Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite News Treibhausgase sollen in den Untergrund

Treibhausgase sollen in den Untergrund

erstellt von redaktion zuletzt verändert: 31.10.2007 11:14

RWTH-Forschungsprojekt untersucht die CO2-Speicherung untertage und analysiert, wie verlässlich das CO2 in unterirdischen geologischen Formationen sowie stillgelegten Kohlegruben gebunden werden kann.


(c)RWTH Aachen

Schon in der Schule lernen die Jugendlichen, dass der beobachtete Anstieg der Temperaturen an der Erdoberfläche mit dem Anstieg der Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre in Verbindung gebracht wird. Dieser wiederum wird auf die zunehmende Verbrennung fossiler Energieträger zurückgeführt. Aus diesem Grunde wurden nationale und internationale umweltpolitische Maßnahmen wie etwa das Kioto-Protokoll zur Reduktion der Kohlendioxid Emissionen in die Atmosphäre beschlossen, um den Treibhauseffekt zu verringern. Die Abtrennung des CO2 zum Beispiel bei der Stromproduktion aus fossilen Brennstoffen und dessen Speicherung untertage könnte helfen, die umweltpolitischen Vorgaben zu erfüllen. Wie das CO2 aber ebenso wirtschaftlich vertretbar wie technisch machbar gebunden werden kann, beschäftigt in den nächsten Monaten intensiv die Wissenschaftler an der RWTH Aachen.

Bindung von CO2

Die erste Herausforderung der Geowissenschaftler ist die Umwandlung der mineralischen Bindung von Kohlendioxid in Calcit. Gezielte Laborexperimente in Kombination mit numerischen Computersimulationen sollen klären: Wie viel gelöstes CO2 kann untertage verpresst und in Calcit umgewandelt werden? Wie viel davon können ausgewählte Gesteinsformationen aufnehmen?

Neu ist die ökonomisch vielversprechenden Kombination der CO2- Speicherung mit geothermischer Energiegewinnung. Dazu Dr. Kühn: "Bei geothermischen Tiefboh-rungen ab 1500 Meter Tiefe wird ein Wasserkreislauf eingerichtet, der die Wärme des Untergrunds über obertägige Wärmetauscher etwa für die Heizung von Gebäuden ver-fügbar macht. Wenn das erkaltete Wasser wieder in die Tiefe gepumpt wird, kann es mit CO2 angereichert werden." Da Kohlendioxid in Verbindung mit Wasser sauer reagiert, werden im unterirdischen Reservoir Verwitterungsreaktionen ablaufen, welche die Säure zumindest teilweise neutralisieren. Zusammen mit Calciumionen kristallisiert dann das Kohlendioxid dort unten dauerhaft zu Calcit. Vergleichbare Kalkablagerungen, wenngleich in kleinem Maßstab und durch andere Prozesse hervorgerufen, erfolgen zum Beispiel in der Kaffeemaschine. Die Studien werden von umfangreichen Datenerhebungen begleitet verfügbarer Industriedaten, mit deren Hilfe geeignete Zielstandorte ermittelt werden.

CO2 Speicher Kohlegrube

Das Forschungsteam vom Lehrstuhl für Geologie beschäftigt sich mit der CO2-Speicherung in stillgelegten Kohlegruben. "Auf Grund seiner großen inneren Oberfläche kann Kohle sehr viel CO2 binden", schildert Dr. Kühn. Einerseits prüfen die Wissenschaftler deshalb mit gezielten Laborexperimenten, wie viel Kohlendioxid auf Kohlestäuben oder -schlämmen aus der Kohleaufbereitung gebunden werden kann. Die derart angereicherte Masse könnte dann in stillgelegten Stollen deponiert werden. Andererseits gehen die Wissenschaftler der Frage nach, in welchem Umfang und unter welchen Bedingungen das CO2 direkt untertage in verbliebener Restkohle im Gebirge zu binden ist. "Da dieser physikalische Prozess durch äußere Einflüsse auch umkehrbar ist, müssen wir dabei auch untersuchen, wie die stillgelegten Gruben auf einlaufendes Wasser reagieren und in welchen Mengen das CO2 wieder rückgelöst wird", so Kühn.

Sind die Speicher dicht?

Wie reagieren die Speicher mit dem CO2?, fragt man sich angesichts der Pläne, das CO2 für mehrere tausend Jahre untertage zu binden. Die Forscher untersuchen auch die langfristige Reaktion der aufnehmenden Speicher. Wird das Deckgebirge vom CO2 korrosiv angegriffen?, lautet die Frage, die man unter anderem durch numerische Simulation zu beantworten sucht. "Wir sind da sehr zuversichtlich", meint Dr. Kühn, "da die heute aufgefundenen Erdgaslagerstätten über Jahrmillionen dicht geblieben sind." Bei der Untersuchung des Langzeiteffekts und der Dichtigkeit bringen die fünf Industriepartner ihr wichtiges Knowhow ein. RWE Dea AG, RWE Power AG, SaarEnergie GmbH, Deutsche Steinkohle AG und Deutsche Montan Technologie GmbH liefern dazu wertvolle Informationen, Daten und Probenmaterial.

Pilotversuch

Im Anschluss wünschen sich die Forscher einen Pilotversuch in industrieller Größenordnung an zwei exemplarischen Standorten. In dieser Phase wird die Projektführung auf die Industriepartner übergehen. Dieser kooperative und fachübergreifende Ansatz erlaubt es, mit wissenschaftlicher Expertise innovative Geotechnologien zu entwickeln, die unmittelbar in die unternehmerische Praxis einfließen. Das potenzielle Reservoir für die Speicherung von CO2 unter deutschen Landschaften ist riesig: Von den Kohlezechen und geothermischen Reservoiren könnten schätzungsweise 36 Gigaton-nen Kohlendioxid aufgenommen werden - dies entspricht dem 40fachen des deutschen CO2- Ausstoßes des Jahres 1999.