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  • CCS – Can we just bury our CO2 problem?

    CCS – Can we just bury our CO2 problem?

    My latest report on CCS is now also available in English. It was commissioned by Greenpeace Germany.

    I would like to emphasize two aspects in particular:

    1. The report provides a detailed and, in my opinion, clear and jargon-free presentation of the most important active CCS projects to date (Sleipner, Snøhvit, Gorgon et al.). They demonstrate how difficult, unplannable and individual each CCS project is. Even under the most favorable conditions (capture of CO2 in a neighboring natural gas field) and executed by the most capable actors such as Equinor or Shell, CCS projects remain an enormous challenge. Complete failure is not uncommon.
    2. The second point is closely related: CCS projects are not scalable and the entire CO2 chain is prone to technical faults, especially CO2 capture with amine scrubbing. For example, to dispose of 10 percent of fossil CO2 emissions (oil, gas, coal) with CCS, 3300 Sleipner projects or 570 Northern Lights (Phase II) projects would be necessary. This is simply not feasible by 2050 and is already failing, for example, due to the bottleneck of very specialized exploration ships and geological expertise. In order to realize a larger number of CCS projects, the quality standards would have to be lowered, which in turn increases the susceptibility to failure.

    Executive summary

    A. Unexpected comeback of the CCS approach

    1. CCS — an acronym that has recently been embraced by the industry — stands for Carbon Capture and Storage: CO2 is captured from emitters and then disposed of in underground storage facilities.

    Climate policy in Germany is also planning to make CCS a central component, which will involve CO2 pipelines and tankers to transport the greenhouse gas out of the country, mainly to Norway.

    2. This is an unexpected comeback for a hitherto largely unsuccessful technology. Having failed countless times in the past, CCS was not supposed to be more than a stopgap in climate policy, left to deal with residual emissions from sectors with no obvious alternatives. CCS was then finally sidelined by the huge drop in the price of solar and wind energy, as well as many other climate-friendly solutions.

    3. But for some industries, notably the oil and gas industry, CCS is now set to become a generously subsidised global lifeline. And that’s not all: CCS is set to become a multi-billion-dollar business model over the next few years. Oil and gas companies will be
    able to make money not only from the sale of oil and gas, but also from the disposal of the resulting emissions.

    B. A critical analysis of existing CCS projects

    4. Can CCS deliver on these expectations? Little is known about the technical and geological background, and the number of realised CCS projects is surprisingly small. There are only a handful of major plants worldwide, and only two in Europe: Sleipner and Snøhvit. Both are considered best-practice examples of CCS working well. But is this assessment correct?

    5. An in-depth analysis of these projects shows that CO2 storage is associated with considerable risks, geological uncertainties, delays and unexpected project cancellations. Costs remain high and lengthy disruptions are commonplace. There is no progress without large government subsidies.

    5.1 In the much-cited Sleipner CCS flagship project (Norway) in the southern North Sea, the injected CO2 migrated to the sea surface much faster than expected and accumulated in a layer that the carefully developed geological models did not predict should exist (‘9th layer’). Millions of tonnes of carbon dioxide (nobody knows exactly how much) are now migrating in several directions below the surface, looking for a way up. Fortunately, the injection of CO2 will stop in a few years, as the neighbouring gas field (the original source of CO2) is about to run dry.

    5.2 Contrary to all predictions, the first attempt at disposal at the Snøhvit integrated CCS project (Norway) in the Barents Sea had to be cancelled because the pressure quickly rose to critical levels. So far, only the third attempt appears to be working.

    5.3 In a similar geological situation, the CCS project in In Salah (Algeria) failed completely. For far too long, the project operators ignored the unexpectedly rapid increase in pressure in the CO2 disposal site. The ground above the storage site lifted by several centimetres. Only at the last moment was the CO2 injection stopped and the project cancelled.

    5.4 Even after eight years, the huge integrated CCS project Gorgon (Australia) is still unable to dispose of the CO2. In fact, the amount of carbon dioxide disposed of is actually decreasing as salt water and sand keep stopping the injection. If the project is not to fail completely, the oil and gas company Chevron will have to carry out relief and stabilisation wells.

    But the real test for all CCS projects is yet to come. Will the CO2 remain safely in the ground for 100 or 1,000 years?

