Sicher lagern im tiefen Stein

Die Suche nach Wegen, das Treibhausgas Kohlendioxid in der Erde zu speichern

Wilhelm Dominik in seinem Labor. Im Vordergrund ein Sandstein, der ideal ist für die geologische Speicherung von Kohlendioxid Foto: TU-Pressestelle

Im nächsten Jahr ist es so weit. 2005 tritt als Folge des Kyoto-Protokolls der in der EU vereinbarte Handel mit CO₂-Emissionsrechten in Kraft. Die Emission von Kohlendioxid soll - im Sinne des Klimaschutzes - um 25 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden.

Der Wirtschaftsstandort Deutschland ist mit Abstand der größte CO₂-Verursacher in Europa.

Um den CO₂-Ausstoß in die Atmosphäre zu verringern, gibt es die Überlegung, das Treibhausgas direkt vor, während oder nach dem Verbrennungsprozess abzutrennen und unter Tage zu speichern.

Prof. Dr. Wilhelm Dominik vom Institut für Angewandte Geowissenschaften der TU Berlin erforscht geeignete Speichertechniken und orientiert sich dabei unter anderem an der traditionellen Erdgasspeicherung. Anders als Erdgas ist Kohlendioxid weder brennbar noch explosiv und lässt sich gefahrlos über Pipelines oder mit Tankwagen transportieren. Bei der Speicherung in großen Tiefen - optimal zwischen 700 und 1200 Metern - wird es flüssig und zeigt, insbesondere im so genannten überkritischen Zustand in geeigneten geologischen Strukturen, kaum die Tendenz zu entweichen.

Bestens geeignet für die geologische Speicherung ist poröses Gestein, idealerweise Kalk- oder Sandstein. Als weitere Speicheroptionen gelten ehemalige Öl- oder Gasfelder oder Hohlräume (Kavernen) im Gestein. Die Versenkung ins Meer, den einzigen natürlichen Speicher für CO₂ - jährlich lösen sich circa 8,4 Gigatonnen Kohlendioxid in den Ozeanen -, stößt aufgrund der Umweltproblematik heute noch auf Ablehnung.

Dominiks Team analysiert die Gesteinseigenschaften im Labor und simuliert die Wechselwirkungen mit der fluiden Phase. Untersucht werden Adsorption und Absorption von CO₂ an Tonminerale, spezifische Eigenschaften von Reservoirsteinen und deren Abdichtung. Die Geometrie geeigneter Gesteinsstrukturen wird auf Basis seismischer Daten rekonstruiert. In Kooperation mit TU-Mathematikern werden daraus virtuelle 3-D-Darstellungen erstellt, um den Gesteinsbestand im Detail zu visualisieren und die ablaufenden Prozesse zu simulieren.

Neue Kraftwerke mit hoher CO₂-Emission sollten nach Ansicht von Dominik künftig nur noch dort entstehen, wo der Untergrund sich auch für die CO₂-Speicherung eignet. Denn das spart Transportkosten und damit wiederum Energie. Denkbar sind Anlagen, die an Einzelstandorten bis zu 500 Millionen Tonnen Kohlendioxid zur Einspeisung ins Gestein vorbereiten und an Ort und Stelle versenken. Pro Tonne CO₂ wird mit Kosten von etwa fünf Euro zu rechnen sein - deutlich unter den Preisen für CO₂-Zertifikate.

Für Deutschland könnte - mit geeigneter CO₂-Abscheide- und -Speichertechnik - sogar eine Energiequelle wieder interessanter werden, die momentan noch als "größte Dreckschleuder" angeprangert wird: Braunkohle. Die Bundesrepublik verfügt über die drittgrößten Weichbraunkohle-Ressourcen der Welt. Davon werden circa 40 Milliarden Tonnen als gewinnbare Reserven klassifiziert. Das ist ein kostengünstiges Potenzial zur langfristigen Absicherung gegen Versorgungs- und Preisrisiken.

Kohlendioxid zu speichern ist für Dominik mehr als eine halbherzige Notlösung, als welche Umweltorganisationen es kritisieren. Es ist in gewisser Weise "Vorratshaltung". Wenn die fossilen Brennstoffe der Erde einmal endgültig zur Neige gegangen sind, könnten künftige Generationen das Gas wieder aus den Tiefen hochholen und es als Kohlenstoffquelle nutzen.

Catarina Pietschmann