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Abscheidung-Transport-Speicherung

Abscheidung

CCS (Carbon Capture and Storage) ist die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid insbesondere aus Verbrennungs-Abgasen, sowie dessen Einbringen und Speicherung in tiefen unterirdischen Gesteinsschichten. Derzeit werden drei Verfahren zur CO2-Abscheidung im Kraftwerksbereich erprobt:

  • die Abscheidung des CO2 aus dem Rauchgas nach der Verbrennung ("post-combustion")
  • die Abscheidung des CO2 aus dem Brennstoff vor der Verbrennung ("precombustion")
  • die Verbrennung mit reinem Sauerstoff (Oxyfuel-Verfahren).

Bei der Abscheidung wird das CO2 von anderen Abgasbestandteilen getrennt, getrocknet und für den Transport verdichtet. Derzeit besteht noch Forschungsbedarf, um die CO2-Abscheidung effizienter und somit kostengünstiger zu gestalten.

Transport

Um das CO2 vom Ort der Abscheidung zu den geeigneten Speicherorten zu transportieren, gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten: per Schiff oder via Pipeline. In den Schiffen wird Kohlenstoffdioxid als Flüssiggas und in Pipelines als überkritisches Gas (Zustand oberhalb bestimmter Drücke und Temperaturen; überkritisches CO2 verhält sich wie ein Gas, hat aber die Dichte wie eine Flüssigkeit) befördert. Beide Transportarten werden heute bereits zur Bereitstellung von Propan und Butan (LPG, Liquid Petrol Gas) bzw. von Erdgas genutzt.

Speicherung

Gase können prinzipiell sehr lange im tiefen Untergrund gespeichert werden. Die Erdgaslagerstätten, welche heute weltweit genutzt werden, sind meist vor Millionen von Jahren entstanden und haben seit dieser Zeit das Gas im Untergrund fest eingeschlossen gehalten. Darüber hinaus belegen natürliche CO2-Gaslagerstätten (z.B. in Deutschland in der Rhön, Südfrankreich), dass eine langfristige Speicherung von CO2 in dafür geeigneten Schichten und die Rückhaltung durch Deckgesteine effizient möglich sind. Werden zukünftige CO2-Speicher entsprechend ausgewählt und nach Stand von Wissenschaft und Technik erkundet, dann sind keine Undichtigkeiten (Leckagen) zu erwarten.

Für die geologische Speicherung von CO2 kommen im Wesentlichen ausgebeutete Öl- und Erdgaslagerstätten sowie tiefliegende Salzwasser-führende Gesteinsschichten (saline Aquifere) in Frage.

Weltweit werden Projekte zur CO2-Speicherung durchgeführt.

Die geologische Speicherung von CO2 ist national und weltweit ein bedeutendes Thema. Reine Speicherung von CO2 wird z.B. seit 1996 im industriellen Maßstab vor der Küste Norwegens im Sleipner-Gasfeld sowie im algerischen Erdgasfeld In Salah (seit 2004) durchgeführt. In Weyburn in Kanada, wird seit dem Jahr 2000 CO2 zur Steigerung der Erdölproduktion genutzt. Insgesamt sind es weltweit mehr als 20 Projekte.

Deutschland kann auf jahrzehntelange Erfahrungen in benachbarten Technologiefeldern zurückgreifen, wie z.B. der unterirdischen Speicherung von Erdgas oder der Soleinjektion. Basierend auf diesen Erfahrungen ist davon auszugehen, dass die Injektion und geologische Speicherung von CO2 grundsätzlich für Mensch und Umwelt risikoarm umgesetzt werden kann. Allerdings stellt die geologische Speicherung von CO2 einige spezifische technisch-wissenschaftliche Fragen und Anforderungen sowohl an den Injektionsbetrieb als auch an die Bewertung und Überwachung der Speichersysteme. Auch basieren die Bewertung einer CO2-Speicherstätte und die Beurteilung ihrer Langzeitsicherheit, aufgrund der zu betrachtenden langen Zeiträume, sehr stark auf Reservoirsimulationen. Diese Simulationen müssen mit Hilfe geophysikalischer und geochemischer Überwachungsmethoden im Rahmen aktiver Speicherprojekte kalibriert und validiert werden.

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