    6. So far, virtually all of the major CCS projects that aim to permanently dump carbon dioxide have only been used to reduce the unusually high CO2 content of certain profitable natural gas reservoirs (Sleipner, Snøhvit, Gorgon, In Salah).

    But there are also large low-CO2 natural gas reservoirs. In other words, CCS only solves problems that could have been avoided in the first place. The benefits for climate protection are close to zero.


    C. CCS: costly, unrealistic and, above all, too risky in terms of climate policy

    7. CCS remains expensive. Without government support, no project could survive the early planning stages. If we go down the CCS route, instead of preventing climate change emissions in the first place, society will have to finance the disposal of those emissions on a permanent basis.

    Comparisons with cost developments in the solar and wind industries are inappropriate. There has been no reduction in the cost of CCS projects in recent decades. In particular, CO2 disposal cannot be standardised. Each project requires a costly analysis of the individual geology of the deposit and the development of a tailor-made solution.


    Conversely, an increase in CCS activity is more likely to result in higher prices, given the limited number of specialist companies capable of undertaking these tasks and the lack of significant potential for expansion within a decade. As in other sectors, the gap between costs and prices is likely to persist.

    8. The expansion of CCS in Europe, the US and Asia creates new, risky dependencies for climate protection, as this technology path allows industry to continue burning large amounts of coal, gas or oil.

    It is clear that the CCS chain from industrial plant to CO2 storage site will be subject to frequent disruptions. In addition to the disposal sites, the capture facilities, which use large amounts of chemicals that are harmful to human health, are considered particularly vulnerable. In addition, the construction of many kilometres of CO2 pipelines will face considerable opposition, as demonstrated by the Porthos project in the industrial region of Rotterdam and the failed pipeline projects in the US.

    Given the significant volumes of CO2 that need to be transported and disposed of on a daily basis, buffer storage facilities can quickly reach capacity in the event of a disruption. In such cases, emitters are forced to vent the CO₂ into the atmosphere or cease operations.

    9. Unrealistic dimensions: To store just 10 per cent of the fossil CO₂ emitted globally in 2022, 3,300 functioning Sleipner projects or 670 Northern Lights projects (Phase II) would have to be implemented worldwide.

    It is not possible to achieve this scale in the near future, neither technically nor economically. Moreover, the CCS projects planned to date, regardless of their chances of being realised, do not even come close to the volumes that are relevant for climate policy.

    Over-optimism about CCS will therefore lead to a climate policy trap. The development of CCS infrastructure, CO2 disposal sites and capture facilities will be so slow and fragile that the fossil economy will not be able to reduce its emissions and will be far too slow to invest in low-emission production methods and products.

    10. Environmental risks: The German government’s recent assessment report on CCS lists numerous environmental risks posed by CCS for which no safe solution is in sight, ranging from hazardous chemicals used in capture facilities to potential leaks in CO2 pipelines. Carbon dioxide can also cause damage to the marine environment. Biodiversity in affected areas is declining rapidly.

    Another factor is that the risk of earthquakes increases when very large amounts of CO2 are injected – a phenomenon that has been occurring regularly in the US for years when water is injected into reservoirs. The quakes can cause cracks in the cap rock of the CO2 reservoirs, opening the way to the surface. It is not at all clear how the operators of CO2 repositories will be able to deal with such problems.

    Major earthquakes can also put CO2 disposal sites at risk. Since 1900, there have been 79 earthquakes in Norway with magnitudes between 4.0 and 6.1, some of which have occurred in the immediate vicinity of existing or planned CO2 storage sites. Last year alone, four major earthquakes occurred off the Norwegian coast.

    11. Conclusion: There is no place for CCS in today’s energy world. Solar and wind power, electromobility and batteries, green hydrogen and other electrolytically produced raw materials now offer more attractive alternatives for almost all industries.

    The CCS route is too expensive, too slow and technologically immature. Above all, it is too risky. Without being able to mitigate it in terms of climate policy, it wants to extend the fossil path far into the future.

    This reversal of roles is also evident in the few CCS flagship projects that have gone into operation: Sleipner (Norway), Snøhvit (Norway) and Gorgon (Australia).

    In all three cases, the commercially attractive resource is natural gas with an unusually high CO2 content. Until now, this carbon dioxide has simply been released into the atmosphere, where it damages the climate. In Norway alone, 124 oil and gas fields release 5.3 million tonnes of CO2 each year.[Q20 — see list of sources in appendix].

