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Die
geologische Speicherung von Kohlendioxid |
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Richtlinie über die geologische Speicherung von Kohlendioxid |
| Vorschlag |
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Fragen
und Antworten |
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Fragen
und Antworten |
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1)
Was versteht man unter der Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid?
Bei
der Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (CCS) handelt es sich
um eine Abfolge technologischer Prozesse, bei denen Kohlendioxid (CO2)
aus Industrieabgasen abgetrennt, zu geologischen Formationen transportiert
und in diese eingepresst (injiziert) wird.
Der
wesentliche Anwendungszweck der Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid
besteht darin, die bei der Verstromung fossiler Brennstoffe, vor allem
Kohle und Erdgas, ausgestossenen CO2-Emissionen zu verringern. CCS kann
jedoch auch in CO2-intensiven Wirtschaftszweigen wie Zementproduktion,
Raffinerien, Eisen- und Stahlindustrie, Petrochemie, Erdöl- und -gasverarbeitung
usw. zur Anwendung gelangen. Nach der Abscheidung wird das CO2 zu einer
geeigneten geologischen Formation transportiert, in die es injiziert wird,
um es langfristig aus der Atmosphäre fernzuhalten.
Neben
der geologischen Speicherung gibt es noch andere Speichermöglichkeiten,
wie die Speicherung in der Wassersäule oder die Speicherung durch
Mineralisierung. Die Speicherung in der Wassersäule gilt als mit einem
hohen Umweltrisiko behaftet und wird mit der von der Kommission vorgeschlagenen
Richtlinie über die geologische Speicherung von CO2 in der EU verboten.
Die Speicherung durch Mineralisierung wird derzeit noch erforscht, und
es wird verfolgt, welche Fortschritte hierbei erzielt werden.
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2)
Wie funktioniert die geologische Speicherung?
Im
Wesentlichen gibt es vier Techniken, um CO2 in sorgfältig ausgewählten
geologischen Formationen zu speichern. Die erste ist die Speicherung in
strukturellen Fallen, bei denen ein undurchlässiges Deckgestein von
Anfang an verhindert, dass CO2 austritt. Die zweite Technik ist die Speicherung
durch Kapillarbindung. Dabei wird das CO2 durch die Kapillarkräfte
in den Klüften des Deckgesteins zurückgehalten, was etwa 10 Jahre
nach der Injektion eintritt. Die dritte Technik ist die Lösung in
For-mationsgewässern. Hier löst sich das CO2 in dem in den geologischen
Formationen vorhandenen Wasser und sinkt nach unten, da CO2-haltiges Wasser
schwerer ist als normales Wasser. Dies tritt in grossem Massstab 10 bis
100 Jahre nach der Injektion ein. Schliesslich kommt es zur mineralischen
Bindung, wenn das gelöste CO2 mit dem Formationsgestein chemisch reagiert
und Minerale entstehen.
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3)
Warum ist CCS nötig?
Energieeffizienz
und erneuerbare Energieträger sind zwar auf lange Sicht die nachhaltigsten
Lösungen für die Versorgungssicherheit und den Klimaschutz, doch
kann es uns nicht gelingen, gemeinschaftsweit und weltweit die CO2-Emissionen
bis 2050 um 50 % zu verringern, wenn wir nicht auch andere Möglichkeiten
ausschöpfen, wie die Abscheidung und Speicherung von CO2.
Die
Wahl des richtigen Zeitpunkts ist dabei entscheidend. Etwa ein Drittel
der Kohlekraftwerkskapazität in Europa wird in den kommenden 10 Jahren
ersetzt. Auf internationaler Ebene treibt der Energieverbrauch Chinas,
Indiens, Brasiliens, Südafrikas und Mexikos die Nachfrage, die voraussichtlich
überwiegend aus fossilen Brennstoffen gedeckt wird, weltweit deutlich
in die Höhe. Wir müssen dringend dafür sorgen, dass es für
diese beträchtlichen potenziellen Emissionen eine Lösung gibt.
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4)
Ist CCS technisch ausgereift?
