Hohe Abscheideraten bei Carbon Capture and Storage ermöglichen kosteneffiziente Dekarbonisierung des europäischen Stromsektors

Die Lichter anlassen und gleichzeitig CO2 reduzieren

Europa hat sich verpflichtet, seine klimawirksamen Emissionen drastisch zu verringern, doch ein großer Teil seines Stroms stammt noch aus fossilen Quellen. Ein sofortiger Abschaltbefehl für Kohle- und Gaskraftwerke würde Blackouts und explodierende Kosten riskieren. Die Studie untersucht, ob ein anderer Weg möglich ist: Einige fossile Kraftwerke weiter betreiben, sie aber mit fortschrittlichen Carbon-Capture-and-Storage-(CCS)-Systemen ausstatten, die nahezu alle Emissionen auffangen. Die Autorinnen und Autoren zeigen, wie dieser Ansatz, kombiniert mit einem massiven Ausbau von Wind- und Solarstrom, Europa helfen könnte, seine Klimaziele kostengünstiger zu erreichen und gleichzeitig ein zuverlässigeres Stromnetz zu erhalten.

Aufbau eines saubereren Strommixes

Die Forschenden nutzen ein detailliertes Computermodell des europäischen Energiesystems, um verschiedene Zukunftsszenarien bis 2050 zu untersuchen. Das Modell simuliert, wie die Stromnachfrage wächst, wie schnell neue Kraftwerke und Übertragungsleitungen gebaut werden können und wie das Wetter Wind-, Solar- und Wasserkraft beeinflusst. Anschließend ermittelt es die kostengünstigste Kombination von Technologien, die den Strombedarf unter strengen CO2-Grenzen decken kann. In allen Szenarien werden Wind und Solar zum Rückgrat der europäischen Stromversorgung und steigen von heute etwa 60 % der Erzeugung auf rund 80 % bis zur Jahrhundertmitte, während die Kernenergie mit dem Auslaufen alter Anlagen allmählich abnimmt.

Was passiert mit fossilen Brennstoffen?

Anstatt vollständig zu verschwinden, übernehmen fossile Kraftwerke eine neue Rolle. Kohle- und Gaskraftwerke ohne CO2-Abscheidung werden immer seltener eingesetzt, bleiben aber vielfach als selten genutzte Reserve für extreme Nachfragespitzen installiert. Die Hauptänderung ist, dass neue fossile Anlagen mit CCS-Ausrüstung gebaut werden. Standard-CCS kann etwa 90 % der Emissionen eines Kraftwerks entfernen, während eine neuere „High-Capture“-Variante praktisch alle Emissionen auffangen kann, wodurch die Anlagen am Schornstein faktisch CO2-neutral werden. Im zentralen Szenario liefern fossile Kraftwerke mit CCS bis 2050 etwa ein Fünftel des europäischen Stroms — mehr in absoluten Zahlen als die heutige unabgefangene fossile Erzeugung — während die gesamten Emissionen des Stromsektors um mehr als 95 % sinken.

Andere Regeln, andere Ergebnisse

Das Team prüft vier politikähnliche Szenarien. Im „Basis“-Fall können sowohl Standard- als auch High-Capture-CCS überall dort gebaut werden, wo sie technisch verfügbar sind. Ein „konventionelles“ Szenario verbietet die neue Ultra-High-Capture-Option und zwingt das System, stärker auf Standard-CCS, Wind, Solar und Biomasse zu setzen. Ein „No-Fossil-2040“-Szenario stoppt den Bau neuer fossiler Anlagen nach 2040, selbst wenn sie mit CCS ausgestattet wären, während ein „begrenztes-CCS“-Szenario CCS nur in vier Ländern der Nordsee zulässt, die über großes Offshore-Speicherpotenzial verfügen. In all diesen Zukunftsbildern bleibt das System stark von Erneuerbaren abhängig, doch die Einschränkung, wo oder wie CCS eingesetzt werden darf, macht das Stromsystem deutlich teurer. Das begrenzte-CCS-Szenario erhöht zum Beispiel die gesamten Stromkosten um rund 6 %, weil deutlich mehr Windparks, Solaranlagen und Energiespeicher gebaut werden müssen, um auszugleichen.

Warum CO2-Preise und CO2-Entfernung wichtig sind

Das Modell berechnet außerdem, wie hoch die CO2-Preise sein müssten, um den Stromsektor zu noch tieferen Einschnitten zu bewegen. Es zeigt, dass der Sprung von etwa 93–97 % Emissionsreduktion auf volle 100 % extrem teuer wäre: Die CO2-Preise müssten in den 2050er Jahren auf mehrere hundert bis über tausend Euro pro Tonne steigen. Ab diesem Punkt ist es günstiger, die letzten Prozente an Emissionen mithilfe von CO2-Entfernung (CDR) zu bereinigen — etwa durch direkte Luftabscheidung oder Bioenergie mit CCS — die CO2 aus der Atmosphäre ziehen. Die Autorinnen und Autoren kommen zu dem Schluss, dass der kosteneffizienteste Weg darin besteht, den Stromsektor zu etwa 92–97 % zu dekarbonisieren und verbleibende Emissionen durch CDR zu neutralisieren, statt das Netz selbst dauerhaft „negativ“ zu machen.

Was das für Europas Energiezukunft bedeutet

Für Nichtfachleute lautet die Botschaft: Europas günstigster und verlässlichster Weg zu einem nahezu emissionsfreien Energiesystem beruht auf drei Säulen: sehr große Mengen Wind- und Solarstrom, eine fortbestehende, aber veränderte Rolle fossiler Kraftwerke mit fortschrittlichem CCS und eine unterstützende Schicht aus CO2-Entfernung, um die letzten Emissionen aufzunehmen. High-Capture-CCS erlaubt es, einige Kohle- und Gaskraftwerke weiter zu betreiben, ohne das CO2-Budget zu sprengen, und verringert so Kosten und Schwierigkeit des Übergangs. Diese Strategie erfordert jedoch umfangreiche neue CO2-Transport- und Speicherinfrastruktur, sorgfältige Begrenzungen beim Einsatz von Biomasse, strenge Regeln, um eine unnötige Bindung an fossile Energieträger zu vermeiden, sowie starke öffentliche Aufsicht. Werden diese Bedingungen erfüllt, kann CCS eine Brücke sein, die Europa hilft, die Lichter an zu halten und gleichzeitig die Klimawirkung fossiler Stromerzeugung zu beenden.

Zitation: Homaei, S., Anantharaman, R., Backe, S. et al. High-capture-rate carbon capture and storage enables cost-effective decarbonization of Europe’s power sector. Commun. Sustain. 1, 34 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00036-8

Schlüsselwörter: Carbon Capture and Storage, Europäisches Stromnetz, Umstieg auf erneuerbare Energien, Klimapolitik, CO2-Entfernung