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Wirklich ganz dicht?

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 04.03.2014 18:42

Kohlendioxid in tiefen Gesteinsschichten zu deponieren, über diese Technologie wird heftig diskutiert. Die wichtigste Frage ist, ob die geologischen Speicher so dicht sind, dass das Gas auch tatsächlich unten bleibt. Der norwegische Öl- und Gaskonzern Statoil wendet diese CCS genannte Technologie in zwei Gasfeldern in der Nordsee und im Nordmeer an. Das EU-geförderte Forschungsprojekt Eco2, das zusammen mit Statoil die Risiken der CO2-Speicherung unter dem Meer genauer erkunden will, untersucht seit 2011 die Dichtigkeit dieser beiden Speicher. Auf der Herbsttagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union in San Francisco gab Projektkoordinator Klaus Wallmann vom Kieler Geomar einen Überblick über die bisherigen Ergebnisse - und löste eine Kontroverse aus.

Schwere See an einer Sleipner-Plattform im norwegischen Teil der Nordsee. (Bild: Statoil/Øjvind Hagen)Das Sleipner-Erdgasfeld im norwegischen Sektor der Nordsee gehört zu den am besten erkundeten Meeresgebieten. Der norwegische Erdöl- und Erdgaskonzern Statoil hat das Gebiet nicht nur während der Exploration ausgiebig durchleuchtet. Auch seit Aufnahme der Produktion im Jahr 1996 wird es in regelmäßigen Abständen seismisch untersucht. Der Grund: Statoil pumpt CO2, das im Erdgas steckt und noch auf den Förderplattformen auf Hoher See abgeschieden wird, direkt wieder in den Untergrund zurück. - allerdings nicht in die erdgasführende Schicht in rund 2000 Metern Tiefe, sondern in einen mit Salzwasser gefüllten Sandstein, die Utsira-Formation 1200 Meter darüber. Mit den regelmäßigen Kontrollen verfolgt man, wie sich das Gas dort verhält.

Trotz dieser sorgfältigen Aufnahme ist man jedoch vor Überraschungen nicht sicher. So sind die Wissenschaftler im Rahmen von Eco2 im Meeresboden über der Utsira-Formation auf Strukturen gestoßen, die in früheren Erkundungen offenbar übersehen worden waren. Dazu zählt der Hugin-Riss, eine 3,5 Kilometer lange, zehn Meter breite und vermutlich 300 Meter tiefe Furche. Außerdem gibt es sogenannte seismische Schlote: vertikale Strukturen von ein paar hundert Metern Durchmesser, die bis in große Tiefen hinabreichen. "Statoil hat eher den Fokus auf die Speicherformation selbst gelegt- und diese Untersuchungen waren sehr, sehr gut. Wir sind aber das erste größere wissenschaftliche Projekt, das sich mit den Deckschichten darüber beschäftigt", erklärt Projektkoordinator Klaus Wallmann, Professor am Kieler Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung.

Strukturen im Meeresgrund derzeit inaktiv


Der Hugin-Riss verläuft etwa 25 Kilometer nördlich der Stelle, an der das Kohlendioxid eingeleitet wird. Rund 18 Millionen Tonnen hat Statoil seit 1996 eingeleitet, das Gas ist in diesem Zeitraum etwa vier Kilometer weit gewandert. Noch einmal die gleiche Menge soll in Zukunft hinzu kommen. Sowohl an diesem Riss, wie auch an den alten Bohrlöchern, von denen es sehr viel gibt - sowohl im Sleipner-Gebiet, wie  sonst auch in der Nordsee - haben die Eco2-Forscher austretendes Gas gemessen. Wahrscheinlich stammt dieses Gas jedoch nicht aus der Utsira-Formation, sondern aus darüber gelegenen, oberflächennahen Schichten. "Zurzeit gehen wir davon aus, dass das Risiko für die Speicherung in diesem Fall sehr gering ist", sagt Wallmann, "weil einfach die Distanz so groß ist, dass es extrem unwahrscheinlich ist, dass das CO2 jemals bis zu dieser Struktur hinmigriert."

Etwas anders sieht es mit einem seismischen Schlot aus, der etwa fünf Kilometer von der CO2-Front entfernt ist. Wie diese Schlote genau entstehen, ist nicht ganz klar. Die Geowissenschaftler vermuten, dass sie an Schwachpunkten der Deckschichten liegen, an denen irgendwann Gas ausgebrochen ist. Theoretisch kann das wieder passieren, auch mit CO2. "Wir haben sehr detailliert geschaut", sagt Wallmann, "im Augenblick kommt da gar nichts raus. Wir sehen nur die Struktur im Untergrund."

Darstellung des CCS-Projekts am Sleipner-Erdgasfeld. (Bild: Statoil/Alligator Film BUG)Darüber hinaus haben die Eco2-Forscher untersucht, welche Effekte das austretende CO2 im Meerwasser hat. Einerseits haben sie in der Nordsee Experimente durchgeführt und Leckagen von 100 Kilo Kohlendioxid pro Tag simuliert. Wallmann: "Wir haben gesehen, dass es eigentlich nicht in die Atmosphäre geht, sondern sich sehr schnell im bodennahen Wasser auflöst und, dass dann schon in 20 Metern Entfernung von diesem Austritt kaum noch eine Anomalie zu sehen ist." Die starken Bodenströmungen in der Nordsee verteilen das Gas offenbar sehr schnell. An natürlichen Kohlendioxid-Quellen im Mittelmeer kann man überdies sehen, welche Wirkung sehr starke CO2-Ausgasungen auf die Lebenswelt haben. "Auch da sehen wir eben, dass es zwar auf Tiere, die im Meeresboden leben, negative Effekte geben kann, besonders auf kalkbildende Muscheln und andere Tiere", sagt Wallmann, "die sind aber räumlich sehr begrenzt." Die Schäden klangen sehr schnell ab, bereits nach zehn Metern war kein Effekt mehr nachweisbar.

