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Fragen und Antworten zum Pilotstandort Ketzin

Worum geht es am Pilotstandort Ketzin?

Seit 2004 wird in Ketzin im Rahmen nationaler und europäischer Forschungsprojekte das wissenschaftliche Verständnis der geologischen Speicherung von CO2 weiterentwickelt und die im Untergrund ablaufenden Prozesse der CO2-Injektion und -Ausbreitung erforscht.

Was sind die Ziele der Forschungsarbeiten in Ketzin?

Das laufende Forschungsprojekt CO2MAN (CO2-Reservoirmanagement) hat die folgenden zentralen Ziele:

  • Überwachung des Ausbreitungsverhalten des injizierten CO2,
    • Bestimmung der Empfindlichkeit einzelner Überwachungsmethoden und
    • Entwicklung geophysikalischer Überwachungskonzepte für CO2-Speicher
  • Charakterisierung und Quantifizierung der CO2-induzierten Wechselwirkungen zwischen Fluid, Gestein und mikrobieller Gemeinschaft im Speichersystem
  • Validierung der Werkzeuge zur statischen Modellierung und dynamischen Simulation am realen Speicherstandort Ketzin
  • Wissenstransfer in die Öffentlichkeit und zu Interessensgruppen, Entscheidungsträgern und Genehmigungsbehörden

Wer hat die Forschungsarbeiten am Pilotstandort Ketzin genehmigt?

Sämtliche Genehmigungen für den Pilotstandort Ketzin erfolgen durch das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR) in Cottbus.

Welches sind die bisherigen Forschungsergebnisse am Pilotstandort Ketzin?

  • Die CO2-Speicherung in Ketzin lief seit Beginn der Injektion (Juni 2008) bis zum Ende der Injektion (August 2013) sicher und verlässlich.
  • Mit den geophysikalischen Methoden können sehr geringe Mengen CO2 im Untergrund lokalisiert werden. Diese empfindlichen Messmethoden werden daher auch bei zukünftigen Standorten mit deutlich größeren CO2-Mengen verlässlich funktionieren.
  • Die Computersimulationen und die Ergebnisse der Überwachung stimmen sehr gut überein.

Wie wird überwacht, dass kein CO2 austritt?

Die CO2-Speicherung wird von einem detaillierten geophysikalischen und geochemischen wissenschaftlichen Überwachungsprogramm begleitet- vom Reservoir in 650 m Tiefe bis zur Erdoberfläche. Die am Pilotstandort Ketzin eingesetzten Überwachungsmethoden zählen zu den umfangreichsten und innovativsten, die im Bereich der CO2-Speicherung weltweit eingesetzt werden.

Wie lange wird das Forschungsprojekt in Ketzin noch dauern?

Der derzeitige Planungszeitraum für die Forschungsarbeiten geht bis 2018.

Wieviel CO2 wurde in Ketzin gespeichert?

Seit 2008 bis zum Injektionsstop (August 2013) wurden 67.271 Tonnen CO2 injiziert.

Fragen und Antworten zur CO2-Speicherung

Was steckt hinter den Begriffen CCS und geologische Speicherung von CO2?

CCS steht für "Carbon Capture and Storage" und bezeichnet die Abscheidung, den Transport und die dauerhafte geologische Speicherung von CO2 in Gesteinsschichten des tiefen Untergrunds. CCS verfolgt das Ziel, das bei der Nutzung fossiler Energieträger sowie Industrieprozessen entstehende CO2 nicht in die Atmosphäre gelangen zu lassen, wo es als Treibhausgas wirkt und maßgeblich für den zu beobachtenden Klimawandel verantwortlich ist. Weltweit wird derzeit daran gearbeitet, CCS als innovative Technologie einzusetzen, um den Klimawandel und seine negativen Auswirkungen abzuschwächen.

Warum brauchen wir CCS?

Es ist nicht sicher, ob der Ausbau der erneuerbaren Energien und die effizientere Nutzung von Energie als zentrale Strategien gegen den Klimawandel in der Zukunft ausreichen werden. Trotz aller Bemühungen um eine umweltfreund­liche Energieversorgung werden fos­sile Energieträger sehr wahrscheinlich noch für viele Jahr­zehnte weltweit und besonders in den heutigen Schwellenländern eine zentrale Rolle bei der Energieversorgung spielen. Für viele CO2-intensive Industrieprozesse (z.B. Zement-, Stahlindustrie) gibt es zudem derzeit Alternativen zum Einsatz keine Aussicht auf CO2-arme Alternativen. Um die globalen Klimaziele zu erreichen, erforschen deswegen viele Industrieländer die CCS-Technologie.

