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Treibhausgas auf „Abwegen“

Projekt CO2SINK untersucht Kohlendioxidspeicherung im Untergrund

Treibhausgasemissionen © IMSI MasterClips

Die Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre hat eine neue Rekordmarke erreicht. 379 ppm (parts per million) waren es im März Jahr 2004, so die Wissenschaftler vom Mauna Loa Observatorium auf Hawaii. Der Wert ist damit so hoch, wie seit mehr als 400.000 Jahren nicht mehr. Und jährlich kommen nach Angaben der Forscher weitere rund 2,5 ppm hinzu.

Ursache hierfür ist in erster Linie die Nutzung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl, Kohle und Erdgas weltweit. Das gefährliche Treibhausgas CO2 heizt aber das Klima der Erde stetig weiter auf – mit dramatischen Folgen für Mensch und Natur. Eine entscheidende Reduktion der Kohlendioxid-Emissionen in den nächsten Jahren und Jahrzehnten ist trotz des Kyoto-Protokolls nicht in Sicht.

Wissenschaftler suchen deshalb seit einiger Zeit nach neuen Möglichkeiten, das Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu eliminieren oder gar nicht erst in die Luft zu blasen. Eine der auf Dauer vielleicht meistversprechenden Methoden, den Klimawandel zumindest einzudämmen, ist nach Ansicht von Experten die Speicherung von CO2 im Untergrund. Dabei wird das Treibhausgas zunächst aus den Emissionen von Kraftwerken isoliert und dann hunderte von Metern tief im Boden sicher „weggeschlossen“.

Während die Nutzung von ehemaligen Erdöl- oder Erdgasfeldern als CO2-Lagern mittlerweile einigermaßen gut erforscht ist, stehen die Forscher bei der Speicherung von CO2 in unterirdischen Grundwasserleitern (Aquifere) noch ganz am Anfang. Gerade diese sind aber in Europa sehr häufig zu finden und bieten ein enormes Potential zur klimafreundlichen Beseitigung von Kohlendioxid.

In Deutschland könnten nach Schätzungen der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe immerhin 23 bis 43 Milliarden Tonnen CO2 in solchen salzigen Grundwasserleitern verschwinden – genug, um darin 100 Jahre lang die Emissionen sämtlicher deutscher Kohlenkraftwerke unterzubringen. Ob sie für eine Speicherung des CO2 tauglich und sicher genug sind, versucht beispielsweise das Projekt „CO2SINK“ seit dem 1. April 2004 an einem konkreten Beispiel herauszufinden.

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Vorzeigeprojekt mit Modellcharakter

Projekt CO2SINK © GFZ Potsdam / CO2SINK

Ketzin, 30 Kilometer westlich von Berlin. In diesem Städtchen mit rund 4.000 Einwohnern vor den Toren der Metropole arbeitet ein internationales Konsortium aus acht Ländern unter Beteiligung des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) an einem EU-Vorhaben, bei dem schon bald große Mengen an reinem Kohlendioxid – geplant sind zunächst bis zu 60.000 Tonnen in zwei Jahren – in salzhaltige Grundwasserleiter injiziert werden sollen.

Doch warum gerade Ketzin? Und welche Ziele verfolgen die Wissenschaftler mit CO2SINK? Nun, das geologische Profil der anvisierten Speicherstätte in 600 bis 700 Meter Tiefe ist den Geowissenschaftlern nicht nur gut bekannt, sondern auch repräsentativ für große Teile Europas. Dies ermöglicht eine Übertragung der Forschungsergebnisse auf andere Regionen.

Außerdem ist in Ketzin das nötige technische Equipment und die Erfahrung für eine Gaseinlagerung im Untergrund bereits vorhanden. Rund vierzig Jahre lang wurde hier eine Sandsteinschicht als Zwischenlager für Erdgas aus Sibirien genutzt.

Die Lage in unmittelbarer Nähe zur deutschen Hauptstadt bietet jedoch auch noch einen anderen Vorteil: Hier, mitten im Blickfeld der Öffentlichkeit, könnte bei günstigem Verlauf ein europäisches Vorzeigeprojekt entstehen, dass national und international große Beachtung findet.

Ziele von CO2SINK

Bevor es jedoch mit der eigentlichen Injektion des CO2 losgehen kann, ist eine ganze Reihe von Voruntersuchungen nötig. Gesteinsproben, vielfältige Messungen in Bohrlöchern oder theoretische Vorhersagemodelle liefern den Forschern die gewünschten Daten, um beurteilen zu können, ob der vorgesehene Gasspeicher dicht und sicher genug ist.

Bohrstelle in Knoblauch © GFZ Potsdam / CO2SINK

Erst wenn diese geologischen und umwelttechnischen Überprüfungen bestanden sind, geben die Wissenschaftler und Techniker grünes Licht für den Beginn der CO2-Einlagerung die unter hohem Druck über eine spezielle Injektionsbohrung erfolgt. Strömt das CO2, das anfangs vor allem aus der Wasserstoffproduktion der chemischen Industrie stammen soll, erstmal in die Tiefe, wird es für die Wissenschaftler, die das Projekt begleiten und überwachen spannend: Welche Probleme treten beim Injektionsprozess auf? Wie verteilt sich das CO2 im Untergrund und wie und wohin verdrängt es das salzhaltige Wasser aus den Poren der Sandsteinschicht? Wie viel CO2 löst sich in der Sole?

Mithilfe von mehreren Überwachungsbohrungen und anderen zum Teil neu zu entwickelnden Methoden müssen sie aber auch kontrollieren, welche Auswirkungen die die CO2-Injektion für die Umwelt hat und ob der Speicher tatsächlich so dicht ist wie angenommen.

Warten auf den Durchbruch

Für die Wissenschaftler in Ketzin gibt es in den nächsten Jahren noch viel zu tun und eine ganze Menge Fragen zu beantworten. Daher wird es in jedem Fall noch mindestens ein Jahrzehnt dauern, bis in Deutschland im großen Maßstab CO2 tief im Boden eingelagert werden kann. Ketzin könnte, so die Hoffnung der GFZ-Forscher, aber viele grundlegende neue Erkenntnisse über die CO2-Speicherung liefern und damit zum Durchbruch für die neue Technologie beitragen.

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Stand: 24.02.2006

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Detektive im System Erde
Das GeoForschungsZentrum Potsdam

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