Kostengünstige Offshore-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung von Kohlenstoff sowie Optimierung von Transportnetzwerken in Südchina

Warum das für unsere klimatische Zukunft wichtig ist

Küsten-Megastädte wie jene in Südchina sind wirtschaftliche Zentren, stoßen aber auch große Mengen Kohlendioxid aus. Emissionen rasch zu reduzieren, ohne das Wachstum zu behindern, ist eine zentrale globale Herausforderung. Diese Studie untersucht, ob das dauerhafte Speichern von abgeschiedenem Kohlenstoff in Gesteinen unter dem nahen Meer eine realistische, kostenbewusste Route zu Net-Zero für eine der am stärksten frequentierten Küstenregionen der Welt bieten kann.

Belebte Küste, hohe Emissionen

Die Forschenden konzentrieren sich auf die Provinz Guangdong und das weitere Guangdong–Hongkong–Macao Greater Bay Area, einen der wohlhabendsten und am dichtesten besiedelten Knotenpunkte Chinas. Trotz Fortschritten bei der Sauberkeit der Energieversorgung ist die Region weiterhin stark von Kohle und anderen fossilen Brennstoffen abhängig. Im Jahr 2023 emittierte sie fast 900 Millionen Tonnen Kohlendioxid, mit hohen Verschmutzungswerten in Industriestädten wie Zhanjiang, Huizhou, Maoming und Guangzhou. Während das Perlflussdelta hohe Gesamtemissionen mit relativ niedrigen Emissionen pro wirtschaftlicher Leistungseinheit kombiniert, verzeichnet West-Guangdong sowohl hohe Gesamtemissionen als auch hohe Intensität, was starken Druck signalisiert, die Verschmutzung zu verringern, ohne die lokale Industrie zu schwächen.

Den Offshore-Meeresboden als Speicherpartner nutzen

An Land bietet die zergliederte Geologie Guandong nur begrenzte sichere Speicherorte für Kohlendioxid. Offshore hingegen ändert sich das Bild. Unter dem Meeresboden des Pearl River Mouth Basin und des Beibu Gulf Basin liegen mächtige Sedimentschichten, die Kohlendioxid über Jahrhunderte oder länger einschließen können. Das Team wertet vorhandene geologische Studien aus und identifiziert mehrere vielversprechende Senken und Ölfelder, in denen poröse Gesteinsschichten von dichten Abdichtungen überlagert sind. Einige Ölfelder verfügen bereits über Plattformen und Pipelines; in einigen Fällen kann die Injektion von Kohlendioxid zusätzlich Öl aus dem Gestein fördern, was zusätzliche Einnahmen schafft und Projektkosten ausgleicht. Insgesamt wird das Offshore-Reservoirpotenzial auf mehrere zehn Milliarden Tonnen Kohlendioxid geschätzt, weit mehr als der voraussichtliche Speicherbedarf der Studie in diesem Jahrhundert.

Entwurf einer effizienten Kohlenstoffautobahn

Das Abscheiden von Kohlendioxid an Schornsteinen ist nur ein Teil des Puzzles. Das Transportieren dieses Gases zu Offshore-Speicherplätzen kann sehr teuer werden, wenn es nicht sorgfältig geplant wird. Die Autor*innen entwickeln ein zweistufiges Computermodell, das zunächst jede emittierende Stadt geeigneten Offshore-Speicherzonen zuordnet und dann mithilfe von Graphentheorie und digitaler Kartierung das Layout von Onshore- und Offshore-Pipelines optimiert. Sie fassen nahe beieinanderliegende Industriequellen zu vier Küstenclustern zusammen, die jeweils in eine Hub-Stadt einspeisen und dann zu einem bestimmten Offshore-Speicherbereich führen. Dieses optimierte Netzwerk reduziert die Gesamtlänge der Pipelines im Vergleich zu einer einfachen Direktverbindungslösung um mehr als die Hälfte und zeigt, wie durchdachte Infrastrukturplanung die Kosten deutlich senken kann.

Ab wann rechnet es sich?

Die Studie fragt dann, ob ein solches System unter einem mittleren künftigen Kohlenstoffpreis wirtschaftlich sinnvoll sein kann. Sie simuliert drei Abscheidegrade, bei denen zwischen 2030 und 2060 jeweils 20, 40 oder 60 Prozent der Emissionen erfasst und gespeichert werden. Selbst nach Berücksichtigung der Kosten für Abscheideanlagen, Pipelines und Speicherbohrungen zeigt das Modell, dass die abdiskontierten Erlöse aus dem Verkauf vermiedener Emissionen in allen drei Fällen schließlich die Kosten übersteigen. Das Cluster, das der Küste am nächsten liegt und Zhanjiang und Maoming versorgt, wird voraussichtlich zuerst die Gewinnzone erreichen, etwa um 2037, dank kurzer Pipelines und starker industrieller Nachfrage. Cluster mit längeren Transportwegen, insbesondere das, das Guangzhou und Shenzhen über die Huizhou-Offshore-Senke bedient, werden später profitabel und sind empfindlicher gegenüber Transportentfernungen.

Ein schrittweiser Plan für einen gerechteren Net-Zero-Pfad

Auf Basis dieser Ergebnisse schlagen die Autor*innen eine dreiphasige Einführung vor. Das westliche Guangdong-Cluster würde um 2030 starten, um vorhandene Offshore-Plattformen und Einnahmen aus der Ölrückgewinnung zu nutzen, die frühe Verluste reduzieren. Sobald dieses Projekt läuft und Einnahmen erzielt, würde das große Perlflussdelta-Cluster nach etwa 2037 folgen, und kleinere Cluster würden um 2040 ergänzt, während Erfahrung aufgebaut wird. Bis 2050 erreicht selbst der niedrigste Abscheidefall nahezu den Anteil an nationalen CO2-Reduktionen, den Guangdong tragen müsste, wenn Kürzungen nach wirtschaftlicher Stärke verteilt würden, während höhere Abscheidegrade diesen Anteil deutlich überschreiten. Da die Offshore-Gesteine bis 2060 noch über reichlich ungenutzte Kapazität verfügen, könnte das System über Jahrzehnte hinweg Net-Zero weiterhin unterstützen. Insgesamt legt die Arbeit nahe, dass sorgfältig geplante Offshore-Kohlenstoffspeicherung wohlhabenden Küstenregionen ermöglichen könnte, einen größeren Anteil an Emissionssenkungen zu übernehmen, den Druck auf ärmere Gebiete zu verringern und gleichzeitig die Klimaziele erreichbar zu halten.

Zitation: Xiong, P., Jiang, S., Zhang, K. et al. Cost‑effective offshore carbon capture, utilization and storage deployment and transport network optimization in southern China. Commun Earth Environ 7, 462 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03455-6

Schlüsselwörter: Offshore-Kohlenstoffspeicherung, CCUS, Emissionen in Guangdong, Kohlenstoff-Transportnetz, Net-Zero-Planung