Bis der Ausbau der erneuerbaren Energien und die effizientere Nutzung der fossilen Energieträger weltweit voll greifen, wird die Abscheidung und Speicherung von CO2 für eine Übergangszeit von einigen Jahrzehnten eine zentrale Rolle für den Klimaschutz spielen.

Nach Modellrechnungen des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) kann die CO2-Speicherung zukünftig (im Rahmen von) mit bis zu 30 % zur Verringerung des globalen CO2-Ausstoßes einen wesentlichen Beitrag zur Treibhausgasverminderung leisten.

Ist die geologische Speicherung von CO2 eine ganz neue Technologie?

Wie die zahlreichen natürlichen CO2-Lagerstätten beweisen, ist die CO2-Speicherung eine Erfindung der Natur.

Technologisch können vor allem die jahrzehntelangen Erfahrungen bei der Erdgasspeicherung in porösen Gesteinen genutzt werden. Deutschland ist in der EU der größte und weltweit der viertgrößte Anwender unterirdischer Erdgasspeicher.

Aus der Erdgas- und Erdölindustrie sind zahlreiche Verfahrensschritte bereits bekannt und Stand der Technik, andere müssen an die speziellen Anforderungen der CO2-Speicherung angepasst werden.

Darüber hinaus wurden insbesondere in den folgenden laufenden großen Demonstrationsprojekten und kleineren Pilotstandorten zur geologischen CO2-Speicherung zentrale Erkenntnisse gewonnen:

  • In der norwegischen Nordsee werden im Sleipner Erdgasfeld seit 1996 ca. 1 Mio. Tonnen CO2 pro Jahr in eine Sandsteinformation in ca. 800-1000 m Tiefe eingespeist.
  • Im algerischen In Salah werden seit 2004 bis zu 1 Mio. Tonnen CO2 jährlich in eine Sandsteinformation in 2000 m Tiefe gespeichert.
  • Am Pilotstandort Ketzin wurden seit 2008 bis zum Injektionsstop (08.2013) 67.271 Tonnen CO2 eingebracht.

Aus welchen Quellen stammt das CO2, das gespeichert werden soll?

Eine wirtschaftliche Abscheidung der unter Klimaaspekten notwendigen großen Mengen von CO2 ist derzeit nur an sogenannten großen Punktquellen möglich. Hierbei handelt es sich vor allem um Kohle- und Gaskraftwerke, Raffinerien sowie Zement- und Stahlwerke. Erste Forschungsansätze untersuchen jedoch auch eine CO2-Abscheidung außerhalb der großen Punktquellen, so z.B. die direkte Abscheidung von CO2 aus der Luft.

Wie wird CO2 zum Speicher transportiert?

Für die großen CO2-Mengen, wie sie bei der Abscheidung an Industrieanlagen, insbesondere an Kraftwerken, anfallen, ist ein Transport per Pipelines am günstigsten. In den USA existiert bereits ein ausgedehntes Pipeline-Netz für den CO2-Transport. Für den Transport größerer Mengen CO2 auf dem Seeweg können große Flüssiggas-Tankschiffe eingesetzt werden, wie sie bereits heute aus dem Einsatz für Erdgas bekannt sind. Kleinere Mengen von CO2 bis etwa 100.000 m3, wie sie z.B. von der Lebensmittelindustrie verwendet werden, werden per LKW, Bahn oder Schiff in Druckbehältern transportiert.

Welche Eigenschaften hat Kohlendioxid und welchen Einfluss hat es auf die Umwelt?

Kohlenstoffdioxid, umgangssprachlich Kohlendioxid genannt, ist eine chemische Verbindung aus einem Atom Kohlenstoff und zwei Atomen Sauerstoff (Summenformel CO2). Unter normalen atmosphärischen Temperatur- und Druckbedingungen liegt CO2 als Gas vor. Mit einer Dichte von 1,98 kg/m3 unter Atmosphärenbedingungen ist es rd. 1,5-mal schwerer als Luft. Das reaktionsträge Gas ist farb- und geruchlos, brennt und explodiert nicht und löst sich gut in Wasser unter Bildung von Kohlensäure.

