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Carbon Capture and Utilization (CCU) ist ein Begriff für die Nutzung von CO₂ in einem geschlossenen Kreislauf. Schon heute wird CO₂ für die Produktion bestimmter Produkte verwendet, darunter Kohlensäure, Carbonfasern und Harnstoff für die chemische Industrie. Einige Industriezweige – wie die Beton- und Zementherstellung – können voraussichtlich nur durch Carbon Capture klimaneutral werden, da bei der Produktion selbst CO₂-Emissionen auftreten.

CCU beinhaltet im Wesentlichen zwei Schritte: Zunächst wird CO₂ aus industriellen Prozessen oder direkt aus der Luft abgeschieden. Dabei wird unterschieden zwischen der Abscheidung an der Punktquelle – in Kraftwerken, bei Industrieprozessen oder in Biomasseanlagen – und der Entnahme aus der Umgebungsluft (Direct Air Capture). Der zweite Schritt besteht darin, das abgeschiedene CO₂ zu nutzen. Hier variieren die Verwertungsmethoden je nach Produkt. Circa 21 Millionen Tonnen Kohlenstoff nutzt die chemische Industrie im Jahr für die Herstellung von CO2-basierten Produkten.

In Zukunft könnte CO₂ auch für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe genutzt werden und damit signifikant zur Dekarbonisierung des Verkehrs an Land, auf See und in der Luft beitragen

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von CO₂ in der Landwirtschaft. Durch die Einbringung von CO₂ in den Boden können Pflanzenwachstum und Bodenfruchtbarkeit gefördert werden. Dieser Prozess wird als CO₂-Düngung bezeichnet und könnte dazu beitragen, die landwirtschaftliche Produktion zu steigern und gleichzeitig CO₂ zu binden. Kohlenstoff könnte als Rohstoff bei der Produktion von Carbonbeton oder als Bindemittel in Zement verwendet werden.