bedeutung integrierter Planung und gesellschaftlicher Akzeptanz hervor.
10. Handlungsempfehlung – Roadmap für die Umsetzung von CCS in Deutschland: Dieses Kapitel skizziert eine schrittweise Roadmap mit konkreten Maßnahmen und Fokusbereichen für die Implementierung von CCS in Deutschland bis 2045, basierend auf den identifizierten Handlungsbedarfen.
11. Diskussion & Ausblick: Eine kritische Reflexion der methodischen und thematischen Limitationen der Arbeit sowie die Identifikation zukünftiger Forschungsbedarfe runden die Arbeit ab.
Schlüsselwörter
Carbon Capture and Storage (CCS), Treibhausgasneutralität (THG-N), Klimaschutz, Deutschland, Raumplanung, Restemissionen, Carbon Management, Geologische Speicherung, CO2-Transport, Politische Rahmenbedingungen, Gesellschaftliche Akzeptanz, Fallanalyse, Szenariotechnik, Dekarbonisierung, CO2-Emissionen
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die potenziellen Beiträge von Carbon Capture and Storage (CCS) zur Erreichung der Treibhausgasneutralität in Deutschland, indem sie die bestehenden Rahmenbedingungen, erforderlichen Anpassungen und die vielschichtigen Auswirkungen dieser Technologie untersucht.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themenfelder umfassen Treibhausgasneutralität, Carbon Management (CCS, CCU, CDR), die Analyse nationaler und internationaler Rahmenbedingungen (geologisch, rechtlich, infrastrukturell, ökonomisch, ökologisch, sozial) sowie raumplanerische Aspekte der CCS-Implementierung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist es, die Rolle von CCS als Baustein einer treibhausgasneutralen Zukunft in Deutschland zu bewerten. Die Forschungsfrage lautet: „Wie kann CCS einen nachhaltigen Beitrag zur Erreichung der Treibhausgasneutralität in Deutschland leisten?“
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit kombiniert eine literaturbasierte und kriteriengeleitete Potenzialanalyse, vergleichende Fallanalysen internationaler Beispiele (Norwegen, Niederlande), eine GAP-Analyse zur Identifikation von Defiziten und die Szenariotechnik zur Modellierung möglicher Entwicklungspfade.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die theoretischen Grundlagen von CCS, detaillierte Analysen des CCS-Potenzials und der Rahmenbedingungen in Deutschland, vergleichende Fallstudien aus Norwegen und den Niederlanden, eine GAP-Analyse zur Ableitung von Maßnahmen sowie die Entwicklung von Szenarien für die zukünftige CCS-Implementierung in Deutschland.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Schlüsselwörter wie Carbon Capture and Storage (CCS), Treibhausgasneutralität (THG-N), Klimaschutz, Deutschland, Raumplanung, Restemissionen, Carbon Management, Geologische Speicherung, CO2-Transport, Politische Rahmenbedingungen, Gesellschaftliche Akzeptanz, Fallanalyse, Szenariotechnik und Dekarbonisierung charakterisiert.
Warum wird CCS in Deutschland noch immer kontrovers diskutiert und ist gesetzlich eingeschränkt?
CCS ist in Deutschland aufgrund gesellschaftlicher Skepsis, Risikobedenken bezüglich möglicher CO2-Leckagen, unzureichender Transparenz und mangelnder Partizipation sowie einer restriktiven Gesetzeslage, die Onshore-Speicherung weitgehend verbietet, umstritten.
Welche Rolle spielen internationale Erfahrungen für die CCS-Implementierung in Deutschland?
Internationale Erfahrungen, insbesondere aus Norwegen und den Niederlanden, dienen als Best-Practice-Beispiele und Referenzrahmen. Sie helfen, Erfolgsfaktoren und Hemmnisse zu identifizieren und praxisnahe Anhaltspunkte für die Übertragbarkeit von CCS-Strategien auf den deutschen Kontext zu gewinnen.
Wie können Nutzungskonflikte, insbesondere im maritimen Raum, bei der Implementierung von CCS in Deutschland gelöst werden?
Nutzungskonflikte im maritimen Raum, etwa mit Offshore-Windenergie oder Fischerei, können durch eine integrierte und vorausschauende Meeresraumordnung, klare Verankerung von CCS als Nutzungskategorie und konsensorientierte Planungsprozesse sowie umfassende Umweltverträglichkeitsprüfungen gelöst werden.
Welche unterschiedlichen Zukunftspfade für CCS in Deutschland werden in den Szenarien aufgezeigt?
Die Arbeit skizziert vier Szenarien: einen optimistischen Weg mit schneller Integration und Akzeptanz, ein realistisches Zögern mit Kompromissen und Verzögerungen, einen pessimistischen Stillstand durch Widerstände und wirtschaftliche Herausforderungen und einen Worst-Case, bei dem CCS zu einer Fehlentwicklung mit negativen Auswirkungen auf das Vertrauen in die Klimapolitik führt.
- Citation du texte
- Laura Konopka (Auteur), 2025, Wege zur Netto-Null. Carbon Capture and Storage als möglicher Baustein zur Erreichung der Treibhausgasneutralität in Deutschland, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1667882