    Now companies are being celebrated and subsidised for capturing the greenhouse gas on site and dumping it in CO2 disposal sites. In other words, they are solving problems of their own making by opting for particularly climate-damaging gas deposits. The climate benefit is close to zero, as only the CO2 that was previously extracted from the ground is disposed of. The (cleaned) natural gas is then sold and produces just as many emissions as before.

    The fossil fuel industry is in unanimous agreement that CCS has no future without massive state subsidies. In contrast to photovoltaics, wind power and batteries, CCS has remained expensive in recent decades.

    As a result, the industry’s message to the media is contradictory: on the one hand, CCS is presented as an attractive, low-risk climate solution that is technically feasible. On the other hand, government should bear most of the costs and provide guarantees because the technical challenges and economic risks are said to be incalculable.

  • CCS – ein Irrweg der Klimapolitik

    CCS – ein Irrweg der Klimapolitik

    CCS steht für Carbon Capture & Storage, also die Abscheidung von CO2 (Capture) bei den Emittenten und die anschließende Entsorgung des Klimagases in unterirdischen Deponien. Im Auftrag von Greenpeace Deutschland habe ich die bisherigen CCS-Großprojekte analysiert und bewertet. Die Bilanz ist ernüchternd…

    Download des Berichts (38 Seiten): Irrweg CCS – Wie CO2-Endlager den Klimaschutz blockieren (3,4 MB)

    CCS sollte nach zahllosen Fehlschlägen in der Vergangenheit eigentlich nicht viel mehr als ein Notnagel der Klimapolitik werden, reserviert für Rest-Emissionen aus Branchen, für die sich keine Alternativen abzeichnen. Doch für einige Industriebranchen und vor allem für die Öl- und Gasindustrie soll nun aus dem Notnagel ein üppig subventionierter, weltumspannender Rettungsanker werden. Und nicht nur das: Aus CCS wird in den nächsten Jahren ein milliardenschweres Geschäftsmodell.

    Aber kann CCS diese Erwartungen überhaupt erfüllen? Über die technischen und geologischen Hintergründe ist nur wenig bekannt. Auch die Zahl der realisierten CCS-Projekte ist erstaunlich gering. Weltweit gibt es nur eine Handvoll größerer Anlagen, in Europa nur zwei: Sleipner und Snøhvit. Beide gelten als Musterbeispiele für den problemlosen Einsatz von CCS. Doch ist diese Bewertung gerechtfertigt?

    * * *

    Eine detaillierte Analyse dieser Projekte zeigt, dass die CO2-Deponierung von erheblichen Risiken, geologischen Unsicherheiten, Verzögerungen und unerwarteten Projektabbrüchen geprägt ist. Die Kosten sind unverändert hoch, langwierige Störungen sind an der Tagesordnung. Ohne hohe staatliche Subventionen bewegt sich nichts.

    1. Beim häufig zitierten CCS-Vorzeigeprojekt Sleipner (Norwegen) in der südlichen Nordsee machte sich das eingepresste CO2 sehr viel schneller als erwartet auf den Weg Richtung Meeresoberfläche und sammelte sich in einer Schicht an, die es nach den mühevoll erarbeiteten geologischen Modelle eigentlich gar nicht geben durfte („9th Layer“). Jetzt wandern Millionen von Tonnen CO2 (niemand kennt die genaue Menge) unter der Deckschicht in mehrere Richtungen und suchen einen Weg nach oben. Glücklicherweise endet die CO2-Einpressung in wenigen Jahren, da das benachbarte Gasfeld (die ursprüngliche CO2-Quelle) versiegt.
    2. Beim integrierten CCS-Projekt Snøhvit (Norwegen) in der Barentssee musste die Deponierung im ersten Anlauf entgegen aller Prognosen abgebrochen werden. Der Druck stieg rasch in kritische Regionen. Erst der dritte Versuch scheint bisher zu funktionieren.
    3. Das geologisch ähnliche CCS-Projekt In Salah (Algerien) scheiterte vollständig. Die Projektbetreiber ignorierten den unerwartet rasch steigenden Druck in der CO2-Lagerstätte viel zu lang. In der Region über der Deponie hob sich der Boden um mehrere Zentimeter. Erst im letzten Moment wurde die Einpressung von CO2 abgebrochen und das Projekt beendet.
    4. Das integrierte Riesenprojekt Gorgon CCS (Australien) bekommt auch nach acht Jahren die CO2-Deponierung nicht in den Griff. Die entsorgten CO2-Mengen sinken sogar, da Salzwasser und Sand die Einpressung immer wieder stoppen. Der Öl- und Gaskonzern Chevron muss Entlastungs- und Stabilisierungsbohrungen vornehmen, um das Projekt nicht völlig scheitern zu lassen.

