Treibhausgas CO2 lässt sich in Gestein sicher speichern

In Deutschland ist die Einlagerung von CO2 im Boden politisch kaum machbar - auch weil man Angst vor Lecks hat. Eine Technologie aus Island hat dieses Problem nicht. Aber andere.

Basaltgestein an der Küste Islands bei Vik
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Basaltgestein an der Küste Islands bei Vik


Jedes Jahr bläst die Menschheit riesige Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre - mit massiven Folgen für das Klima. Allein im Jahr 2014 kamen durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Gas und Herstellung von Zement gut 35 Milliarden Tonnen CO2 zusammen. Nun stellen Forscher im Fachblatt "Science" ein neues Verfahren zur CO2-Lagerung vor, das sicher und wirtschaftlich zugleich sein soll.

Wissenschaftler um Juerg Matter, von der Columbia University in New York, der inzwischen an der englischen Universität of Southampton forscht, berichten, wie sie in Island ein Verfahren zur Einlagerung von Kohlendioxid im Gestein getestet haben.

In Deutschland gab es in den vergangenen Jahren massiven Widerstand gegen die Einlagerung von CO2 im Boden - auch aus Angst vor Lecks. Die nun vorgestellte Technik hat dieses Problem nicht, das Gas wird in vulkanischem Basalt mineralisiert. Binnen zwei Jahren hätten mehr als 95 Prozent des eingebrachten CO2 mit Basalt reagiert und Karbonate gebildet, so die Forscher.

"Basaltgestein ist sehr reaktionsfreudig und eines der häufigsten Gesteine der Erde, das etwa zehn Prozent der Oberfläche der Kontinente und den größten Teil des Meeresgrunds bedeckt", schreiben die Autoren. Daher könne man CO2 mit dem Verfahren künftig sicher und auch relativ günstig einlagern.

Bisher seien viele Experten davon ausgegangen, dass diese Mineralisierung lange Zeiträume brauche. Dass dies wesentlich schneller geht, zeigt das Projekt in Island nahe des Geothermie-Kraftwerks Hellisheidi. Das 25 Kilometer östlich der Hauptstadt Reykjavik gelegene Kraftwerk produziert pro Jahr etwa 40.000 Tonnen CO2. Es stammt nicht aus der Verbrennung fossiler Energieträger, sondern ist in dem aus dem Boden stammenden heißen Wasser gelöst, mit dem das Kraftwerk arbeitet.

In einem Pilotprojekt, das Anfang 2012 startete, lösten die Forscher 250 Tonnen Kohlendioxid wieder in Wasser - und leiteten das Gemisch dann in eine Basaltschicht in 400 bis 800 Metern Tiefe.

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Um das Schicksal des CO2 im Boden zu verfolgen, reicherten sie es mit einem sogenannten Tracer an, dem Kohlenstoff-Isotop C14. Dann untersuchten sie die Zusammensetzung des Wassers an mehreren Probebohrungen. In der Zeit nach der Injektion sanken die Konzentrationen des CO2 und auch des Tracers deutlich.

"Risiko des Entweichens entfällt"

Die Forscher zeigten, dass zwischen Injektionsstelle und Probebohrungen binnen zwei Jahren mehr als 95 Prozent des CO2 mineralisierten. Weitere Bohrungen bestätigten, dass das eigentlich tiefdunkle Basaltgestein nun weißliche Karbonat-Adern enthielt.

"Einmal in Karbonat-Mineralien gelagert, entfällt das Risiko des Entweichens, und die Kontrollprogramme für die Lagerstätte können deutlich reduziert werden, was die Sicherheit und möglicherweise auch die öffentliche Akzeptanz fördert", schreiben die Autoren. Voraussetzung sei jedoch das Vorhandensein von Basaltgestein und ausreichend Wasser: Das Verfahren benötigt pro Tonne CO2 etwa 25 Tonnen Wasser.

Das an der Studie beteiligte Unternehmen Reykjavik Energy nutzt das Verfahren inzwischen deutlich intensiver. Seit 2014 hat das Unternehmen die Menge auf jährlich 5000 Tonnen CO2 gesteigert. Ab diesem Sommer will es auch diese Rate noch einmal verdoppeln. Die Kosten für Abscheidung und Speicherung lagen laut der Firma bei etwa 30 Dollar (etwa 26 Euro) pro Tonne CO2.

