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RECOBIO 2

erstellt von huenken zuletzt verändert: 05.08.2011 12:30

Projekt:
RECOBIO 2
Untersuchung der biogeochemischen Transformation von im tiefen Untergrund gespeichertem CO2
Laufzeit:
01.04.2008 bis 31.03.2011
Koordinator:
Dr. N. Hoth

Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau
Agricolastr. 2
09599 Freiberg
Projektpartner:
Dresdner Grundwasserforschungszentrum e. V.

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Hannover

Programm:
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Themenschwerpunkt: Die Nutzung des Untergrundes zur Kohlendioxid-Speicherung für globale Klimaschutzziele
Ziele:
Ziel des Verbundvorhabens RECOBIO 2 ist es, den Einfluss biogeochemischer Transformationsprozesse auf Kohlendioxid bei einer Speicherung im tiefen geologischen Untergrund zu untersuchen. Das Verbundvorhaben RECOBIO 2 steht eng mit dem Verbundprojekt RECOBIO in Verbindung, das bereits in der ersten Phase des Themenschwerpunktes gefördert wurde. Mit RECOBIO sollte geprüft werden, ob geologisch gespeichertes Kohlendioxid durch Mikroorganismen in Methan umgewandelt werden kann. Die bisherigen Ergebnisse des Projekts zeigen, dass Kohlendioxid verwertende Methanbildner in den Formationswässern von Erdöl- und Erdgaslagerstätten auftreten. Wie anhand von Laborexperimenten nachgewiesen werden konnte, wird der für die Umwandlung von Kohlendioxid in Methan benötigte Wasserstoff aus sedimentären Eisensilikaten bereitgestellt. Die vielversprechenden Ergebnisse von RECOBIO sollen mit dem Verbundvorhaben RECOBIO 2 durch weitergehende Fragestellungen untermauert werden, um den Einsatz im Rahmen eines Feldtests vorzubereiten. Im Zuge von RECOBIO 2 ist geplant, dass Prozessverständnis zur Karbonatphasenbildung und eine möglicherweise damit verbundene Erhöhung der Kapazität potentieller Speicherformationen zu untersuchen. Weiterhin sollen die Auswirkungen von Verunreinigungen im Kohlendioxid auf die biogeochemischen Prozesse bestimmt werden. Auch die langfristige Umwandlung von Kohlendioxid zu Methan oder Biomasse sowie die Bereitstellung von Elektronendonatoren in silikatischen Speicherformationen wird Gegenstand der Untersuchungen sein. Als Erweiterung zu den bisherigen Arbeiten, die sich vornehmlich auf Kohlenwasserstofflagerstätten konzentriert haben, ist auch die Untersuchung der mikrobiellen Methanbildung in Kohleflözen geplant. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen unter Einsatz der etablierten Methodik auf die für Deutschland sehr relevante Speichereinheit des Rotliegenden (z. B. Erdgasfeld Altmark) übertragen und bei der Auswahl geeigneter Kohlendioxid-Speicherstandorte genutzt werden.

Die TU Freiberg ist für die Charakterisierung aktiver Mikroorganismen mit molekulargenetischen Methoden zuständig. Hierfür ist die Bestimmung und Quantifizierung der bakteriellen und archaebakteriellen Lebensgemeinschaften in Proben aus den Erdgasfeldern Altmark und Schneeren-Husum geplant. Außerdem sind Untersuchungen zur Silikatlösung und Karbonatphasenbildung bzw. deren Auswirkung auf die Speicherkapazität geologischer Formationen geplant sowie zum Einfluss von Kohlendioxid-Mischgasen (Schwefeloxide, Stickoxide, Schwefelwasserstoff usw.) auf die Aktivität und Zusammensetzung der Biozönose. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt der TU Freiberg liegt in der Untersuchung der biogeochemischen Transformation von Kohlendioxid im Realsystem (Formationswasser, autochthone Biozönose, Gesteinsmaterial) unter gegebenen Druck- und Temperaturbedingungen. Dazu sollen Autoklavenexperimente mit sterilisierten und nicht sterilisierten Proben verschiedener Standorte durchgeführt werden.

Das Dresdener Grundwasserforschungszentrum (DGFZ) ist für die Untersuchung von Mineraltransformationsreaktionen in Schichtsilikaten unter Einwirkung von Kohlendioxid und Mischgasen zuständig. Zu diesem Zweck sollen anoxische Batchversuche unter Atmosphärendruck und Autoklavenexperimente unter Speicherformationsbedingungen durchgeführt werden. Weiterhin sind Versuchsserien mit Standortproben und reinen Mineralphasen geplant, um die Pufferwirkung der Silikate, die Freisetzung von Kationen, die Mineralumbildung und die Entwicklung molekularen Wasserstoffs zu quantifizieren. Außerdem soll die Bedeutung der von Mikroorganismen ausgeschiedenen polymeren Substanzen bei Prozessen der Mineraltransformation geklärt werden, insbesondere in Bezug auf die Kinetik der Karbonatausfällung. In Zusammenarbeit mit der BGR Hannover ist die mineralogische und extraktionschemische Untersuchung von Proben aus Kohleflözen unter Einwirkung von superkritischem Kohlendioxid geplant.

Die BGR Hannover beabsichtigt, die Auswirkungen hoher Kohlendioxid-Konzentrationen auf Mikroorganismen in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltparametern (Druck, Temperatur, pH-Wert usw.) und Nährstoffangeboten zu untersuchen. Die Untersuchungen sollen in Hochdruck-Inkubatoren unter Speicherformationsbedingungen durchgeführt werden und die Beobachtung von Aktivitäts- bzw. Wachstumsänderungen der Mikroorganismen ermöglichen. Diese Versuche werden wichtige Hinweise auf mögliche Folgen (Versauerung, Schwermetalllösung) hoher Kohlendioxid-Konzentrationen im tiefen Untergrund liefern. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt der BGR Hannover ist die Untersuchung des Einflusses von Kohlendioxid auf die mikrobiellen Stoffwechselaktivitäten bei einer Einlagerung in stillgelegten Kohlezechen, insbesondere auf die mikrobiellen Methanbildungsraten.