CO2-Speicherung Treibhausgas kann über Millionen Jahre sicher gelagert werden

Die von der Bundesregierung geplante Abtrennung und Speicherung von Kohlendioxid aus Kohlekraftwerken macht nur Sinn, wenn das klimaschädliche Gas Tausende von Jahren im Boden bleibt. Aktuelle Forschungen legen nun nahe, dass das durchaus möglich ist.


London - Wer Kohlekraftwerke klimafreundlicher machen will, kommt um das Verfahren wohl nicht herum: Mit der sogenannten CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) wird bei der Stromerzeugung anfallendes CO2 gleich im Kraftwerk abgetrennt und später in unterirdischen Speichern deponiert. So soll verhindert werden, dass das Gas die Erdatmosphäre weiter aufheizt.

Kohlendioxid und Wasser aus dem Untergrund (Geysir im US-Bundesstaat Utah): "Dass sich das CO2 in Mineralien umwandelt, dieser Prozess spielt keine so große Rolle"
Jason Heath

Kohlendioxid und Wasser aus dem Untergrund (Geysir im US-Bundesstaat Utah): "Dass sich das CO2 in Mineralien umwandelt, dieser Prozess spielt keine so große Rolle"

Gerade hat die Bundesregierung dazu einen Gesetzentwurf auf den Weg gebracht - bei dem allerdings Umweltschützer kritisieren, dass die notwendigen Investitionen bei alternativen Energiequellen besser angelegt wären.

CCS kann ohnehin nur dann ein mögliches Mittel im Kampf gegen die Überhitzung des Planeten sein, wenn das Gas auch tatsächlich für tausende Jahre im Untergrund gefangen ist - und nicht schon nach kurzer Zeit wieder Wege ans Tageslicht findet. Außerdem muss gesichert sein, dass das Kohlendioxid unter Tage keine Probleme macht.

Britische Forscher zeigen nun, dass eine CO2-Speicherung im Untergrund über viele Millionen Jahre möglich sein könnte. Das Treibhausgas löst sich im Porenwasser des Gesteins auf und bleibt dort gewissermaßen als Mineralwasser fixiert.

Die Wissenschaftler um Stuart Gilfillan von der University of Manchester hatten sich neun natürliche Erdgasfelder in den USA, China und Ungarn angesehen, in denen neben dem Erdgas auch größere Mengen von Kohlendioxid natürlich vorkommen. Im Fachmagazin "Nature" (Bd. 458, S. 614) berichten sie, dass sie aus dem Verhältnis von Kohlendioxid zu den Edelgasen Helium und Neon bestimmen konnten, dass das Treibhausgas sich überwiegend in Wasser aufgelöst haben muss. Dazu kommt das Wasser in den Gesteinsporen in Frage.

CCS: Kohlendioxid unter die Erde
Technologie
AP
Beim CCS-Verfahren (Carbon Capture and Storage) wird Kohlendioxid aus dem Abgas von Kohlekraftwerken abgeschieden, verflüssigt und unter der Erde eingelagert. Für die konkrete Umsetzung der CO2-Sequestrierung gibt es mehrere Möglichkeiten, die teils bereits in Pilotanlagen erprobt werden. So lässt sich CO2 theoretisch auf drei Arten abtrennen: vor der Kohleverbrennung ("Pre Combustion"), bei der Verbrennung mit reinem Sauerstoff ("Oxyfuel") oder durch ein Waschen der Rauchgase ("Post Combustion"). Für den Transport des unter Druck verflüssigten Gases bieten sich vor allem Pipelines oder Schiffe an. Als Speicherstätten kommen in Deutschland leere Gasfelder oder tief liegende spezielle poröse Gesteinsschichten, sogenannte saline Aquifere, in Frage.
Bisherige Nutzung
Die CCS-Technologie ist nicht grundsätzlich neu, sondern kommt kommerziell bereits bei Erdöl- und Erdgasförderung zum Einsatz. Ziel ist, die Ausbeuterate von Ölfeldern zu erhöhen oder gefördertes Erdgas vom "Begleitgas" CO2 zu trennen. Den Einsatz bei einem Kohlekraftwerk testet der Energieversorger Vattenfall in Brandenburg: Das CO2 wird in der Pilotanlage "Schwarze Pumpe" mit dem Oxyfuel-Verfahren abgetrennt. Im brandenburgischen Ketzin wird in einem salinen Aquifer testweise CO2 gespeichert. RWE plant in Hürth nahe Köln ein Demonstrationskraftwerk für die Pre-Combustion-Abscheidung. Laut Industrie könnte CCS 2020 marktreif sein.
Mögliche Vorteile
Die CCS-Technologie kann den Treibhausgasausstoß eines Kohlekraftwerks deutlich verringern. Sie könnte als Brücke ins Zeitalter regenerativer Energienutzung dienen. Laut Industrie birgt die CO2-Speicherung weniger Risiken als das fortgesetzte Hinauspusten des Treibhausgases in die Atmosphäre. Auch wenn eine Speicherstätte undicht werden sollte, würde das weder giftige noch explosive CO2 demnach ohne Risiko für Mensch und Umwelt verwehen. Da die Schwellenländer immer mehr Kohle verfeuern, ist die Technologie Befürwortern zufolge international unverzichtbar und könnte ein lukratives Exportgut werden.

Kritik
Vor allem Umweltschützer betrachten CCS als teuer, riskant und in Deutschland überflüssig. Die Technik mache Kohlekraftwerke keineswegs sauberer, da sie deren Wirkungsgrad verschlechtere. Auch befürchten Kritiker, CCS könne den Ausbau von erneuerbaren Energien bremsen und stattdessen Akzeptanz für neue Kohlekraftwerke schaffen. Das Verhalten von CO2 in Untergrundspeichern ist noch nicht hinreichend erforscht, Umweltschützer nennen unterirdische CO2-Speicher daher "geologische Zeitbomben". Klar ist, dass CCS schon aufgrund der weltweit begrenzten CO2-Speicherkapazitäten das Klimaproblem nicht dauerhaft lösen kann.

Quelle: AFP
"Dass sich das CO2 in Mineralien umwandelt, dieser Prozess spielt keine so große Rolle", sagt Werner Aeschbach-Hertig von der Universität Heidelberg im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Er hatte den Artikel des Gilfillan-Teams begutachtet und verweist auf eine spezielle Messung darin: Die Forscher hatten das Verhältnis zweier Kohlenstoffisotope in den Proben bestimmt und daraus abgeleitet, dass das CO2 nicht durch Bildung neuen Karbonatgesteins fixiert wurde.

Für die Nutzung von CCS sei das aber kein größeres Problem, sagt der Forscher: "Wasserlösung ist immer noch besser als eine Gasphase." Allerdings müsste in potenziellen Lagerstätten der Verlauf des Grundwassers noch genauer beobachtet werden. Es gelte sicherzustellen, dass das Grundwasser nicht an die Oberfläche tritt. "Wenn man die richtigen geologischen Bedingungen findet, kann man CO2 mit Sicherheit gut speichern", so Aeschbach-Hertig.

Im Oktober vergangenen Jahres hatte die Internationale Energie-Agentur dazu aufgerufen, die Technologie für CCS möglichst rasch zu entwickeln. Das Verfahren könne eine entscheidende Rolle beim Kampf gegen die Erderwärmung spielen, die vor allem durch den CO2-Ausstoß verursacht wird. Für eine flächendeckende Einführung in Europa sind allerdings gigantische Investitionen nötig.

chs/ddp/AFP



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