    Der wirkliche Test steht allerdings bei allen CCS-Projekten erst noch aus. Bleibt das CO2 auch nach 100 oder 1000 Jahren noch sicher im Boden?

    Nahezu alle größeren CCS-Anlagen, die eine dauerhafte CO2-Deponierung anstreben, dienen bisher lediglich dem Zweck, den ungewöhnlich hohen CO2-Anteil bestimmter profitabler Erdgasvorkommen zu reduzieren (Sleipner, Snøhvit, Gorgon, In Salah). Es gibt aber auch große CO2-arme Erdgasvorkommen. CCS löst also bisher nur Probleme, die von vornherein vermeidbar wären. Der Nettonutzen für den Klimaschutz ist nahe Null.

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    CCS bleibt teuer. Ohne staatliche Unterstützung würde kein Projekt die frühe Planungsphase überleben. Die Gemeinschaft wird auf dem CCS-Pfad dauerhaft die Entsorgung von Klimaemissionen finanzieren, statt ihre Entstehung gleich von vornherein zu verhindern.

    Vergleiche mit der Kostenentwicklung bei der Solar- oder Windindustrie sind völlig fehl am Platz. Im Verlauf der letzten Jahrzehnte konnten bei CCS-Projekten keine Kostensenkungen beobachtet werden. Vor allem CO2-Deponien sind nicht standardisierbar. Jedes Projekt muss die individuelle Geologie der Lagerstätte mit großem Aufwand analysieren und eine maßgeschneiderte Lösung entwickeln.

    Ganz im Gegenteil wären bei einem Boom von CCS eher steigende Preise zu erwarten, da die Zahl der spezialisierten Firmen für diese Aufgaben begrenzt ist und auch nicht binnen eines Jahrzehnts merklich erhöht werden kann. Wie in anderen Branchen wird die Schere zwischen Kosten und Preisen immer weiter auseinandergehen.

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    Der Ausbau von CCS in Europa, USA oder Asien schafft neue, riskante Abhängigkeiten für den Klimaschutz, da in diesem Technikpfad die Industrie weiterhin große Mengen von Kohle, Gas oder Öl verfeuern kann.

    Schon heute ist absehbar, dass es in der CCS-Kette vom Industriebetrieb bis zur CO2-Lagerstätte häufig zu Störungen kommen wird. Neben den Deponien gelten vor allem die Capture-Anlagen, die mit großen Mengen gesundheitsschädlicher Chemikalien arbeiten, als stark störanfällig. Auch der Bau von vielen Tausend Kilometern CO2-Pipelines wird auf Widerstände stoßen, wie das Porthos-Projekt in der Industrieregion Rotterdam und gescheiterte Pipelineprojekte in den USA bereits heute zeigen.

    Wegen der riesigen CO2-Mengen, die täglich transportiert und entsorgt werden müssen, laufen bei Störungen die Pufferspeicher in Kürze voll. Die Emittenten müssen das CO2 dann wieder vollständig in die Atmosphäre entlassen oder den Betrieb stilllegen.

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    Unrealistische Größenordnungen: Um auch nur 10 Prozent der fossilen CO2-Mengen zu deponieren, wären weltweit 3.300 funktionierende Sleipner-Projekte oder 670 Northern-Lights-Projekte (Phase 2) notwendig.

    Das ist eine Größenordnung, die weder technisch noch ökonomisch in den nächsten Jahrzehnten auch nur ansatzweise bewältigbar ist. Auch die bisher geplanten CCS-Projekte kommen, unabhängig von ihren Realisierungschancen, nicht einmal in die Nähe klimapolitisch relevanter Mengen.

    Ein zu großer Optimismus beim Thema CCS wird daher in einer klimapolitischen Sackgasse landen. Der Ausbau der CCS-Infrastruktur, der CO2-Deponien und der Capture-Anlagen wird absehbar so langsam und störanfällig verlaufen, dass die nach wie vor fossile Wirtschaft ihre Emissionsmengen nicht reduzieren kann und viel zu spät damit beginnt, in emissionsarme Produktionsmethoden und Produkte zu investieren.

