Fraunhofer berechnet Kosten für CO2-Pipelinenetz

02.11.2026

Quelle: E & M powernews
 
Forscher des Fraunhofer CINES haben ein bundesweites CO2-Pipelinenetz modelliert. Für rund 7.000 Kilometer Leitungen veranschlagen sie Investitionen von 17 Milliarden Euro.
 
Ein bundesweites Pipelinenetz könnte künftig CO2 aus Industrieanlagen und der Müllverbrennung zu Speicher- oder Verwertungsstandorten transportieren. Welche Leitungen dafür erforderlich wären und welche Kosten entstehen könnten, hat eine Forschungsgruppe des Fraunhofer-Exzellenzclusters „Integrierte Energiesysteme“ (CINES) untersucht. Das Ergebnis: Für ein rund 7.000 Kilometer langes Netz wären Investitionen von etwa 17 Milliarden Euro notwendig.

Die Berechnungen stammen aus einer Fallstudie für ein klimaneutrales Deutschland im Jahr 2045, die im Fachjournal „Journal of CO2 Utilization“ erschienen ist. Die Forschenden halten das modellierte Netz demnach für technisch realisierbar. Es soll vor allem schwer vermeidbare CO2-Emissionen aus Zement- und Kalkwerken sowie Müllverbrennungsanlagen aufnehmen. Die Leitungen würden überwiegend entlang bestehender Erdgastrassen verlaufen.

Die Untersuchung ist Teil einer neuen Planungsmethode, die mehrere Fraunhofer-Institute gemeinsam entwickelt haben. Sie soll Unternehmen und potenziellen Netzbetreibern helfen, künftige CO2-Transportinfrastrukturen technisch und wirtschaftlich zu bewerten.

Standorte und Transportbedarf als Grundlage

Nach Einschätzung von Mehrnaz Anvari, Erstautorin der Studie, steht die strategische Planung von CO2-Pipelines in Deutschland und Europa noch am Anfang. Damit Unternehmen investieren können, müssten sie unterschiedliche Entwicklungsszenarien einschließlich der technischen Anforderungen und Kosten vergleichen können.

Genau hier setze die neue Methode an. Dafür haben Forschende der Fraunhofer-Institute für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI), für System- und Innovationsforschung (ISI) sowie für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien (IEG) fünf Planungsebenen miteinander verknüpft.

Zunächst untersuchen sie, wie sich das Energiesystem langfristig entwickelt und an welchen Standorten künftig CO2 anfällt oder benötigt wird. Als mögliche Quellen berücksichtigen sie beispielsweise Zementwerke, Kalkwerke und Müllverbrennungsanlagen. Auf der Abnehmerseite fließen unter anderem Raffinerien, Standorte der Grundstoffchemie und Häfen für den Weitertransport zu Offshore-Speichern in die Berechnungen ein.

Aus diesen Standortdaten ermitteln die Forschenden den Transportbedarf und mögliche Leitungsverläufe. Dabei berücksichtigen sie bestehende Gasleitungen, die Bevölkerungsdichte und den Naturschutzstatus der betroffenen Gebiete.

Simulation bestimmt Leitungsdurchmesser

Anschließend berechnet ein angepasster Netzwerksimulator, wie sich das CO2 innerhalb der Pipelines verhält. Er bildet die physikalischen Strömungsverhältnisse beim Transport von CO2 in dichter Phase ab. Daraus leiten die Forschenden die erforderlichen Rohrdurchmesser sowie die Anzahl der Pumpen ab, um die vorgesehenen Druck- und Temperaturbereiche einzuhalten.

Für das modellierte bundesweite Netz ergeben sich auf den Haupttransportwegen Leitungen mit einer Nennweite von DN 700. Für Abzweigungen sehen die Berechnungen kleinere Durchmesser von DN 500 beziehungsweise DN 400 vor. Diese technische Auslegung bildet die Grundlage für die Abschätzung des Investitionsbedarfs.

Die Methode ist nach Angaben des Fraunhofer CINES nicht auf bundesweite Netze beschränkt. Sie lässt sich ebenso für einzelne Industriestandorte, regionale CO2-Cluster oder grenzüberschreitende Transportinfrastrukturen einsetzen.

Darüber hinaus können die Forschenden unterschiedliche Transportmittel miteinander kombinieren. Neben Pipelines lassen sich auch Schiffe, Züge und Lastwagen in die Analysen einbeziehen. Damit können Unternehmen beispielsweise untersuchen, wie sich veränderte CO2-Mengen, zusätzliche Industriestandorte oder grenzüberschreitende Transporte auf den Infrastrukturbedarf auswirken.

Auf dieser Grundlage sollen mögliche Betreiber und Industrieunternehmen unterschiedliche Ausbauvarianten vergleichen, Investitionsrisiken bewerten und Maßnahmen identifizieren können, die sich auch bei veränderten Rahmenbedingungen als sinnvoll erweisen.

Am 9. November stellt das Fraunhofer CINES die Methode in einem Webinar vor. Anhand eines multimodalen CO2-Transportsystems in Nordrhein-Westfalen wollen die Forschenden ihre Berechnungen erläutern. Außerdem präsentieren sie ein Online-Werkzeug, mit dem sich mögliche CO2-Transportwege innerhalb Deutschlands überschlägig modellieren lassen.

Autorin: Davina Spohn