Durch Druckerhöhung bzw. Temperaturerniedrigung wird gasförmiges CO2 flüssig. Auf ca. -20°C gekühlt und bei ca. 18 bar Druck wird flüssiges CO2 in Tanklastkraftwagen oder mit der Bahn zum Beispiel für die Getränkeindustrie transportiert. Bei Temperaturen unter -78°C und Atmosphärendruck geht das Gas direkt in festes CO2, sogenanntes Trockeneis, über.

Verwendung findet CO2 z.B. bei der Getränkeherstellung oder in Form von Trockeneis als Kühlmittel in der Industrie. Da es nicht brennbar und nicht explosiv ist, wird es aufgrund seiner sauerstoffverdrängenden Wirkung als Feuerlöschmittel eingesetzt.

CO2 ist für das Leben auf der Erde von entscheidender Bedeutung, denn Pflanzen benötigen CO2 für ihre Stoffwechselvorgänge, um organische Substanzen aufzubauen. Im globalen Kohlenstoff-Kreislauf besitzt CO2 eine Schlüsselrolle.

Welche Rolle spielt CO2 für die Temperatur auf der Erde?

CO2 ist in der Erdgeschichte seit der Entstehung der Erdatmosphäre als eines der Treibhausgase entscheidend für das globale Klima mit verantwortlich. CO2 hat einen Anteil von etwa 20 % am natürlichen Treibhauseffekt. Der natürliche Treibhauseffekt beruht darauf, dass die von der Erde ins Weltall rückgestrahlte Wärme von den Treibhausgasen in der Atmosphäre teilweise zurückgehalten wird. Nur so konnte ein lebensfreundliches Klima auf der Erde entstehen. Ansonsten läge die mittlere Temperatur auf der Erdoberfläche bei nur ca. -18°C. CO2 macht mehr als 60 % des vom Menschen verursachten zusätzlichen Treibhauseffekts aus.

Welche Wirkung hat CO2 auf Menschen, Tiere und Pflanzen?

In der heutigen Erdatmosphäre beträgt die CO2-Konzentration etwa 0,04 Volumen-% oder etwa 400 ppm (Stand 2012). Pflanzen nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und produzieren daraus mit Hilfe der Photosynthese Sauerstoff und Kohlenhydrate. CO2 ist daher unverzichtbar für jedes tierische und pflanzliche Leben und Wachstum.
Auf Pflanzen wirken erhöhte CO2-Konzentrationen in der Luft sogar wachstumsfördernd, deshalb wird der Luft in Gewächshäusern häufig CO2 zugesetzt. Zu hohe CO2-Konzentrationen (über 0,1 Vol.%) schädigen Pflanzen allerdings.

In Umkehrung zum Prozess der Photosynthese setzen Menschen und Tiere in ihren Stoffwechselprozessen durch den Abbau von organischen Stoffen (Nahrung) in Verbindung mit Sauerstoff CO2 wieder frei, um Energie zu gewinnen. In unserer Atemluft ist der CO2-Anteil beim Ausatmen um das Hundertfache auf 4 Vol. % angestiegen.

In geringen Konzentrationen ist CO2 allgegenwärtig und nicht schädlich. In höheren Konzentrationen ist CO2 allerdings gesundheitsgefährdend und führt bei Konzentrationen von ca. 5 Vol. % zu Schwindel, Kopfschmerz und Kurzatmigkeit. Der längere Aufenthalt (ca. 30 Minuten) bei Konzentrationen von mehr als 8 Vol. % CO2 kann zum Tode führen.
Unglücksfälle sind unter anderem aus Weinkellern, Futtersilos, Brunnen oder Jauchegruben bekannt, wo sich durch Gärprozesse beträchtliche Mengen an CO2 bilden. Wenn nicht für ausreichend Lüftung gesorgt ist, können sich aufgrund seiner höheren Dichte im Vergleich zu Luft vor allem in Bodennähe gefährliche Konzentrationen von CO2 bilden.

Wo und wie kann CO2 gespeichert werden?

Welche geologischen CO2-Speichermöglichkeiten gibt es?

Als Speicher für CO2 kommen poröse Gesteinsschichten tief unter der Erdoberfläche an Land oder unter dem Meeresboden in Frage.

