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Untertagespeicher im Computer

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 28.06.2010 11:48

Die unterirdische Speicherung von CO2 gilt als eines der Mittel zur Verringerung der Treibhausgasemissionen. Vor ihrer Nutzung müssen zukünftige Speicherstätten jedoch erst einmal auf Herz und Nieren geprüft werden. Wichtige Grundlagen für diese Risikoanalysen könnte ein Kieler Verbundprojekt liefern.

Wie verhält sich Kohlendioxid, wenn man es unter Hochdruck in tiefe Gesteinsformationen leitet? Und anhand welcher Parameter kann man im Vorfeld erkennen, ob das Gestein als zukünftiger Treibhausgasspeicher überhaupt geeignet ist? Nur einige der Fragen, mit denen sich die Geoforscher des Verbundprojekts CO2-MoPa beschäftigen. Bereits seit April 2008 stellen sie, gefördert im Rahmen des GEOTECHNOLOGIEN-Schwerpunkts „Technologien für eine sichere und dauerhafte Speicherung des Treibhausgases CO2 II“, einen umfangreichen Katalog an Datenmaterial und Simulationen zusammen, die in Zukunft schnelle und verlässliche Analysen von CO2-Speichern erlauben sollen.

„Mit Hilfe der in CO2-MoPa entwickelten numerischen Modelle sollen Studien zu verschiedenen Szenarien durchgeführt werden, um die Ausbreitung des Kohlendioxids im Untergrund vorhersagen zu können“, erklärt Projekt-Koordinatorin Sibylle Grandel. Davon erhoffen sich die Forscher vor allem Aussagen zum langfristigen Rückhalt im Speichergestein sowie dessen nutzbare CO2-Speicherkapazität. Auch das Aufzeigen möglicher Lecks und die Auswirkung austretenden Treibhausgases auf die umgebende Biosphäre ist Gegenstand intensiver Forschung. Ein Teilprojekt etwa widmet sich der Frage, welche Konsequenzen zu erwarten sind, wenn Kohlendioxid durch unentdeckte Störungen im Gestein ins Grundwasser gelangt und welche Messmethoden als Frühwarnsystem geeignet sind, um rechtzeitig vor einem „undichten“ CO2-Speicher zu warnen.

Auch die rechtliche Seite rund um das Thema „Kohlendioxid-Abscheidung und -Lagerung“ (engl. „Carbon Capture and Storage“, kurz CCS) hat man bei CO2-MoPa im Blick. Grandel: „Die hier gewonnen Ergebnisse werden auch unter juristischen Aspekten betrachtet, was angesichts der anstehenden nationalen rechtlichen Umsetzung und Ausgestaltung der europäischen CCS-Richtlinie als wesentlich erachtet wird.“

Als allererstes steht allerdings das Sammeln von Daten auf dem Programm – der Aufbau einer verlässlichen Datenbank, die für die, zunächst virtuelle Kohlendioxid-Speicherung die Grundlage bildet. „Parametrisierung“ nennt sich dieses Themengebiet, das eines der drei zentralen Bereiche darstellt, in die sich die Forschungsarbeit bei CO2-MoPa aufteilt. Die beiden anderen Projektteile nutzen die Daten zur Durchführung von Simulationen (Bereich „Modellierung“) oder liefern zusätzliche Messwerte (Bereich „Hochdruck-Experimente“). Während in der „Modellierung“ das Speichern des Kohlendioxids in tiefe, von mineralhaltigem Wasser getränkte Sedimentschichten, so genannte saline Aquifere, simuliert wird, werden die daraus gewonnen Ergebnisse im Themengebiet der „Hochdruck-Experimente“ mit Versuchen im Labor abgeglichen. „Die experimentellen Projekte sind wichtig, da wir mit ihnen gezielt Parameter für die Validierung der Modellierungen ermitteln können“, betont Sibylle Grandel. „Diverse Parameter, die wir benötigen, sind über reine Literaturrecherche eben nicht zu ermitteln.“

Trotzdem greifen die Forscher natürlich auch auf bereits vorhandene Datenbestände zurück, um ihre Untersuchungen auf eine gesicherte Grundlage zu stellen. Datensätze aus anderen geochemischen Modellprogrammen wie etwa der „Geochemist's Workbench“ der Universität Illinois gehören dazu ebenso wie Daten aus realen Bohrungen und seismischen Erkundungen. Diese stellen im Teilgebiet „Parametrisierung“ zum Beispiel die Datenbasis für geologische 3D-Modelle des norddeutschen Untergrunds, „die wiederum Ausgangsbasis für verschiedene Szenarienmodelle darstellen und quasi als virtuelle Pilotgebiete dienen, die sich für eine CO2 Speicherung eignen würden“, so Sibylle Grandel.

Erste Früchte trägt die Forschungsarbeit jedenfalls bereits. Modellentwicklungen und Datenbankrecherchen sind nach zwei Jahren Laufzeit des Projekts soweit fortgeschritten bzw. teilweise bereits abgeschlossen, dass erste Simulationen durchgeführt werden konnten. In Dimensionierungs- und Risikoanalysen vorhandener Testspeicher sind diese bisher allerdings noch nicht eingeflossen – schlichtweg aus dem Grund, weil diese älter sind als das CO2-MoPa-Projekt. Dafür werden die Geoforscher voraussichtlich Daten aus dem Standortprojekt bei Ketzin für ihre eigenen Modellierungen nutzen können.

Nur einer von vielen Punkten, die noch auf der To-Do-Liste der Forscher stehen. Und so plant man bereits über das offizielle Förderende durch den Bund im März 2011 hinaus. Weil bereits jetzt absehbar ist, dass nicht alle Teilprojekte bis zu diesem Zeitpunkt abgeschlossen sein werden, wurde das Gesamtprojekt CO2-MoPa kostenneutral um neun Monate bis Dezember 2011 verlängert.

TM, iserundschmidt 06/2010


Mehr zum Projekt CO2-MoPa finden Sie auf den Seiten der GEOTECHNOLOGIEN und auf der Projekt-Homepage.

Viele weitere spannende Projekte des GEOTECHNOLOGIEN-Schwerpunkts „Technologien für eine sichere und dauerhafte Speicherung des Treibhausgases CO2 II“ finden Sie hier.

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