Franz May von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover sagt, die Wirtschaftlichkeit der CO2-Einlagerung hänge nicht nur vom verwendeten Verfahren ab, sondern maßgeblich auch von den Rahmenbedingungen. Dass Reykjavik Energy das neue Verfahren ausbaue, könne auch einen anderen Grund haben: Demnach löst das Unternehmen neben CO2 auch Schwefelwasserstoff (H2S) in Wasser. "Damit entsorgt das Unternehmen gleichzeitig auch dieses hochtoxische Gas", sagt der Experte.

In Mitteleuropa lasse sich das Verfahren kaum anwenden, sagt May. So gebe es etwa in Deutschland lediglich kleine Basaltvorkommen, etwa im Westerwald oder im südlichen Niedersachsen. Große Mengen des Vulkangesteins lagerten dagegen etwa in Sibirien oder in Teilen Indiens - dort fielen aber deutlich weniger CO2-Emissionen an.

Auch Axel Liebscher vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam glaubt, dass der Standort auf Island Idealbedingungen für das neue Verfahren bietet - und sieht noch ein weiteres Problem - den enormen Wasserbedarf. "Für die Einlagerung einer jährlichen Menge von einer Million Tonnen CO2 bräuchte man 25 Millionen Tonnen Wasser, insgesamt müsste man also 26 Millionen Tonnen Flüssigkeit in den Untergrund pumpen", gibt er zu bedenken. "Im kleineren Maßstab scheint das wunderbar zu klappen, aber ob es sich auch für eine großindustrielle Anwendung eignet, muss noch gezeigt werden."

chs/Walter Willems, dpa



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teilzeitmutti 10.06.2016
1. Wie schön das man auch bei
diesem Bericht wieder keine Information zum Wirkungsgrad des Verfahrens erhält. Wie eigentlich immer wenn es um die Speicherung und die Konvertierung von Co2 geht.
rkinfo 10.06.2016
2. CCS wird weltweit noch bedeutungsvoll
Die Welt geht Klimaschutz anders an als die ideologisch verblendeten Deutschen. Wir bald nicht mehr technologische Führerschaft sondern Abnehmer neuer Technik sein.
Crossi71 10.06.2016
3. Irrsinn
Eines habe ich bei der ganzen CO2-Diskussion noch nie verstanden. Wie konnte die Erde so lange ohne uns überleben, weil sie lagerte 100Mio Jahre lang immer wieder CO2 als fossile Brennstoffe ein, sodass CO2 in der Luft schon längst ausgestorben sein müsste. Hat der Mensch die Erde womoglich gerettet, indem es das für Pflanzen notwendige CO2 wieder zu Tage gefördert hat? Oder entsteht seit 100Mio Jahren CO2 immer wieder neu? Oder war die Konzentration in der Luft früher bei 99,9999% und Pflanzen und Tieren ging es gut? Ich bin verwirrt!
ulswiss 10.06.2016
4. Speicherung auf ewig
CO2 ist viel schwieriger zu speichern, als Atommüll. Einerseits geht es um Mengen, die Grössenordnungen höher sind. Andererseits hat CO2 keine Halbwertszeit und muss deshalb für ewig gespeichrt werden.
deepdiveralex 10.06.2016
5. absoluter Blödsinn
Wo zum Teufel soll das ganze Wasser herkommen? Am sinnvollsten wäre Meerwasser (würde vielleicht auch ein wenig die Meeresspiegelerhöhung positiv beeinflussen), was aber erstmal entsalzt werden muss, das aber auch wieder CO2 produziert. Und wie schon am Ende angesprochen, was wird wohl der immens gesteigerte Druck der zusätzlichen Masse in dieser Tiefe anrichten? Ausserdem könnte Wasser die ganze Sache am Ende in dieser Tiefe das CO2 auch wieder auswaschen und es gelangt eine evtl. neue, giftige Lösung im Grundwasser. Also: neue Suche, neues Glück bei dem CO2-Problem.
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