Die wichtigsten geologischen Speichermöglichkeiten für CO2 in Deutschland, aber auch weltweit, sind gut durchlässige, poröse Gesteinsschichten, deren Poren mit Salzwasser gefüllt sind, die sogenannten salinen Aquifere. Erschöpfte Erdgas- oder Erdölfelder bieten bei deutlich geringerer Speicherkapazität ebenfalls prinzipiell vielversprechende Speichermöglichkeiten.

Welche geologischen Kriterien muss ein CO2-Speicher erfüllen?

Bei der Speicherung von CO2 wird der natürlich vorhandene Porenraum in den Gesteinsschichten genutzt. Ein potenzielles Speichergestein muss daher über eine möglichst hohe Porosität und eine gute Verbindung dieser Poren untereinander verfügen, damit sich Gase oder Flüssigkeiten im Gestein schnell verteilen können. Zusätzlich muss die Gesteinsschicht hinreichend großräumig ausgebildet sein, um über genügend Speicherkapazität zu verfügen.

Für eine Speicherung von CO2 kommen Gesteine ab einer Tiefe von 800 Metern in Betracht. Der Grund dafür ist die vergleichsweise hohe Dichte (ca. 600 kg/m3), die CO2 unter den dort herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen besitzt. Unter diesen Bedingungen kann der Porenraum der Speichergesteine besonders effizient genutzt werden.

Da die Dichte des eingespeicherten CO2 geringer ist als die Dichte des salzhaltigen Formationswassers (~1100 kg/m3), erfährt das eingespeicherte CO2 einen Auftrieb. Die Speichergesteinsschicht muss daher von mindestens einer, idealerweise mehreren undurchlässigen Gesteinsschichten überlagert sein, damit das CO2 im Speichergestein gehalten wird. Eine solche undurchlässige Barriere können z.B. Tonstein oder Salzgesteine bilden.

Die Lage des Speichers in einer geeigneten geologischen Struktur (z. B. eine Aufwölbung der Gesteinsschichten im Untergrund), schränkt ebenso die seitliche CO2-Ausbreitung ein.

Welche Gebiete sind für die geologische CO2-Speicherung geeignet?

Poröse und gut durchlässige Gesteinsschichten finden sich vor allem in den großen Sedimentbecken der Welt. Sedimentbecken sind großräumige Absenkungsgebiete, in denen sich im Laufe langer geologischer Zeiträume mächtige Sedimentgesteine in übereinanderliegenden Schichten gebildet haben.

Der Untergrund Norddeutschlands zum Beispiel ist Teil eines großen Sedimentbeckens, das sich von England bis nach Polen erstreckt. Deshalb existieren in diesem Gebiet grundsätzlich gute Voraussetzungen für die geologische Speicherung von CO2. Weitere, kleinere, mit Sedimentgesteinen gefüllte geologische Beckenstrukturen in Deutschland sind der Rheintalgraben, das Thüringer Becken oder das sogenannte Molasse-Becken am Nordrand der Alpen. Jeder potenzielle CO2-Speicherstandort muss mit vielen Detailuntersuchungen individuell auf seine tatsächliche Eignung hin sorgfältig überprüft werden.

Wieviel CO2 kann geologisch gespeichert werden?

Für Deutschland schätzen Experten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe derzeit die CO2-Speicherkapazität in porösen Gesteinen auf ca. 6 bis 12 Gigatonnen (6-12 Milliarden Tonnen). Dem stehen etwa 0,4 Gigatonnen CO2-Emissionen jährlich aus der Energieerzeugung, Stahl-, Zement- und Petroindustrie gegenüber. Das bedeutet, dass die nationalen Kapazitäten für einige Jahrzehnte ausreichen könnten, um einen wesentlichen Teil der jährlich in Deutschland aus großen industriellen Punktquellen in die Atmosphäre ausgestoßenen CO2-Menge aufzunehmen.

Weltweit werden die Speicherpotenziale mit mindestens 2.000 Milliarden Tonnen CO2 abgeschätzt, optimistische Schätzungen vermuten sogar 11.000 Milliarden Tonnen an Speicherpotenzial. Im Vergleich zu den globalen Emissionen, die im Jahr 2011 mehr als 34 Milliarden Tonnen CO2 betrugen, existiert hier eine theoretische Speicherkapazität von deutlich mehr als 50 Jahren.

Wie wird CO2 in salzwasserführenden, porösen Gesteinsschichten gespeichert?