Zu
den Stufen Abscheidung, Transport und Speicherung von CO2 hat es jeweils
eigene Demonstrationsprojekte gegeben, ihre Verschmelzung zu einem vollständigen
CCS-Prozess und die Senkung der Kosten hingegen sind immer noch eine Herausforderung.
Die
grössten Projekte der CO2-Speicherung, an denen europäische Firmen
beteiligt sind, sind das Sleipner -Projekt in der Nordsee (Statoil) und
das Insalah -Projekt in Algerien (Statoil, BP und Sonatrach). Beide Projekte
umfassen die Abtrennung von CO2 vom Erdgas - dies wird durchgeführt,
bevor das Gas überhaupt verkauft werden kann - und seine Speicherung
in unterirdischen geologischen Formationen. Ausgelöst wurde das Sleipnerprojekt
durch die Einführung einer Kohlendioxid-Steuer in Norwegen, die deutlich
teurer war als die Kosten für die Speicherung einer Tonne CO2 in der
geologischen Sleipner-Formation. Das Insalah-Projekt wurde durch das BP-interne
Kohlenstoffhandelssystem auf den Weg gebracht. Andere derzeit laufende
Pilotprojekte sind das von Vattenfall durchgeführte Projekt "Schwarze
Pumpe" in Deutschland, das Mitte 2008 den Betrieb aufnehmen soll,
und das CCS-Projekt, das Total im Becken von Lacq (Frankreich) laufen hat.
Die europäische Technologieplattform "Zero Emission Fossil Fuel Power
Plant" (ETP-ZEP), eine von der Kommission geförderte Initiative von
Interessenvertretern, hat 15 grosstech-nische Demonstrationsprojekte genannt,
die durchgeführt werden könnten, sobald der erforderliche wirtschaftliche
Rahmen geschaffen wurde.
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5)
Wie viel kostet die Abscheidung und Speicherung von CO2?
Die
Kosten von CCS setzen sich zum einen aus den Investitionen in die Anlagen
zur Abscheidung, zum Transport und zur Speicherung von CO2 und zum anderen
aus den Kosten für den praktischen Betrieb der CO2-Speicheranlagen
zusammen (u. a. die für die Abscheidung, den Transport und die Injektion
von CO2 erforderliche Energie). Bei den derzeitigen Technologiekosten liegen
die Investitionskosten im Vor-feld um etwa 30 bis 70 % über den Kosten
für herkömmliche Anlagen, das sind mehrere 100 Millionen Euro
je Anlage. Die Betriebskosten liegen derzeit um 25 bis 75 % über den
Kosten von Kohlekraftwerken ohne CCS. Diese Kosten werden voraussichtlich
deutlich zurückgehen, wenn sich die Technologie grosstechnisch bewährt.
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6)
Wann wird die Technologie weit verbreitet eingesetzt werden?
Der
Einsatz von CCS hängt vom CO2-Preis und den Technologiekosten ab.
Liegt der Preis je Tonne durch CCS vermiedenes CO2 unter dem CO2-Preis,
so wird CCS allmählich zur Anwendung gelangen. Zwar sind diese Kosten
derzeit noch sehr ungewiss, das Klima- und Energiepaket wird sie jedoch
bis zu einem gewissen Mass stabilisieren.
CO2,
das abgeschieden, transportiert und sicher gespeichert wird, gilt im Rahmen
des EU-Emissionshandelssystems als nicht emittiert. Nach der änderung
des Systems, mit der der Beitrag der am Emissionshandel beteiligten Wirtschaftszweige
zu der von der Europäischen Union angestrebten Reduzierung der THG-Emissionen
um 20 % verwirklicht werden soll, dürfte sich der CO2-Preis stabilisieren.
