Forschung zur Rolle von Gas und Kohle in der Energiewende

Die Energiewende ist ein umfassender Prozess, der auf die Dekarbonisierung der globalen Energieversorgung abzielt. Während erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie im Mittelpunkt dieser Transformation stehen, spielen fossile Brennstoffe, insbesondere Gas und Kohle, nach wie vor eine wichtige Rolle in der Übergangsphase. Die Forschung konzentriert sich darauf, wie diese traditionellen Energieträger genutzt werden können, um kurzfristig Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Voraussetzungen für eine langfristige nachhaltige Energieversorgung zu schaffen.

Die Rolle von Erdgas in der Dekarbonisierung

Erdgas wird oft als Brückentechnologie in der Energiewende betrachtet, da es im Vergleich zu Kohle geringere Treibhausgasemissionen verursacht. Insbesondere in den Bereichen Stromerzeugung, Industrie und Heizung bietet Erdgas eine sofort verfügbare Möglichkeit, Emissionen zu senken. Die Forschung zeigt, dass durch den Ersatz von Kohle durch Erdgas in der Stromerzeugung die Emissionen um mehr als 50 % pro erzeugter Energieeinheit gesenkt werden können. Dies ist ein bedeutender Schritt zur Reduzierung der globalen CO2-Emissionen, insbesondere in Ländern wie China, Indien und den USA, die stark von Kohle abhängen.

Ein weiteres Forschungsgebiet konzentriert sich auf die Entwicklung von „sauberen“ Gasen, wie Wasserstoff und synthetischem Methan, die aus Erdgas gewonnen werden können. Diese sogenannten „blauen“ Gase bieten das Potenzial, tiefgreifende Dekarbonisierungsschritte zu ermöglichen, indem sie in bestehende Infrastrukturen integriert werden und langfristig zu einem Netto-Null-Emissionssystem beitragen.

Kohle: Herausforderungen und Chancen in der Transformation

Kohle ist nach wie vor eine der größten Quellen für globale CO2-Emissionen. In vielen Entwicklungsländern ist Kohle weiterhin der Hauptenergieträger für die Stromerzeugung und industrielle Prozesse. Die Herausforderung besteht darin, Wege zu finden, diese Abhängigkeit zu verringern, ohne die Energieversorgungssicherheit zu gefährden. Hier setzt die Forschung an, indem sie Methoden zur Effizienzsteigerung in der Kohleverstromung und zur Reduktion von Emissionen durch Kohlenutzung entwickelt.

Ein bedeutendes Forschungsfeld ist die Co-Verbrennung von Kohle mit Erdgas oder Ammoniak, um die Kohlenutzung schrittweise zu reduzieren und gleichzeitig die bestehenden Infrastrukturen zu nutzen. Diese Hybridlösungen bieten kurzfristige Emissionsminderungen und verlängern die Lebensdauer bestehender Kraftwerke, während die erneuerbaren Energien weiter ausgebaut werden.

Technologien zur CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCUS)

Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung liegt auf Technologien zur CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung (CCUS). Diese Technologien bieten die Möglichkeit, Emissionen aus der Nutzung von Gas und Kohle erheblich zu reduzieren. CCUS kann bis zu 95 % der CO2-Emissionen abfangen und ist daher besonders wichtig für schwer zu dekarbonisierende Sektoren wie die Stahl- und Zementproduktion.

Die Forschung zeigt, dass die großflächige Anwendung von CCUS in industriellen Clustern und Hubs entscheidend sein wird, um die Klimaziele zu erreichen. Erdgas spielt hierbei eine zentrale Rolle, da es in vielen dieser Industrieanlagen als Hauptbrennstoff verwendet wird. Die Kombination von CCUS mit der Nutzung von Erdgas könnte es ermöglichen, diese Industrien langfristig klimaneutral zu betreiben.

Infrastruktur und „Lock-in“-Effekte

Eine der Herausforderungen bei der Nutzung von Erdgas in der Energiewende ist das Risiko eines sogenannten „Lock-in“-Effekts. Dies bedeutet, dass Investitionen in neue Erdgasinfrastrukturen, wie Pipelines und Kraftwerke, langfristig Emissionen festschreiben könnten, da diese Anlagen über Jahrzehnte betrieben werden. Die Forschung untersucht daher Möglichkeiten, wie bestehende Infrastrukturen für die Nutzung von kohlenstoffarmen Gasen wie Wasserstoff umgerüstet werden können, um diesen Effekt zu vermeiden.

Ein vielversprechender Ansatz ist die Umrüstung bestehender Erdgasleitungen auf den Transport von Wasserstoff oder die Nutzung von Biogas. Diese Lösungen bieten die Möglichkeit, die Lebensdauer der Infrastruktur zu verlängern und gleichzeitig die Emissionen zu reduzieren. Dies erfordert jedoch erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung, um sicherzustellen, dass diese Umstellungen technisch machbar und wirtschaftlich sinnvoll sind.

Ausblick: Gas und Kohle als Teil der globalen Klimastrategie

Gas und Kohle werden trotz der Bemühungen um eine vollständige Dekarbonisierung noch einige Jahre eine Rolle im globalen Energiemix spielen. Die Forschung zeigt, dass diese Energieträger, wenn sie in Kombination mit neuen Technologien und strengen Emissionsstandards eingesetzt werden, dazu beitragen können, die CO2-Emissionen zu senken und die Energiewende zu unterstützen. Insbesondere Erdgas könnte als Brücke dienen, um den Übergang zu einer vollständig erneuerbaren Energiezukunft zu ermöglichen, während gleichzeitig die Versorgungssicherheit und wirtschaftliche Stabilität gewährleistet werden.

Die langfristige Vision ist jedoch klar: Eine nachhaltige Energiezukunft erfordert den schrittweisen Ausstieg aus fossilen Brennstoffen und den umfassenden Ausbau erneuerbarer Energien. Forschung und Innovation spielen hierbei eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass dieser Übergang so schnell und reibungslos wie möglich verläuft.