Als noch geeigneter für eine langfristige CO2-Lagerung gelten Erdgasfelder, denn sie haben ihre Gasdichtigkeit ja schon über Jahrmillionen unter Beweis gestellt. Das Kohlendioxid kann sowohl in erschöpfte Lager als auch in noch aktive eingepumpt werden. In letzterem Fall könnte, ähnlich wie bei den Ölfeldern, die Gasausbeute erhöht werden, wenn das CO2 nach und nach das Erdgas austreibt und seinen Platz unter der Erde einnimmt. Weltweit umfassen die Kapazitäten solcher Lager rund 400 Milliarden Tonnen Kohlenstoff, so schätzt das IPCC. Sowohl die Speicherdauer als auch die Sicherheit werden als hoch eingestuft.

Versuchsanlage zur CO2-Injektion in unterirdisches Gasreservoir © DOE

In Deutschland ist nach Schätzungen der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) die Kapazität der Gasspeicher mit nur 2,5 Milliarden Tonnen eher gering, doch wegen der großen Sicherheit und den bestehenden technischen Erfahrungen gelten sie hierzulande als die günstigste und beste Option für eine CO2-Speicherung. Allerdings würde auch diese Methode die Energiekosten um rund ein Viertel erhöhen, wie Hartmut Graßl, Direktor des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg unlängst in der Financial Times Deutschland erklärte.

Ein erstes Versuchsprojekt dazu läuft jedoch bereits: In dem nordwestlich von Berlin gelegenen Ort Ketzin führt das GeoForschungszentrum Potsdam (GFZ) das Projekt „CO2SINK“ durch. Die Wissenschaftler untersuchen hier vor allem die Auswirkungen des eingepumpten Kohlendioxids auf die Mikrobenfauna des Untergrunds und testen neue Abscheidungs- und Injektionsverfahren. Die Besonderheit des Projekts: Das eingespeiste CO2 stammt nicht aus konventionellen Kraftwerken sondern aus einer Biomasseanlage, für den Klimaschutz hat Ketzin daher sogar einen doppelten Nutzen.

Kohle: Nah aber riskant
Auch die Lagerstätten des dritten im Bunde der fossilen Brennstoffe bieten Kapazitäten: Sowohl stillgelegte Kohlenbergwerke als auch Kohlenflöze unterhalb von 1.500 Metern Tiefe könnten im Prinzip überschüssiges Kohlendioxid aufnehmen.

	Kohlenbergwerk © DOE

Kohlenbergwerke bieten theoretisch den Vorteil der räumlichen Nähe zu großen Kraftwerken, Industrieanlagen und anderen CO2-Schleudern und damit kurzer Transportwege. Dafür warten sie allerdings auch gleich mit einer ganzen Palette von erheblichen Nachteilen auf: Ihre Deckschichten sind, wie beispielsweise im Ruhrgebiet, oft so dünn, dass sie schon bei geringen Druckänderungen im Inneren einstürzen könnten. Gleichzeitig lassen sich die verzweigten Gangsysteme nur schwer vollkommen nach außen abdichten, so das Lecks und Gasaustritte geradezu vorprogrammiert sind. Insofern sind sie eigentlich sowohl in Deutschland als auch international längst „aus dem Rennen“.

Verdrängungswettbewerb in der Tiefe
Anders die tiefen Kohleflöze: Insbesondere in den USA wird ihre Eignung als CO2-Lager bereits intensiv erforscht und getestet – unter anderem auch deshalb, weil hier ebenfalls ein „Zweitnutzen“ des Kohlendioxids zusätzliche Gewinne einbringen könnte. Zwar kann die Kohle in diesen Lagerstätten wegen der zu großen Tiefe, zu geringer Dicke der Flöze oder einer Instabilität nicht gefördert werden, wohl aber das dort an die Kohle gebundene methanreiche Grubengas. Da Kohlendioxid eine zweifach höhere Affinität zu Kohle hat als das Methan, verdrängt eingepumptes CO2 das Grubengas aus dieser Bindung, setzt es frei und macht es damit förderbar. Durch diesen positiven Nebeneffekt einer CO2-Injektion sinken die Kosten für eine CO2-Einlagerung.

Versuchsanlage von RECOPOL © RECOPOL

Allein in den USA sind nach Angaben des Energieministerium fast 90 Prozent der mehr als sechs Billionen Tonnen umfassenden Kohlenvorräte nicht abbaubar. Würde hier Methan durch CO2-Injektion gefördert, könnten so immerhin rund zehn Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr aus dem Verkehr gezogen werden. Weltweit schätzt das IPCC die Kapazität der tiefen Kohlenflöze auf etwa 40 Gigatonnen, in Deutschland könnten immerhin noch rund 3,1 bis 8,3 Milliarden Tonnen CO2 untergebracht werden.

Ein europäisches Verbundprojekt, RECOPOL, untersucht zur Zeit die technische und wirtschaftliche Machbarkeit eines solchen Verfahrens im polnischen Kohlenrevier bei Katowice. Hier werden seit einigen Monaten täglich bis zu 20 Tonnen Kohlendioxid tausend Meter tief in ein Steinkohlenflöz gepresst. Die Forscher, darunter auch Geologen der RWTH Aachen, messen wieviel Gas sich je nach Druck in einem bestimmten Kohlevolumen speichern lässt und beobachten die Ausbreitung des Gases im Untergrund. Der Feldversuch gilt als wichtiges Pilotprojekt auch für andere, nicht abbaubare Steinkohlelagerstätten in Europa.