Kohlenstoffmanagement umfasst sämtliche technischen, biologischen und organisatorischen Maßnahmen, um Emissionen zu vermeiden, zu reduzieren, zu binden oder zu kompensieren. Dazu gehören industrielle Verfahren der Kohlendioxidabscheidung, -speicherung und -nutzung (Carbon Capture, Utilization and Storage – CCUS), aber ebenso energieeffiziente Prozesse, Kreislaufwirtschaft, Materialsubstitution, naturbasierte Senken sowie Verhaltens- und Konsumänderungen. Ziel ist es, Netto-Null-Emissionen durch ein Zusammenspiel von Technik, Management und gesellschaftlicher Verantwortung zu erreichen [27, 28].
Industrielle Verfahren umfassen sämtliche technologischen, natürlichen und geochemischen Verfahren, die Kohlendioxid (CO₂) aus der Atmosphäre oder industriellen Prozessen entfernen, dauerhaft speichern oder als Rohstoff weiterverwenden [27, 29]. Ziel dieser Ansätze ist es, die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre zu verringern und damit einen Beitrag zur Stabilisierung des Klimasystems zu leisten.
Technologische Verfahren wie Post-Combustion Capture, Direct Air Capture (DAC) oder Direct Ocean Capture (DOC) binden CO₂ chemisch und speichern es anschließend in geologischen Formationen, karbonatisierten Gesteinen oder im Ozean. Parallel ermöglichen Nutzungsansätze die stoffliche oder energetische Verwertung von CO₂, etwa in synthetischen Kraftstoffen, Baustoffen oder Kunststoffen.
Natürliche und hybride Verfahren wie Aufforstung, Moorwiedervernässung, Blue-Carbon-Ökosysteme (Mangroven, Seegraswiesen) oder Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) kombinieren biologische Kohlenstoffsenken mit technischer Abscheidung.
Auch geochemische Prozesse – etwa die beschleunigte Verwitterung von Silikat- und Kalkgestein – gewinnen als natürliche, langfristig stabile Form der CO₂-Bindung an Bedeutung [30, 31]. Der Kalkkreislauf fungiert hierbei als geologischer Langzeitpuffer: In Wasser gelöstes CO₂ reagiert mit Mineralien zu Hydrogencarbonaten, die in Sedimenten über Millionen Jahre gespeichert werden. Der Kalkkreislauf dient zunehmend auch als industrielles Prinzip der CO₂-Mineralisierung, etwa in der Zement- und Baustoffindustrie [29, 32].
Gleichzeitig bestehen Risiken und Grenzen: Das Auftauen des Permafrosts droht große Mengen an gebundenem Kohlenstoff freizusetzen [33], und Verfahren wie DAC oder DOC erfordern bislang noch erhebliche Energiemengen.
Trotz dieser Herausforderungen ist CCUS ein dynamisch wachsendes Feld, das biologische, chemische und digitale Innovationen verbindet.
Der Trend: Vom industriellen CCUS zur ganzheitlichen Kohlenstoffstrategie
CCUS hat sich von einer technischen Nischenlösung im Öl- und Gassektor zu einer zentralen Säule globaler Dekarbonisierungsstrategien entwickelt. Während in den 2000er-Jahren CO₂-Abscheidung vor allem zur Enhanced Oil Recovery (EOR) genutzt wurde, verlagerte sich der Fokus ab den 2010er Jahren zunehmend auf die industriellen Anwendungen in Bereichen wie Zement, Stahl und Chemie [28, 34].
Seit Mitte der 2020er-Jahre gewinnt CCUS deutlich an Dynamik: Fortschritte in Materialforschung, Prozessintegration und Digitalisierung senken Kosten und ermöglichen modulare, skalierbare Anlagen. Regierungen und Industrie investieren in clusterbasierte CO₂-Infrastrukturen und Hubs wie etwa Northern Lights (EU) oder Longship (Norwegen) – der Übergang von der Demonstration zur industriellen Skalierung [35].
Politisch wird der Trend durch Programme wie den EU-Net-Zero Industry Act [36] gestützt, der eine jährliche Speicherkapazität von 50 Mio. Tonnen CO₂ pro Jahr bis 2030 vorsieht. Gleichzeitig bestehen Risiken durch hohe Investitionskosten und regulatorische Unsicherheiten, die laut BloombergNEF [37] zu einer Phase der Ernüchterung führen könnten.
Kurzfristig (bis 2030) liegt der Schwerpunkt auf der Skalierung bewährter Verfahren in der Schwerindustrie. Bestehende Anlagen werden ausgebaut und digitale Überwachungssysteme mit KI und Sensorik erhöhen Transparenz und Effizienz. Ziel ist der Aufbau einer verlässlichen CO₂-Infrastruktur und die Etablierung von Industrial CCS als Standardlösung in Zement-, Stahl- und Chemieanlagen.
