Stromerzeugung

Kann man CO2 im Untergrund speichern?

Die Speicherung von Kohlendioxid im Untergrund (engl. CCS: Carbon Capture and Storage) wird derzeit als eine viel versprechende Methode für eine substanzielle Reduzierung von Treibhausgasen diskutiert. Die Europäische Union möchte deshalb 12 Demonstrationskraftwerke mit dem Erlös aus 300 Mio. Emissionszertifikaten aus der sogenannten Neuanlagenreserve im Rahmen des Emissionshandels fördern.

Die Idee hinter CCS: Kohlendioxid als maßgebliches Treibhausgas soll in geologischen Schichten tief unter der Erdoberfläche dauerhaft gespeichert und so auf Dauer von der Erdatmosphäre ferngehalten werden. Bei erfolgreicher Erprobung durch die genannten Demonstrationsprojekte können mit den CCS-Technologien die in Deutschland und weltweit existierenden Kohlevorkommen klimafreundlich genutzt werden, d. h. Energieversorgungssicherheit und Klimaschutz können durch CCS in Einklang gebracht werden.

An den Kraftwerksstandorten wird CO₂ aus den Abgasen abgetrennt und zu möglichen Speichern transportiert. Als Abscheidetechnologien werden derzeit drei Konzeptionen verfolgt.

• Post-combustion: CO₂ wird aus dem Rauchgas in einer Waschlösung gebunden,
• Pre-combustion: durch Kohlevergasung wird ein Synthesegas erzeugt und gleichzeitig in einem physikalischen Waschprozess das CO₂ abgeschieden und
• Oxyfuel: Stickstoff wird aus der Luft abgetrennt, der verbleibende hochkonzentrierte Sauerstoff wird mit dem rezirkulierten Rauchgas verbrannt. Entstehendes Abgas besteht zu großen Teilen aus CO₂ und Wasserdampf.

Mit CCS-Technologien können - je nach angewandtem Verfahren - zukünftig etwa 85 bis 98 % der CO₂-Emissionen eines Kraftwerkes abgetrennt werden. Dies geht zu Lasten des Wirkungsgrades, der sich nach heutigem Stand der Technik um etwa 10 %-Punkte verringert. Allerdings gibt es bereits technologische Ansätze, diese Verluste beträchtlich zu verringern.

Erschöpfte Erdgaslagerstätten und Salzwasser führende Gesteinsschichten (so genannte salinare Aquifere) in mehr als etwa 1.000 Metern Tiefe sind die in Deutschland im industriellen Maßstab nutzbaren Möglichkeiten zur Speicherung von CO₂. Das  Speicherpotenzial deutscher Erdölfelder ist dagegen aufgrund ihrer Größe und den geologischen Bedingungen (geringe Tiefe, kleine Teilschollen) im Gegensatz zu anderen europäischen Ländern gering.

Die Kapazitäten der Erdgasfelder lassen sich aufgrund der gut dokumentierten Lagerstättenverhältnisse und der bisher geförderten Erdgasvolumina sehr gut abschätzen. Dabei wird angenommen, dass das vormals von Erdgas gefüllte Porenvolumen nahezu vollständig für die Speicherung von CO₂ genutzt werden kann. Die bis Ende 2005 in Deutschland geförderte Erdgasmenge entspricht 2.180 Millionen Tonnen CO₂ unter Lagerstättenbedingungen. Unter Berücksichtigung der bisher noch nicht geförderten Reserven wird sich die Speicherkapazität nach Expertenmeinung um weitere knapp 30 % erhöhen.

Die ersten Abschätzungen zur Speicherkapazität von tiefliegenden Salzwasser führenden Gesteinsschichten in Deutschland beruhen auf Berechnungen regionaler Studien, in denen das Speichervolumen einzelner Strukturen und Regionen auf dem Festland unterhalb 1.000 Meter Tiefe ermittelt wurde. Derzeit wird die Kapazität dieser Gesteinsschichten auf etwa 12 bis 28 Milliarden Tonnen CO₂ geschätzt, davon befinden sich ca. drei Viertel in Norddeutschland. Die tiefen geologischen Schichten im Deutschen Sektor der Nordsee oder im Ostseeraum sind dabei bisher noch nicht berücksichtigt worden. Eine Einbeziehung dieses Speicherpotenzials  würde die Kapazität weiter erhöhen.

Forschungsarbeiten zur detaillierten Analyse der Speicherkapazitäten der in Deutschland vorhandenen tiefliegenden Salzwasser führenden Gesteinsschichten sind von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, dem GeoForschungsZentrum Potsdam der Helmholtz-Gemeinschaft, den Geologischen Diensten der Bundesländer, Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen mit Unterstützung der Industrie begonnen worden. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass in Deutschland genügend Speicherpotenzial vorhanden ist, um die heutigen CO₂-Emissionen aller mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerke für mindestens eine Kraftwerksgeneration im Untergrund zu speichern.