In vielen Bereichen der Industrie wird auch künftig noch Kohlendioxid in erheblichen Mengen anfallen. Damit die Emissionen nicht in die Atmosphäre gelangen, braucht es nach Ansicht von Fraunhofer-Wissenschaftler:innen ein flächendeckendes, sicheres und wirtschaftlich sinnvolles CO₂-Transportnetz. Im Fraunhofer-Exzellenzcluster CINES entwickeln Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung ISI und Fraunhofer Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI Szenarien für ein künftiges CO₂-Pipelinenetz. Dazu kombinieren sie strategische Standortplanung mit physikalischer Simulation und wollen damit eine belastbare Grundlage für Entscheidungen von Politik, Industrie und Netzbetreibern liefern.

Fraunhofer ISI analysiert, wo in Zukunft CO₂-Emissionen anfallen, beispielsweise in der Stahlindustrie, bei der Müllverbrennung oder in chemischen Prozessen. Gleichzeitig erfasst es, wo CO₂ als Rohstoff benötigt wird, etwa für sogenannte CCU-Technologien (Carbon Capture and Utilization). Inwieweit die Speicherung von CO₂ (Carbon Capture and Storage) eine Rolle spielen könnte, lassen die Wissenschaftler:innen in einer Pressemitteilung offen. Auf der Basis der Analyse von Quellen und bilden sie ein realistisches virtuelles CO₂-Transportnetz für das Jahr 2045 mit Pipelineverläufen. Dieses berücksichtigt die Topografie, die Transportform gasförmig oder flüssig, Standortdichte und Kosten.

Simulationssoftware prüft CO₂-Transportnetz auf Herz und Nieren

Zum Einsatz kommt dabei die Software MYNTS (Multiphysical Network Simulation Tool), entwickelt von Fraunhofer SCAI. Sie simuliert das geplante Netz unter realen physikalischen Bedingungen: Wie entwickelt sich der Druck in der Leitung? Wo stockt der Fluss? Wie viele Pumpen sind nötig?

Dabei berechnen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch Extremszenarien wie den plötzlichen Ausfall großer Verbraucher. „Mit MYNTS erkennen wir Schwachstellen im System, bevor sie entstehen“, sagt Mehrnaz Anvari, Leiterin des Geschäftsfelds Network Evaluation Technologies bei Fraunhofer SCAI.

Ein zentrales Ergebnis der Berechnungen: Ohne Exportoptionen in Nachbarländer müsste Deutschland deutlich größere Rohrdurchmesser einplanen. Das hätte erhebliche Auswirkungen auf Bau- und Betriebskosten. Daran zeigt sich, wie wichtig internationale Kooperationen im Klimaschutz sind. Doch selbst unter nationalen Bedingungen lässt sich mit kluger Planung und realitätsnaher Simulation ein sicheres, wirtschaftliches und zukunftsfähiges CO₂-Transportnetz entwickeln.

Quelle: Fraunhofer SCAI | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH