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Beschreibung
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Flexibel, klimafreundlich, unterschätzt: Pyrolyse als Schlüsseltechnologie bis 2050
Deutschland verfolgt das ambitionierte Ziel, bis 2045 klimaneutral zu werden. Dabei wird deutlich, dass neben der umfangreichen Reduktion von Treibhausgasemissionen auch Technologien zur Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre, sogenannte Negative Emission Technologies (NETs), unverzichtbar sind. Während auf diesem Forschungsgebiet zahlreiche Ansätze existieren, nimmt die Pyrolyse eine besondere Stellung ein, da sie neben der Kohlenstoffspeicherung in Biochar auch flexibel einsetzbare Energieprodukte wie Pyrolysegas und -öl erzeugen kann.
Bisherige Studien konzentrieren sich vor allem auf die CO₂-Senkenfunktion der Pyrolyse, also die langfristige Kohlenstoffbindung im Biochar, oder auf die Substitution fossiler Energieträger durch pyrolytische Produkte. Die Rolle der Pyrolyse als eigenständiger Stromerzeuger und deren Integration in das Energiesystem wurde bislang kaum untersucht. Dies ist eine bedeutende Forschungslücke – insbesondere vor dem Hintergrund steigender Stromnachfrage durch Sektorenkopplung, wie der Elektrifizierung der Industrie, des Verkehrs und der Wärmeversorgung.
Unsere Forschungsarbeit adressiert diese Lücke, indem wir Pyrolyse erstmalig als Technologie mit dualem Nutzen – CO₂-Entnahme und flexible Stromerzeugung – in ein detailliertes Energiesystemmodell integrieren. Wir analysieren dabei nicht nur die Auswirkungen auf die Kraftwerksstruktur und Speicherinfrastruktur in Deutschland bis 2050, sondern berücksichtigen auch regionale Ressourcenverteilung sowie wirtschaftliche Rahmenbedingungen wie Investitionskosten und Marktnachfrage.
Die Ergebnisse zeigen, dass Pyrolyse bis 2050 ein installierter Leistungsträger mit etwa 5 GW werden kann und rund 2 % des Strombedarfs deckt. Durch ihre flexible Stromerzeugung reduziert sie die Abhängigkeit von Wasserstoffspeichern erheblich, da sie in Zeiten niedriger erneuerbarer Einspeisung einspringt. Gleichzeitig ermöglicht die Biocharspeicherung negative Emissionen und erlaubt so den kontinuierlichen Betrieb bestehender Gaskraftwerke bei Netto-Null-CO₂-Bilanz. Die Pyrolyse erweitert somit nicht nur die CO₂-Entfernungskapazitäten, sondern stabilisiert als innovative Technik das zukünftige erneuerbare Energiesystem.
Diese Arbeit liefert wichtige Impulse, um politische Fördermechanismen und Investitionsstrategien für die Energiewende weiterzuentwickeln und zeigt das Potenzial einer Technologie, die negative Emissionen und erneuerbare, steuerbare Energie intelligent kombiniert.