Mittelfristig (2030 – 2035) folgt die Diversifizierung durch Direct Air Capture (DAC), Bio-CCS und ozeanbasierte Verfahren. Diese Ansätze werden zunehmend mit Wasserstoffproduktion und Carbon Utilization [38] kombiniert, um Emissionen auch außerhalb industrieller Punktquellen zu senken. Laut [35] könnte die globale CCUS-Kapazität bis 2036 rund 0,7 Mrd. Tonnen CO₂ pro Jahr erreichen.
Langfristig (ab 2035) entsteht eine Circular Carbon Economy, in der CO₂ als Rohstoff dient. Durch Technologien wie DAC, Power-to-X und synthetische Biologie werden negative Emissionen möglich und Kohlenstoffkreisläufe geschlossen. Damit wandelt sich die lineare Industrieproduktion hin zu einem zirkulären, ressourceneffizienten System [39].
Doch zunehmend zeigt sich: Abscheidung allein reicht nicht aus. Unternehmen, Städte und Individuen müssen Emissionen zuerst soweit wie möglich vermeiden, bevor technische Bindung oder Kompensation greifen darf – das sogenannte „Mitigation Hierarchy“-Prinzip, das einen stufenweisen Ansatz verfolgt, bei dem Vermeidung und Reduktion von Emissionen Vorrang haben, bevor Wiederherstellungs- oder Kompensationsmaßnahmen ergriffen werden [40].
Der technologische Fortschritt erfordert zugleich eine Ausweitung der Verantwortung:
- Unternehmen müssen Klimastrategien entlang ihrer gesamten Wertschöpfungsketten umsetzen, inklusive Lieferanten und Kundennutzung (Scope 3: indirekte Emissionen von Lieferanten und durch die Produktnutzung).
- Politik definiert den Rahmen für Carbon Accounting, CO₂-Märkte und Transparenzpflichten.
- Gesellschaft und Individuen beeinflussen Nachfrage, Konsum und Akzeptanz neuer Materialien, Produkte und Mobilitätsformen.
So entsteht ein umfassender Ansatz, bei dem technologische Innovation, ökonomische Anreize und kultureller Wandel zusammenwirken.
Erwarteter Business Impact: Von der Emissionsreduktion zur Wertschöpfung mit CO₂
CCUS entwickelt sich in den kommenden Jahren zu einem zentralen Baustein der industriellen Transformation und damit zu einem strategischen Wettbewerbsfaktor in der globalen Wirtschaft.
Unternehmen, die glaubwürdig auf Netto-Null-Ziele hinarbeiten, profitieren von:
- Kostenreduktion durch Effizienz- und Materialoptimierung
- Zugang zu neuen Märkten (z. B. Carbon-Utilization, synthetische Kraftstoffe, Zertifikatehandel)
- Bessere Reputation bei Investoren, Partnern und Kunden
- Geringeres Risiko durch regulatorische Sicherheit und CO₂-Preisstabilität
Gleichzeitig verlangt die Entwicklung Transparenz und Nachweisbarkeit. Digitale Technologien – von KI-gestütztem Monitoring bis Blockchain-basierten Carbon-Credits – werden helfen, Fortschritte messbar zu machen.
Kohlenstoffmanagement ist damit kein Ersatz für Emissionsvermeidung, sondern ihr integraler Bestandteil. Der Trend verschiebt sich von technischer Abscheidung zu strategischer Verantwortung – von einzelnen Projekten zu einem kulturellen Wandel in Unternehmen und Gesellschaft.
Im Energiesektor ermöglicht CCUS die Dekarbonisierung fossiler Kraftwerke und die Produktion von blauem Wasserstoff, der als sauberer Energieträger in Industrie und Mobilität eingesetzt wird. Für energieintensive Branchen wie Zement, Stahl und Chemie ist CCUS unverzichtbar, da dort prozessbedingte Emissionen nicht allein durch erneuerbare Energien vermeidbar sind. Die Abscheidung und Speicherung von CO₂ erlaubt diesen Sektoren, Klimavorgaben zu erfüllen und die Transformation zu klimaneutralen Produktionssystemen voranzutreiben [28, 41].
Im Mobilitätssektor eröffnet CCUS die Herstellung synthetischer Kraftstoffe (E-Fuels), die bestehende Infrastrukturen nutzen und Luft- sowie Schifffahrt klimafreundlicher machen. Zugleich verbessert die Verringerung von CO₂-Emissionen die Luftqualität und senkt Gesundheits- und Klimarisiken, was langfristig auch wirtschaftliche Vorteile bringt.