Das CO2 wird über eine oder mehrere Bohrungen unter Druck in die Speicherformation eingebracht. Dabei wird das in den Poren vorhandene Salzwasser verdrängt. Aufgrund der oberhalb des salinen Aquifers lagernden undurchlässigen Deckschicht, können das CO2 und das Salzwasser nicht entweichen. Es muss vor der CO2-Speicherung sichergestellt werden, dass die Deckschicht der Druckerhöhung standhält.

Das eingeleitete CO2 wird aufgrund seiner im Vergleich geringen Dichte gegenüber dem Formationswasser bis in den höchsten Punkt der Speicherformation aufsteigen und sich unterhalb der undurchlässigen Deckschicht sammeln. Ein Teil des CO2 wird bei seinem Aufstieg bereits durch kapillare Kräfte zurückgehalten. Weiteres CO2 wird sich im Laufe der Zeit im Formationswasser lösen und es können neue Minerale entstehen, die CO2 ebenfalls dauerhaft binden.

Wie wird CO2 in Erdöl- oder Erdgaslagerstätten gespeichert?

Für die Speicherung von CO2 in Erdgas- und Erdöllagerstätten gibt es zwei Möglichkeiten:

  1. Fast erschöpfte Lagerstätten, in denen mit Hilfe des eingebrachten CO2 noch zusätzliche Mengen Erdgas bzw. Erdöl gefördert werden können, die ansonsten in den Lagerstätten verbleiben würden. Dies wird meist mit den englischen Ausdrücken "Enhanced Gas Recovery (EGR)" und "Enhanced Oil Recovery (EOR)" bezeichnet.
  2. Vollständig erschöpfte Erdgas- und Erdöllagerstätten bieten Raum in den Gesteinsporen für die Einlagerung von CO2, nachdem Erdgas bzw. Erdöl aus ihnen gewonnen wurde.

Die Deckschichten von Erdgas- und Erdöllagerstätten sind nachweislich undurchlässig, denn sie haben das Gas bzw. Öl über Millionen von Jahren im Untergrund gehalten.

Steht die CO2-Speicherung in Konkurrenz zu anderen Nutzungen des Untergrundes?

Zum Teil ja, denn der unterirdische Raum wird schon heute vielfältig genutzt, wie durch den Bergbau auf Kohle und Salz, der Förderung von Erdöl und Erdgas oder der Erdwärmegewinnung. Auch die unterirdische Speicherung von Erdöl und Erdgas aus Gründen der Rohstoffversorgung in Porenspeichern oder in künstlich im Salzgestein angelegten Kavernen zählt dazu. Zukünftig wird auch die Speicherung von durch erneuerbaren Energien hergestelltem Methan oder Wasserstoff eine Rolle spielen.

An allen Standorten, an denen verschiedene Nutzungsoptionen bestehen, gilt es die Vor- und Nachteile der verschiedenen Technologien gegeneinander abzuwägen und danach zu entscheiden, welche Nutzungsform den Vorzug erhält. Es gilt zu prüfen, ob auch eine gemeinsame Nutzung des Untergrundes in Frage kommt.

Zur oberflächennahen Geothermie, die die Erdwärme bis in max. 400 m Tiefe nutzt, oder Nutzungen, die Kavernen bedürfen, besteht keine Konkurrenz.

Bei der Speicherung von CO2 in salzwasserführenden Gesteinsschichten wird es an bestimmten Standorten möglicherweise nötig sein, in einiger Entfernung von der CO2-Einspeisung Entlastungsbohrungen für das verdrängte Salzwasser niederzubringen, um die resultierende Druckerhöhung zu reduzieren. Derzeit wird geprüft, ob solche Bohrungen auch für geothermische Energiegewinnung genutzt werden könnten. Somit würden sich zwei Nutzungsoptionen sogar ergänzen können.

Wie sicher ist die geologische CO2-Speicherung im Untergrund?

Am Pilotstandort Ketzin in Brandenburg und an anderen Forschungsstandorten weltweit hat sich gezeigt, dass die CO2-Speicherung in der Größenordnung von Forschungsvorhaben sicher und verlässlich durchführbar ist. Auch die beiden großindustriellen Speicherprojekte Sleipner (Norwegen) und In Salah (Algerien) untermauern, dass diese Technologie zukünftig einen Beitrag zum Klimaschutz leisten kann.

Welche Vergleiche sind mit natürlichen CO2-Vorkommen möglich?