In
ihrer Mitteilung über die frühzeitige Demonstration einer nachhaltigen
Stromerzeugung hat die Kommission sich selbst verpflichtet, frühzeitig
CCS effektiv zu demonstrieren, und rechtzeitig umfangreiche Massnahmen
auf industrieller und öffentlicher Seite gefordert. Ziel der Demonstration
ist
es, von der praktischen Integration der einzelnen Prozessbestandteile in
grosstechnischem Massstab zu lernen. Der Rechtsrahmen, mit dem CCS ermöglicht
wird, gilt für Demonstrationsprojekte und alle künftigen CCS-Projekte.
Sind die Demonstrationsprojekte erst einmal angelaufen, so dürften
die Technologiekosten in den nächsten zehn Jahren deutlich sinken.
In
der Folgenabschätzung zum Vorschlag für eine Richtlinie über
die geologische Speicherung von Kohlendioxid geht die Kommission davon
aus, dass die gewerbliche Nutzung von CCS voraussichtlich um das Jahr 2020
beginnt und danach stark zunimmt.
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7)
Wer übernimmt die Kosten?
Der
Vorschlag, mit dem CCS ermöglicht wird, führt nicht zu zusätzlichen
Kosten über die Ausgaben hinaus, die erforderlich sind, um die Zielvorgabe
einer THG-Reduktion um 20 % zu erreichen. Ist CCS erst einmal ausgereift,
so ist es Sache der einzelnen Betreiber zu entscheiden, ob sie Treibhausgase
freisetzen und im Rahmen des Emissionshandelssystems für die entsprechenden
Zertifikate zahlen oder ob sie CCS einsetzen wollen, um ihre Emissionen
und ihre Verbindlichkeiten im Rahmen des Emissionshandelssystems zu verringern.
Die Kosten, die auf einen Betreiber höchstens zukommen, hängen
im Wesentlichen vom CO2-Preis ab: CCS kommt nur zum Einsatz, wenn es weniger
kostet, eine Tonne CO2 zu vermeiden, als den entsprechenden CO2-Preis zu
entrichten. Der CO2-Preis internalisiert somit die Klima-kosten der CO2-Emissionen.
Je nach den Bedingungen auf dem CO2-Markt können die Betreiber einen
Teil der CO2-Kosten auf die Verbraucher abwälzen.
Zu
Beginn muss mehr in die CCS-Demonstrationsprojekte investiert werden, als
den Anreizen auf dem CO2-Markt entspricht, weil derzeit die Technologiekosten
deutlich über dem CO2-Preis liegen. Wesentlich für diese zusätzlichen
Finanzmittel ist das entschiedene finanzielle Engagement der Industrie,
aber auch Fördermassnahmen der Mitgliedstaaten dürften eine wichtige
Rolle spielen.
Da
eine frühzeitige Demonstration der CCS bei der Stromerzeugung wichtig
ist und einige der einschlägigen Projekte voraussichtlich auf öffentliche
Mittel angewiesen sein werden, ist die Kommission bereit, besondere Vorschriften
über staatliche Beihilfen zur Abdeckung der zusätzlichen Kosten
der Demonstration von CCS bei Kraftwerksprojekten aufzustellen. Diese Zusage
spiegelt sich auch in den überarbeiteten Leitlinien für staatliche
Umweltschutzbeihilfen wider, die im Rahmen des Pakets verabschiedet werden.
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8)
Wird CCS verbindlich vorgeschrieben?
Nicht
in diesem Stadium. Der Vorschlag der Kommission soll die Abscheidung und
Speicherung von Kohlendioxid ermöglichen, indem er den Rahmen für
das Management der Umweltrisiken schafft und Hindernisse im geltenden Recht
beseitigt. Ob CCS in der Praxis zum Einsatz gelangt, hängt vom CO2-Preis
und von den Technologiekosten ab. Jeder Betreiber muss selbst entscheiden,
ob es wirtschaftlich für ihn sinnvoll ist, CCS einzusetzen.
In
der Folgenabschätzung zum Richtlinienvorschlag wird geprüft,
welche Folgen die Verbindlichmachung von CCS hätte. CCS käme
dann zwar frühzeitig zum Einsatz, wäre jedoch mit sehr hohen
Kosten verbunden und hätte keinen klaren Vorteil weder als Motor für
die Technologieentwicklung und Verbesserung der Luftqualität noch
als Anreiz für Drittländer, CCS ebenfalls früher einzusetzen.
