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CCU zielt darauf ab, abgeschiedenes CO2 in wertvolle Stoffe oder Produkte umzuwandeln und dabei die Kohlenstoffneutralität der Produktionsprozesse zu erhalten. Dies ist ein wichtiger Teil der Lösung, sowohl im Hinblick auf die Verringerung der Treibhausgasemissionen als auch im Hinblick auf die Substitution fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energiequellen.
CCU setzt auf Power-to-X, eine Reihe von Technologien, bei denen elektrische Energie, häufig aus erneuerbaren Quellen, in andere Energieformen oder chemische Verbindungen umgewandelt wird. Das „X“ in „Power-to-X“ steht für eine Variable, die auf die verschiedenen Ergebnisse hinweist, die sich aus diesem Prozess ergeben können – zum Beispiel Wasserstoff, der als sauberer Kraftstoff oder als Ausgangsstoff für Methan oder Methanol verwendet werden kann.
Diese Prozesse sind Teil der umfassenderen Bemühungen, Wege zur effizienten Speicherung und Nutzung erneuerbarer Energien zu finden, insbesondere wenn die Stromerzeugung den unmittelbaren Bedarf übersteigt. „Power-to-X“-Technologien können eine Rolle dabei spielen, die Schwankungen der erneuerbaren Energiequellen auszugleichen und zu einem nachhaltigeren Energiesystem beizutragen.
E-Fuels, kurz für Electrofuels, gelten als potenzielle Lösung für die Speicherung erneuerbarer Energien und die Bereitstellung einer sauberen Energiequelle für Sektoren, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen, wie z. B. die Schwerindustrie, die Luftfahrt und der Langstreckentransport.
Allerdings kann ihre Herstellung energieintensiv sein. Zudem hängen die Gesamtauswirkungen auf die Umwelt von der Stromquelle ab, die für den Prozess verwendet wird. Wenn der Strom aus erneuerbaren Quellen stammt, haben E-Fuels das Potenzial, eine kohlenstoffarme oder sogar kohlenstoffneutrale Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen zu sein.
Damit CCU in großem Maßstab technisch und kommerziell rentabel wird, sind ausgereifte Technologien für die CO2-Abscheidung sowie eine Pipeline-Infrastruktur für den Transport des abgeschiedenen CO2 vom Standort des Emittenten zu dem Ort, an dem es in industriellen Prozessen verwendet wird, erforderlich.
Die Power-t-X-Verfahren zur Herstellung von E-Fuels benötigen neben CO2 große Mengen an Strom aus erneuerbaren Quellen und große Mengen an hochreinem Wasser.
Zunächst wird mittels Elektrolyse Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff wird dann mit Kohlendioxid kombiniert, das bei industriellen Prozessen abgeschieden wird, um synthetische Kohlenwasserstoffe wie Methanol, Benzin oder Diesel herzustellen.