Natürliche CO2-Vorkommen existieren weltweit und viele von ihnen sind sehr gut wissenschaftlich untersucht. CO2-Vorkommen, in denen das Gas über Jahrmillionen im Untergrund zurückgehalten wurde, geben wichtige Hinweise auf Mechanismen und grundsätzlich günstige geologische Voraussetzungen der CO2-Speicherung. Gasaustritte aus natürlichen CO2-Quellen dagegen lassen Rückschlüsse auf ungeeignete geologische Bedingungen sowie Leckagewege und -mechanismen zu.

Natürliche CO2-Vorkommen, die seit Jahrmillionen existieren, finden sich häufig in großen sedimentären Becken in geologisch stabilen Regionen. Diese Gebiete kommen daher besonders für die CO2-Speicherung in Frage.

Wie werden Speicher überwacht?

Es steht schon heute eine große Anzahl an Überwachungsmethoden zur Verfügung. Viele von ihnen sind Standardmethoden der Öl- und Gasindustrie, die für die Besonderheiten der CO2-Speicherung z. T. schon angepasst wurden. Zugleich entwickelt die Forschung neue Methoden und verbessert die Überwachungsqualität von bereits vorhandenen. Am Pilotstandort Ketzin testen die Forscher des Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und der Projektpartner verschiedenste Überwachungssysteme auf unterschiedlichen Skalen (siehe http://www.co2ketzin.de).

Wichtig für eine umfassende Speicherüberwachung ist nicht nur die Kombination der verschiedenen Methoden wie z. B. Geoelektrik, Seismik, Temperatur- und Drucküberwachung sowie die Analyse von Flüssigkeits- und Gasproben, sondern auch die Kombination von unterschiedlichen Messanordnungen mit unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Auflösungsvermögen innerhalb der einzelnen Methoden.
Modellierungen und Simulationen sind weitere wichtige Werkzeuge, um die Vorgänge im Speichersystem zu beschreiben und zu prognostizieren.

Eine für jeden CO2-Speicherstandort notwendige und individuell angepasste Überwachungsstrategie legt den Einsatz geeigneter Methoden fest und ist wesentlich für die Risikoanalyse und die Überprüfung der Sicherheit und Leistungsfähigkeit eines CO2-Speichers.

Was passiert, wenn CO2 an der Erdoberfläche entweicht?

Sollte CO2 trotz aller Sicherheitsmaßnahmen dennoch an der Erdoberfläche entweichen, so sind die von ihm ausgehenden Gefahren im Vergleich zu anderen Gasen (z.B. Erdgas) gering, denn CO2 ist ungiftig und auch nicht brennbar oder explosiv. In Abhängigkeit der Randbedingungen wie Fließrate, Geländeform, Windgeschwindigkeit und Richtung wird entweichendes CO2 schnell mit der Umgebungsluft vermischt und dadurch auf ein ungefährliches Maß verdünnt. Weil jedoch zu hohe Konzentrationen, auf Dauer eingeatmet, ein gesundheitliches Risiko für den Menschen darstellen, müssen die Prozesse möglicher CO2-Austritte aus Speichern und deren Auswirkungen vollständig verstanden sein, um Speicherstandorte mit höchstmöglicher Sicherheit auszuwählen und zu betreiben.

Welches Gefährdungspotenzial besteht durch CO2-Austritte?

Erkenntnisse von natürlichen CO2-Austritten helfen, das Gefährdungspotenzial abzuschätzen und Maßnahmen zur Gefahrenprävention durchzuführen. Viele Menschen leben in Gegenden mit natürlichen CO2-Austritten. In der Nähe von Rom wohnen Menschen in 30 m Entfernung zu Gasaustrittsstellen, an denen täglich ca. 7 Tonnen CO2 ausströmen und die Gaskonzentrationen im Boden 90 % erreichen.

Kann das CO2 in höher gelegene Grundwasserschichten eindringen?

Prinzipiell ist das möglich, wenn sich natürliche oder anthropogene Leckagewege für das CO2 oberhalb eines Speichers befinden. Möglicherweise vorhandene Brüche oder Störungszonen in den abdeckenden Gesteinsschichten könnten natürliche Wegsamkeiten für das CO2 in höher gelegene Grundwasserhorizonte darstellen. Durch eine sorgfältige geologische Erkundung des potenziellen Speicherstandortes muss dieses Risiko minimiert werden.

