Bohrung für Treibhausgas-Untergrundspeicher bei Ketzin gestartet CO2 zurück in die Erde - scinexx | Das Wissensmagazin
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Bohrung für Treibhausgas-Untergrundspeicher bei Ketzin gestartet

CO2 zurück in die Erde

Großexperiment CO2SINK. Der CO2-Speicherstandort Ketzin. © GFZ Potsdam

Die Speicherung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) im Untergrund könnte möglicherweise helfen, den Klimawandel einzudämmen. Dabei wird das Treibhausgas zunächst aus den Emissionen von Kraftwerken isoliert und dann hunderte von Metern tief im Boden sicher „weggeschlossen“. Nun haben in Ketzin nahe Berlin die Bohrarbeiten für den ersten europäischen Kohlendioxid-Testspeicher begonnen. Im Rahmen des europäischen CO2SINK-Projekts sollen hier in den nächsten zwei Jahren 60.000 Tonnen CO2 in über 700 Metern Tiefe gelagert werden.

Die Bohrung soll zeigen, wie CO2 in tief gelegenen und mit Salzwasser gefüllten porösen Gesteinsschichten eingebracht und gespeichert werden kann. Am 27. Februar 2007 wurde die erste Bohrung gestartet, über die dann später das fast 100 Prozent reine CO2 in den Speicherhorizont eingespeist werden soll. Um die Speicherung zu überwachen und ortsnah die Ausbreitung des CO2 im Untergrund zu untersuchen, werden zwei zusätzliche Beobachtungsbohrungen bis auf 800 Meter niedergebracht und mit modernster Sensorik bestückt. Durchgeführt wird das Projekt unter der Federführung des GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) in Zusammenarbeit mit 18 Partnern aus neun Ländern auf dem Testgelände bei Ketzin.

Großlabor im Untergrund

3D seismologische Abbildung der Abdeckschicht und der darunter liegenden Speicherschicht mit Lokation der Injektionsbohrung. © GFZ Potsdam

Mit dieser Pilotanlage entsteht ein Großlabor, in dem das Verhalten von CO2 im Untergrund unter realistischen Bedingungen untersucht wird. Dabei ist entscheidend, welche Prozesse durch die Speicherung im Untergrund ausgelöst werden und was mittel- und langfristig mit dem im Untergrund gespeicherten CO2 geschieht. Die Menge CO2, die dort täglich gespeichert werden soll, entspricht dabei der Menge Kohlendioxid, welche die Potsdamer Bevölkerung im selben Zeitraum ausatmet.

Diese kleinen Mengen werden allerdings schon ausreichen, um wichtige Erkenntnisse über die Injektionstechnologie, die Sicherheit des Speichers und über mögliche Langfristrisiken und -kosten zu gewinnen. Die ausgesuchte Gesteinsformation eignet sich für das geplante Vorhaben besonders gut aufgrund ihrer Geologie. Unterhalb eines ehemaligen Erdgasspeichers befindet sich eine weitere über hundert Meter mächtige undurchlässige Deckschicht.

Permanente Überwachung …

Bei der Bohrung werden Bohrkerne gezogen, aus denen man weitere detaillierte Informationen über die Qualität des Speicherhorizontes und der Abdeckschichten gewinnen möchte. Während der zweijährigen Dauer des Experiments findet zudem eine permanente Überwachung des Areals von der Oberfläche bis in die Tiefe statt. Es werden Mess-Sonden in die Bohrlöcher eingefahren, um die Eigenschaften der Gesteine in den unterschiedlichen Tiefenlagen mit dreidimensionaler geophysikalischer Erkundung (ähnlich der Ultraschalldiagnostik in der Medizin) zu quantifizieren. Es kommen geoelektrische, seismische und thermische Verfahren zum Einsatz, und es werden die Reaktionen des CO2 mit dem Nebengestein in situ untersucht.

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… und Safety first

Laborexperimente zur Untersuchung petrophysikalischer Eigenschaften von Speichergesteinen unter Einwirkung von CO2 bei simulierten In-Situ-Druckbedingungen. © GFZ Potsdam

Die im Frühjahr 2007 begonnene Bohrungsphase hat bereits eine lange Vorgeschichte: So wurde die Stelle des zukünftigen Forschungsspeichers schon seit Jahren von der Oberfläche bis in die Tiefe untersucht. Seit mehr als zwei Jahren messen Wissenschaftler die natürliche CO2-Abgabe aus dem Boden über dem gesamten Speichergebiet in regelmäßigen Abständen. Dieses Kohlendioxid entsteht durch die Zersetzung von Biomasse durch Bodenlebewesen und weist eine deutliche jahreszeitliche Variation auf.

Auch die Erkundung der örtlichen Geologie gehörte zu den Vorarbeiten. Um eventuelle zukünftige Veränderungen der Geologie aufgrund der Speicherung sofort feststellen zu können, wurde vorab eine aufwändige dreidimensionale seismische Erkundung durchgeführt. Nach Abschluss des Projekts wird sich die Option „CO2 zurück in die Erde“ auf einer fundierten Datenbasis beurteilen lassen.

Links:

www.gfz-potsdam.de

www.co2sink.org

www.co2sink.org/newsline/FaltblCO2-09-05.pdf

(Prof. Dr. Frank Schilling / GeoForschungsZentrum Potsdam, 23.03.2007 – AHE)

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