In vielen Bereichen der Industrie wird auch künftig noch Kohlendioxid in erheblichen Mengen anfallen. Damit die Emissionen nicht in die Atmosphäre gelangen, braucht es ein flächendeckendes, sicheres und wirtschaftlich sinnvolles CO2-Transportnetz. Zwei Fraunhofer-Institute arbeiten an diesem Plan.
Sankt Augustin – Im Fraunhofer-Exzellenzcluster CINES entwickeln Fraunhofer ISI und Fraunhofer SCAI Szenarien für ein künftiges CO2-Pipelinenetz. Dazu kombinieren sie strategische Standortplanung mit physikalischer Simulation und liefern damit eine belastbare Grundlage für Entscheidungen von Politik, Industrie und Netzbetreibern.
Woher kommt das CO2 und wo soll es hin?
Fraunhofer ISI analysiert, wo in Zukunft CO2-Emissionen anfallen, beispielsweise in der Stahlindustrie, bei der Müllverbrennung oder in chemischen Prozessen. Gleichzeitig erfasst es, wo CO2 als Rohstoff benötigt wird, etwa für sogenannte CCU-Technologien (Carbon Capture and Utilization).
Auf dieser Basis entsteht ein realistisches virtuelles Netz für das Jahr 2045 mit Pipelineverläufen, die Topografie, Transportform (gasförmig oder flüssig), Standortdichte und Kosten berücksichtigen.
Simulationssoftware prüft das System auf Herz und Nieren
Zum Einsatz kommt dabei die Software MYNTS (Multiphysical Network Simulation Tool), entwickelt von Fraunhofer SCAI. Sie simuliert das geplante Netz unter realen physikalischen Bedingungen: Wie entwickelt sich der Druck in der Leitung? Wo stockt der Fluss? Wie viele Pumpen sind nötig?
Dabei berechnen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch Extremszenarien wie den plötzlichen Ausfall großer Verbraucher. »Mit MYNTS erkennen wir Schwachstellen im System, bevor sie entstehen«, sagt Dr. Mehrnaz Anvari, Leiterin des Geschäftsfelds Network Evaluation Technologies bei Fraunhofer SCAI.
Ohne Exporte in Nachbarländer wird es teuer
Ein zentrales Ergebnis der Berechnungen: Ohne Exportoptionen in Nachbarländer müsste Deutschland deutlich größere Rohrdurchmesser einplanen. Das hätte erhebliche Auswirkungen auf Bau- und Betriebskosten. Daran zeigt sich, wie wichtig internationale Kooperationen im Klimaschutz sind. Doch selbst unter nationalen Bedingungen lässt sich mit kluger Planung und realitätsnaher Simulation ein sicheres, wirtschaftliches und zukunftsfähiges CO2-Transportsystem entwickeln.
Politik benötigt Planung und belastbare Modelle
Das Zusammenspiel aus Standortanalyse und Simulation schafft eine fundierte Entscheidungsbasis für politische Weichenstellungen, den Netzausbau und Investitionsentscheidungen. Und es liefert einen entscheidenden Beitrag zur Frage: Wie gelingt die industrielle Dekarbonisierung – ohne heiße Luft, sondern mit System?