CCS verbindlich vorzuschreiben, stünde zudem im Widerspruch zum marktbasierten
Konzept des europäischen Emissionshandelssystems. Schliesslich ist
es mit hohen Risiken verbunden, eine Technologie vorzuschreiben, die grosstechnisch
erst noch demonstriert werden muss, und diese Risiken sind nicht zu rechtfertigen.
Die
Lage kann sich aber ändern. Der Einsatz von CCS wird unverzichtbar,
um nach 2020 die Zielvorgaben für THG-Reduktionen erfüllen zu
können, und bis 2015 dürften sich die technologischen Optionen
klarer abzeichnen. Sollte die gewerbliche Nutzung von CCS nur schleppend
anlaufen, sähen sich die politischen Entscheidungsträger gezwungen,
erneut zu prüfen, ob der Einsatz der CCstechnologie verbindlich vorgeschrieben
werden sollte.
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9)
Wie wird CCS im Rahmen des EU-Emissionshandelssystems behandelt?
Das
Emissionshandelssystem gibt die wesentlichen Impulse für den Einsatz
von CCS. Abgeschiedenes und gemäss dem gemeinschaftlichen Rechtsrahmen
sicher gespeichertes CCS gilt im Rahmen des EU-Emissionshandelssystems
als nicht emittiert. Der zweite Handelszeitraum im Rahmen des Emissionshandelssystems
(2008-2012) bietet die Möglichkeit, CCS einzubeziehen (Opt in). Der
vor-ge-schla-genen änderung der Richtlinie über den Emissionshandel
zufolge sollen in der dritten Phase (ab 2013) die Abscheidungs-, Transport-
und Speicheranlagen ausdrücklich in Anhang I dieser Richtlinie aufgenommen
werden.
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10)
In welchem Umfang trägt CCS zur Verringerung der CO2-Emissionen in
der EU bei?
Welchen
Beitrag CCS genau leisten wird, hängt davon ab, in welchem Umfang
diese Technologie zum Einsatz gelangt. Wird CCS im Rahmen des Emissionshandelssystems
ermöglicht, so dürften den Prognosen in der Folgenabschätzung
zum Richtlinienvorschlag zufolge - bei einer angenommenen THG-Reduktion
um 20 % bis 2020 und bis 2030 zusätzlich erzielten beträchtlichen
Fortschritten bei der Verwirklichung unseres Ziels für die Jahrhundertmitte
- im Jahr 2020 7 Mio. Tonnen und im Jahr 2030 bis zu 160 Mio. t CO2 abgeschieden
werden. Das vermiedene CO2 dürfte 2030 rund 15 % der in Europa erforderlichen
Reduktion ausmachen . Die Schätzungen über den potenziellen globalen
Beitrag sind ähnlich und liegen bei etwa 14 % bis 2030 .
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11)
Welche Art von Stätten wird ausgewählt und wie?
Im
Wesentlichen eignen sich zwei geologische Formationen für die CO2-Speicherung:
erschöpfte Erdöl- und Erdgasfelder sowie saline Aquifere (Grundwasserkörper,
die sich ihres Salzgehalts wegen weder als Trinkwasser noch für die
Landwirtschaft eignen).
Die
Auswahl der Speicherstätte ist das wichtigste Stadium bei der Konzeption
eines Speicherprojekts. Die Mitgliedstaaten haben das Recht zu bestimmen,
welche Gebiete ihres Hoheitsgebiets für die CO2-Speicherung genutzt
werden dürfen. Ist eine Exploration erforderlich, um die notwendigen
Daten zu erheben, so muss unter Beachtung des Grundsatzes der Diskriminierungsfreiheit
eine Explorationsgenehmigung ausgestellt werden, die für zwei Jahre
gültig ist und verlängert werden kann.