Heftige Reaktion von Wissenschaftlerkollegen


Soweit der Befund nach den ersten drei Jahren des Eco2-Projektes. Ein Konferenzbericht im renommierten Wissenschaftsjournal "Nature" über Wallmanns Vortrag auf der AGU-Herbsttagung hat jetzt allerdings eine drastische Reaktion von Fachkollegen hervorgerufen. Unausgewogenheit ist noch der geringste Vorwurf, den Stuart Haszeldine, Professor für CCS-Technologie an der Universität Edinburgh, gegen den unter der Überschrift "Meeresboden-Narben beleuchten Fragen im CCS-Plan" erschienen Artikel erhebt - und gleich auch gegen seinen deutschen Kollegen Klaus Wallmann. "Der "Nature"-Beitrag verknüpft räumlich unverbundene Beobachtungen zu einer Kausalkette, ohne die Belege oder die Machbarkeit dieser Kette zu prüfen", kritisieren Haszeldine und einige Kollegen in einem Arbeitspapier und gehen auch ihre Forscherkollegen frontal an: "Das Eco2-Projekt hat versucht, den Riss im Meeresboden, aus dem oberflächennahes Methan ausströmt, mit einem zukünftigen Leck von Kohlendioxid zu verbinden." Die scharfe Stellungnahme der schottischen CCS-Forscher erstaunt, denn im Grunde sind ihre Aussagen und die Wallmanns gar nicht weit voneinander entfernt. In "Nature" sind diese offenbar zugespitzt worden, womit Wallmann auch nicht glücklich ist. "Im ersten Absatz wird es extrem dramatisiert, hinterher wird der Artikel immer besser", wundert sich der Kieler Forscher.

Der Förderkomplex Sleipner im norwegischen Teil der Nordsee. (Bild: Statoil/Øyvind Hagen)Was Haszeldine in seiner sechsseitigen Stellungnahme schreibt, sagt auch Wallmann im Gespräch so: Die geologischen Strukturen sind da, es gast eine geringe Menge Methan aus, das wohl aus oberflächennahen Schichten stammt, eine Verbindung zur CO2-Deponieformation ist derzeit nicht zu erkennen. Und für den Fall, dass sich eine solche ergeben sollte, erwarten die Forscher aus Edinburgh und Kiel sogar ähnliche Folgen. "Nach dem, was wir bisher wissen, können wir nicht ausschließen können, dass es irgendwann mal leckt, aber dann werden die Leckageraten gering sein", sagt Wallmann. "Die Injektion wurde durch inzwischen acht seismische Kampagnen überwacht, die klar zeigen, dass das Kohlendioxid in der anvisierten Sandsteinformation bleibt und dass CO2-Sicherheit erreicht wurde und ihre Mechanismen verstanden sind", schreiben Haszeldine und seine Kollegen.

Die dünnhäutige Reaktion aus Edinburgh mag damit zu tun haben, dass CCS inzwischen einen ziemlich schweren Stand in der Öffentlichkeit hat. Vor wenigen Jahren wurde sie noch als Zukunftstechnologie gehandelt, die die Emissionsprobleme der konventionellen Stromerzeugung in fossilen Kraftwerken lösen kann. Inzwischen steht sie gerade in Deutschland unter argwöhnischer Beobachtung. Die Vorbehalte drehen sich um die Dichtigkeit der geologischen Deponien, seien sie an Land oder eben unter dem Meer wie im Fall Sleipner. "Nach dem, was wir bisher wissen, sind wir optimistisch, dass auch in 100 Jahren noch mehr als 99 Prozent unten im Speicher sind", sagt Wallmann von der Utsira-Formation, "aber 100 Prozent kann man nicht versprechen." Genau das aber scheint der Punkt zu sein: In der öffentlichen Diskussion und in der seit 2012 vorliegenden gesetzlichen Regelung gibt es nur Schwarz-Weiß, gut oder schlecht, dicht oder leck.

Grenzwert wäre sinnvoll

 

"Es wäre viel sinnvoller, sich auf einen Grenzwert zu verständigen", meint Wallmann, "aber den gibt es gar nicht." Auch hier sagt der Deutsche nichts anderes als sein schottischer Kollege und Kritiker Stuart Haszeldine. "Die Öffentlichkeit will keine Versicherung, dass eine Formation nicht leckt", schreibt Haszeldine in seinem Arbeitspapier, "stattdessen will sie, dass angemessene Überwachungs-, Kontroll- und Bekämpfungsverfahren für den Fall einer Leckage in Kraft sind." Beide Wissenschaftler sind mit dieser Meinung in guter Gesellschaft. Während der Beratungen zum deutschen CCS-Gesetz hatte der Sachverständigenrat Umweltfragen der Bundesregierung - beileibe nicht dafür bekannt, leichtgläubig auf Industrieargumente hereinzufallen - bemängelt, dass im Gesetzentwurf der Begriff "Leckagerate" nicht vorkäme und demzufolge auch kein Grenzwert. Das Umweltbundesamt - ebenfalls keine Bastion einer umweltignoranten Industrie - fordert ganz konkret einen Grenzwert von 0,01 Prozent pro Jahr. Genützt hat es nichts: Im Kohlendioxid-Speicherungs-Gesetz, das am 17. August 2012 in Kraft trat, gibt es keinen Grenzwert.