Um die Klimaneutralitätsziele Deutschlands bis 2045 zu erreichen, ist ein flächendeckendes, sicheres und wirtschaftlich tragfähiges CO?-Transportnetz unerlässlich. Zwei Fraunhofer-Institute, das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) und das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI), arbeiten im Rahmen des Exzellenzclusters CINES an der Entwicklung eines solchen Netzes. Durch die Kombination von strategischer Standortplanung und physikalischer Simulation schaffen sie eine fundierte Grundlage für Entscheidungen in Politik, Industrie und Netzbetrieb.
Das Fraunhofer ISI analysiert, wo in Zukunft CO?-Emissionen entstehen, etwa in der Stahlindustrie, bei der Müllverbrennung oder in chemischen Prozessen, und wo CO? als Rohstoff für Technologien wie Carbon Capture and Utilization (CCU) benötigt wird. Auf dieser Basis entwerfen die Forscher ein virtuelles Netz für das Jahr 2045, das die Topografie, die Transportform (gasförmig oder flüssig), die Standortdichte und die Kosten berücksichtigt. Ziel ist es, ein realistisches Modell zu schaffen, das die komplexen Anforderungen der CO?-Logistik erfüllt.
Die Simulation des Netzes erfolgt mit der Software MYNTS (Multiphysical Network Simulation Tool), die von Fraunhofer SCAI entwickelt wurde. Diese Software prüft das System unter realen physikalischen Bedingungen, indem sie Parameter wie Druckverläufe, potenzielle Flussstörungen oder den Bedarf an Pumpen analysiert. Selbst Extremszenarien, wie der plötzliche Ausfall großer CO?-Verbraucher, werden simuliert, um Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren. Dr. Mehrnaz Anvari, Leiterin des Geschäftsfelds Network Evaluation Technologies bei Fraunhofer SCAI, betont, dass MYNTS es ermöglicht, Schwachstellen im System zu erkennen, bevor sie entstehen.
Ein zentrales Ergebnis der Untersuchungen ist die Bedeutung internationaler Kooperationen. Ohne Exportmöglichkeiten in Nachbarländer müsste Deutschland größere Rohrdurchmesser einplanen, was die Bau- und Betriebskosten erheblich erhöhen würde. Dies unterstreicht, wie wichtig grenzüberschreitende Zusammenarbeit für eine kosteneffiziente Dekarbonisierung ist. Dennoch zeigen die Analysen, dass auch unter rein nationalen Bedingungen ein sicheres und wirtschaftliches CO?-Transportsystem realisierbar ist, wenn Planung und Simulation sorgfältig aufeinander abgestimmt sind.
Die Arbeit der Fraunhofer-Institute liefert eine belastbare Entscheidungsgrundlage für politische Weichenstellungen, den Ausbau der Infrastruktur und Investitionsentscheidungen. Sie trägt dazu bei, die industrielle Dekarbonisierung systematisch voranzutreiben und die Klimaziele Deutschlands zu erreichen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass ein gut geplantes CO?-Transportnetz nicht nur technisch machbar, sondern auch ein Schlüssel zur nachhaltigen Transformation der Industrie ist.