Die
potenzielle Speicherstätte muss eingehend anhand der Kriterien in
Anhang I des Vorschlags untersucht werden. Dies umfasst auch die Modellierung
des erwarteten Verhaltens des CO2 nach der Injektion. Eine geologische
Formation wird nur dann als Speicherstätte gewählt, wenn unter
den vorgeschlagenen Nutzungsbedingungen kein wesentliches Leckagerisiko
besteht und wenn wesentliche negative Auswirkungen auf die Umwelt oder
die Gesundheit unwahrscheinlich sind.
Die
Ausgangsuntersuchung der Stätte führt der potenzielle Betreiber
durch, der anschliessend der zuständigen Behörde des Mitgliedstaats
die Dokumentation zusammen mit dem Genehmigungsantrag übermittelt.
Die zuständige Behörde prüft die Angaben und erstellt einen
Entwurf der Genehmigungsentscheidung, wenn sie zu der Auffassung gelangt,
dass die Auflagen beachtet werden.
Für
die ersten Speicherprojekte enthält der Vorschlag eine weitere Absicherung.
Da-mit die Richtlinie gemeinschaftsweit kohärent angewendet wird,
und um das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Abscheidung und Speicherung
von CO2 zu stärken, kann die Kommission die Genehmigungsentwürfe
überprüfen. Dabei wird sie von einem wissenschaftlichen Gremium
aus technischen Sachverständigen unterstützt. Die Stellungnahme
der Kommission wird veröffentlicht, doch gemäss dem Subsidiaritätsprinzip
hat die zuständige Behörde des jeweiligen Mitgliedstaats bei
dieser Entscheidung das letzte Wort.
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12)
Wird die Speicherung ausserhalb Europas erlaubt?
Die
vorgeschlagene Richtlinie kann nur die Speicherung innerhalb der Europäischen
Union und (falls sie, wie von der Kommission erwartet, in das EEA-übereinkommen
einbezogen wird) im Europäischen Wirtschaftsraum regeln. Emissionen,
die in diesen Gebieten gespeichert werden, gelten gemäss der vorgeschlagenen
Richtlinie im Rahmen des EU-Emissionshandelssystems als nicht emittiert.
Die Speicherung von CO2-Emissionen ausserhalb der Europäischen Union
wird nicht verboten, für so gespeicherte Emissionen werden jedoch
keine Gutschriften im Rahmen des Emissionshandelssystems erteilt, so dass
kaum ein Anreiz dafür besteht, Kohlendioxid auf diese Weise zu speichern.
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13)
Wie hoch ist das Leckagerisiko? Was passiert, wenn aus einer Stätte
CO2 austritt?
Das
Leckagerisiko hängt stark von der fraglichen Stätte ab. Der IPCC-Sonderbericht
über CCS kommt zu der Schlussfolgerung, dass die Beobachtungen darauf
hindeuten, dass der Anteil CO2, der in ordnungsgemäss ausgewählten
und verwalteten geologischen Reservoirs zurückgehalten wird, über
einen Zeitraum von 100 Jahren sehr wahrscheinlich über 99 % und über
einen Zeitraum von 1000 Jahren wahrscheinlich über 99 % beträgt:
"observations
suggest that the fraction [of CO2] retained in appropriately selected and
managed geological reservoirs is very likely to exceed 99% over 100 years
and likely to exceed 99% over 1000 yearsü .
Die
geeignete Auswahl und Verwaltung der Speicherstätten ist somit von
grösster Bedeutung. An die Auswahl der Stätten werden Anforderungen
gerichtet, die gewährleisten, dass nur Stätten mit einem minimalen
Leckagerisiko ausgewählt werden. Die überprüfung der Entwürfe
über Genehmigungsentscheidungen durch die Kommission (mit Unterstützung
eines unabhängigen wissenschaftlichen Gremiums) bietet zusätzliche
Gewähr, dass die Anforderungen in ganz Europa einheitlich beachtet
werden.