Ökonomisch entstehen neue Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodelle, etwa Carbon-as-a-Service (CCSaaS), bei dem spezialisierten Anbieter die CO₂-Abscheidung, den Transport und die Speicherung übernehmen. Darüber hinaus kann abgeschiedenes CO₂ als Rohstoff oder über zertifizierte Carbon Credits vermarktet werden. Laut McKinsey [41] kann CCUS bis 2050 bis zu 1,7 Gigatonnen CO₂ pro Jahr entfernen – ein entscheidender Beitrag zu den globalen Klimazielen. Gartner [42] betont, dass ein Net-Zero-Energiesystem ohne CCUS nicht realisierbar ist: Die Technologiegruppe sei derzeit die einzige Lösung, die sowohl direkte Industrieemissionen reduziert als auch schwer vermeidbare Emissionen kompensiert.
Politisch gilt CCUS zunehmend als strategische Infrastruktur. Die EU-Verordnung zur Nullverschmutzung (Net-Zero Pollution Regulation) und der europäische Net-Zero Industry Act erkennen CCUS als Schlüsseltechnologie an. Bis 2030 sollen mindestens 50 Mio. Tonnen CO₂ jährlich sicher und dauerhaft gespeichert werden – ein Impuls für den Aufbau eines europäischen Markts für CO₂-Speicherlösungen [36].
Zusammenfassend ist CCUS weit mehr als eine Klimaschutzmaßnahme – es schafft neue Märkte, Geschäftsmodelle und Investitionsfelder. Die Kombination aus technologischem Fortschritt, politischer Förderung und industrieller Nachfrage macht CCUS zu einem zentralen Hebel der globalen Dekarbonisierung – von der Emission zur Ressource.
Nicht die Maschine allein rettet das Klima, sondern das Zusammenspiel von Technologie, Management, Politik und Verhalten. CCUS ist ein wichtiger Baustein – aber nur wirksam, wenn er von einer umfassenden Transformationslogik getragen wird.
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Quellen:
[27] IPCC, „AR6 Synthesis Report: Climate Change 2022.,“ 2022. [Online]. Available: www.ipcc.ch.
[28] IEA, „CO₂ Capture, Utilisation and Storage – Tracking Report.,“ 2024.
[29] IEA, „CO₂ Capture, Utilisation and Storage – Tracking Clean Energy Progress.,“ 2023.
[30] D. Archer, The Global Carbon Cycle., Princeton University Press., 2010.
[31] Project Vesta, „The Project,“ Project Vesta , [Online]. Available: www.projectvesta.org/the-project. [Zugriff am 31 10 2025].
[32] European Commission, „LEILAC2: Low Emissions Intensity Lime and Cement 2 (Project ID 884170) [Project factsheet]. CORDIS – EU Research Results,“ European Commission, 07 07 2025. [Online]. Available: cordis.europa.eu/project/id/884170.
[33] „Permafrost and Climate Change: Carbon Cycle Feedbacks From the Warming Arctic,“ Annual Review of Environment and Resources, Bd. 47, pp. 343-371, 2022.
[34] McKinsey, „Carbon Capture: The Next Frontier in Decarbonization.,“ 2022. [Online].
[35] IDTechEx, „Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) Markets 2026-2036: Technologies, Market Forecasts, and Players.,“ 2025. [Online]. Available: www.idtechex.com/en/research-report/carbon-capture-utilization-and-storage-ccus-markets-2026-2036-technologies-market-forecasts-and-players/1122.
[36] European Commission, „Net-Zero Industry Act & Net-Zero Pollution Framework.,“ 2023. [Online].
[37] BloombergNEF, „Carbon Capture Investment Outlook.,“ 2024. [Online].
[38] E. Hanson, C. Nwakile und V. Hammed, „Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) Technologies: Evaluating the Effectiveness of Advanced CCUS Solutions for Reducing CO2 Emissions.,“ 2024. [Online]. Available: www.researchgate.net/publication/387064532_Carbon_Capture_Utilization_and_Storage_CCUS_Technologies_Evaluating_the_Effectiveness_of_Advanced_CCUS_Solutions_for_Reducing_CO2_Emissions.
[39] OGCI, „Pathways to a Circular Carbon Economy.,“ 2024. [Online].
[40] L. Dempsey, C. Hein und L. Münter, „The Mitigation Hierarchy,“ 2023. [Online]. Available: tethys.pnnl.gov/summaries/short-science-summary-mitigation-hierarchy.
[41] McKinsey, „Carbon Capture: A Key Pillar of the Net-Zero Transition,“ 2023. [Online].
[42] Gartner, „Emerging Technologies Impact Radar: Energy and Sustainability.,“ 2024. [Online].