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    Umweltrisiken: Der letzte Evaluierungsbericht der Bundesregierung zum Thema CCS zählt zahlreiche Umweltrisiken auf, die durch CCS entstehen und für die keine sichere Lösung in Sicht ist. Sie reichen von gefährlichen Chemikalien, die in Capture-Anlagen eingesetzt werden, bis zu möglichen Leckagen bei CO2-Pipelines. Auch im Meer kann CO2 Schäden verursachen. Die Biodiversität geht in den betroffenen Arealen rapide zurück. Bei der Verpressung von sehr großen CO2-Mengen wächst zudem das Risiko von Erdbeben – ein Phänomen, das bei der Verpressung von Lagerstättenwasser in den USA seit Jahren an der Tagesordnung ist. Die Beben können Risse in den Deckschichten der CO2-Lagerstätten verursachen und damit den Weg Richtung Oberfläche frei machen. Es ist völlig unklar, wie die Betreiber von CO2-Deponien solche Probleme anschließend technisch beseitigen können.

    Umgekehrt können große Erdbeben CO2-Deponien gefährden. Seit dem Jahr 1900 gab es in Norwegen 79 Beben der Stärken 4,0 bis 6,1, zum Teil in unmittelbarer Nähe bestehender oder geplanter CO2-Deponien. Allein im letzten Jahr gab es vier starke Erdbeben in norwegischen Offshore-Regionen.

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    Fazit: Der weltumspannende Einsatz von CCS hat in der Energiewelt von heute keinen Platz. Solar- und Windstrom, Elektromobilität und Batterien, Grüner Wasserstoff und andere elektrolytisch produzierte Rohstoffe bieten inzwischen attraktivere Alternativen für fast alle Branchen. “Hard-to-abate” war gestern.

    Der CCS-Pfad ist zu teuer, zu langsam, technologisch zu wenig ausgereift und vor allem zu riskant. Er will den fossilen Pfad bis weit in die Zukunft verlängern, ohne ihn klimapolitisch entschärfen zu können.

    Inhaltsverzeichnis:

  • CCS-Projekt Porthos: Teurer als geplant

    CCS-Projekt Porthos: Teurer als geplant

    Porthos (NL), eines der fünf großen CCS-Projekte in Europa, wird deutlich teurer als erwartet, meldet das NRC Handelsblad. Statt 0,5 Mrd. wird es demnach mindestens 1,3 Mrd. Euro kosten, das von Rotterdamer Raffinerien und Industriebetrieben bereits abgeschiedene CO2 wenige Kilometer vor der niederländischen Küste in einem alten Gasfeld zu deponieren.  

    Neben schwer einschätzbaren Sicherheitsrisiken werden Kosten als der eigentliche Schwachpunkt der CCS-Technologien betrachtet.

    Sowohl in Norwegen als auch in UK, Dänemark und in den Niederlanden wollen die federführenden Projektfirmen nur aktiv werden, wenn die Steuerzahler den größten Teil der Kosten übernehmen. Das oft zitierte Sleipner-Projekt in Norwegen ist dabei kein geeigneter Maßstab, da dort lediglich das CO2, das in hoher Konzentration aus einem Gasfeld strömt, abgetrennt, verdichtet und zurückgepumpt werden muss.

    Mehr dazu: 

    https://www.nrc.nl/nieuws/2024/03/07/co2-opslagproject-porthos-is-al-bijna-driemaal-duurder-dan-begroot-a4192423

  • CCS: Die vierte Säule der Energiewende? (Global Energy Briefing Nr. 190)

    In der aktuellen Ausgabe unsers Global Energy Briefing finden Sie alle wichtigen Trends und Preise der internationalen Energiemärkte: Öl, Gas und Kohle in Europa, USA und Asien.

    Zusätzlich stellen wir in einem ausführlichen Feature den aktuellen Stand bei CCS und CCUS vor – also der Abspaltung, Nutzung und Einspeicherung von CO2. Ein Überblick der IEA zeigt, dass es derzeit nur vier funktionierende CCS-Projekte im engeren Sinn gibt. Die Perspektiven sind verhalten…


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