Ein
Überwachungsplan muss erstellt werden, anhand dessen geprüft
wird, ob sich das injizierte CO2 verhält wie erwartet. Tritt trotz
der Sorgfalt, mit der die Stätte ausgewählt wurde, in der Praxis
Gas aus, so sind Massnahmen zu treffen, um Abhilfe zu schaffen und die
Stätte wieder sicher zu machen. Als Ausgleich dafür, dass die
gespeicherten Emissionen im Rahmen des Emissionshandelssystems bei ihrer
Entstehung an der Quelle als nicht emittiert verbucht wurden, müssen
für ausgetretenes CO2 Emissionshandelszertifikate abgegeben werden.
Schliesslich regelt im Falle einer Leckage die Richtlinie über Umwelthaftung
die Beseitigung örtlicher Umweltschäden.
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14)
Wer ist für die Inspektion von CO2-Speichern zuständig?
Die
zuständige Behörde des Mitgliedstaats sorgt dafür, dass
Inspektionen durchgeführt werden, um zu kontrollieren, ob die vorgeschlagene
Richtlinie beachtet wird. Routineinspektionen müssen mindestens einmal
jährlich stattfinden. Dabei werden die Injektions- und Überwachungsanlagen
sowie sämtliche Umweltauswirkungen des Speicherkomplexes kontrolliert.
Darüber hinaus finden zusätzlich zu den Routinekontrollen Inspektionen
statt, wenn Leckagen gemeldet werden, wenn aus dem Jahresbericht des Betreibers
an die zuständige Behörde hervorgeht, dass die Anlage nicht mit
der vorgeschlagenen Richtlinie in Einklang steht, oder wenn es andere Gründe
zur Besorgnis gibt.
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15)
Wie wird langfristig die Verantwortung für die Stätte gesichert?
Die
geologische Speicherung erstreckt sich über einen Zeitraum, der die
durchschnittliche Lebenszeit von Wirtschaftsunternehmen weit übersteigt.
Deswegen muss dafür gesorgt werden, dass die Speicherstätten
langfristig betreut werden. Der Vorschlag sieht daher vor, dass die Stätten
auf lange Sicht der Kontrolle des jeweiligen Mitgliedstaats unterstellt
werden. Dem Verursacherprinzip zufolge trägt allerdings der Betreiber
so lange die Verantwortung für einen Speicher, solange ein beträchtliches
Leckagerisiko besteht. Ausserdem sind Regeln erforderlich, die gewährleisten,
dass die unterschiedlichen Konzepte der Mitgliedstaaten nicht zu Wettbewerbsverzerrungen
führen. Der vorgeschlagenen Richtlinie zufolge wird die Verantwortung
für eine Speicherstätte dem Staat übertragen, wenn alle
bekannten Fakten darauf hinweisen, dass das gespeicherte CO2 auf unabsehbare
Zeit vollständig zurückgehalten wird. Da dies die zweite wesentliche
Entscheidung im Lebenszyklus ist (die erste ist die Entscheidung, die Nutzung
der Stätte zu genehmigen), wird eine überprüfung durch die
Kommission vorgeschlagen.
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| Quelle:
Text Europäische Kommission, Januar 2008 |
Innovative
Forschung an der ETH Zürich
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| Kohlendioxid-Speicherung
durch Mineralisierung |
Kohlendioxid-Speicherung
durch Mineralisierung |
Die
ETH betreibt intensiv Forschung mit dem Ziel, neue Lösungen und Wege
zu finden, um der CO2-Problematik zu begegnen. Prof. Marco Mazzotti vom
Institut für Verfahrenstechnik erforscht die Möglichkeiten, CO2
in fossil befeuerten Kraftwerken abzuscheiden und chemisch in stabile feste
Substanzen einzubinden. Diese sogenannte Mineralisierung ermöglicht
eine dauerhafte und sichere Lagerung des Treibhausgases.
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ist ein Problem, das alle betrifft. Regierungen und die Industrie treffen
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in der Schule anfangen! Im Rahmen ihrer Sensibilisierungskampagne zum Thema
Klimawandel hat die Europäische Kommission ein Programm für die
Sekundarstufe aufgelegt.
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