Durch den Menschen entstandene Wegsamkeiten können an aktiven oder bereits stillgelegten Bohrungen auftreten. Es gibt jedoch schon jahrzehntelange Erfahrung mit dem sicheren Verschluss von Bohrungen in Erdöl-, Erdgas- und auch natürlichen CO2-Lagerstätten. Weltweit werden derzeit diese Verfahren weiter- und neuentwickelt, um sie für die Anforderungen von CO2-Speichern zu optimieren.

Welchen Einfluss hat CO2 auf Grundwasser und Speichergestein?

Durch die Lösung von CO2 im Salzwasser der Speichergesteinsformation bildet sich Kohlensäure, die das Wasser saurer macht. Das kohlensaure Wasser kann Stoffe aus den Gesteinen des Grundwasserleiters lösen und auf diese Weise die Wasserzusammensetzung verändern. Grad und Art einer möglichen Veränderung lassen sich nicht pauschal voraussagen, sondern hängen vor allem von der mineralogischen Zusammensetzung des Speichergesteins aber auch der Qualität des Wassers ab, können im Vorfeld der geologischen Erkundung aber abgeschätzt werden.

Im Süßwasser spielen sich im Kontakt mit CO2 prinzipiell die gleichen Vorgänge ab wie im Salzwasser. Gelöstes CO2 kann unterschiedliche Effekte auf die mögliche Nutzung als Trinkwasser haben. Einerseits können im Wasser gelöstes CO2 inklusive der aus dem Gestein des Grundwasserleiters gelösten Mineralbestandteile das Wasser möglicherweise ungeeignet für die menschliche Nutzung machen. Andererseits sind dagegen weltweit viele mit CO2 angereicherte Grundwässer begehrte Mineralwässer, die für medizinische Zwecke verwendet werden oder in Flaschen abgefüllt verkauft werden.

Kann die Speicherung von CO2 Erdbeben auslösen?

Generell ist die Entstehung von Erdbeben durch die Druckerhöhung während der CO2-Speicherung möglich. Kaum spürbare Mikrobeben sind hier sehr gut bekannt. Das Risiko von Rissbildungen und daraus resultierenden Erdbeben wird durch die langsame Injektion von CO2 in die geologischen Speicherhorizonte unter permanenter Druckkontrolle, die die Integrität der Deckschichten nicht gefährden, minimiert.

Welche Erfahrungen aus der Erdgasspeicherung sind für die CO2-Speicherung übertragbar?

Die Gasspeichertechnik liefert Erkenntnisse z. B. für die Technologie der Gasinjektion oder zur generellen Ausbreitung von Gasen in porösen Gesteinen.

Die Technologie zur Speicherung großer Erdgasmengen in tiefen unterirdischen Gesteinsformationen zum Ausgleich von saisonalen Bedarfsschwankungen hat sich in vielen Teilen der Welt seit Jahrzehnten bewährt. Das Speichervolumen der über 40 Gasspeicher in Deutschland beläuft sich auf ca. 20 Milliarden Kubikmeter Erdgas.

Welche Erkenntnisse liefert die CO2-Speicherung am Standort Ketzin/Havel?

Gegenwärtig wird die geologische Speicherung von CO2 bei Ketzin/Havel westlich von Berlin erforscht. Dabei wird CO2 in ca. 650 m tiefe poröse Sandsteinschichten eingeleitet. Seit 2008 bis zum Injektionsstop (08.2013) wurden 67.271 Tonnen CO2 injiziert. Das wissenschaftliche Untersuchungsprogramm konzentriert sich dabei auf die Überwachungsmethoden. Mit einem modernen und sehr umfangreichen geochemischen und geophysikalischen Überwachungsprogramm wurden fundierte wissenschaftliche Erkenntnisse zur Ausbreitung des CO2 im Untergrund gewonnen. Der Pilotstandort Ketzin/Havel zeigt, dass die geologische CO2-Speicherung im Forschungsmaßstab sicher und verlässlich durchführbar ist.

(Siehe http://www.co2ketzin.de).

Wie kann ich am Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ mehr zum Thema CO2-Speicherung erfahren?

Das Deutsche GeoForschungsZentrum, Zentrum für Geologische Speicherung, bietet interessierten Personengruppen oder Organisationen an, den Standort Ketzin/Havel zu besuchen. Es erwartet Sie ein Vortrag zur Forschung rund um die CO2-Speicherung in Ketzin und die wissenschaftlichen Methoden zur Überwachung der CO2-Ausbreitung, mit einer Führung über den Standort.

Besucher sind immer mittwochs um 14.00 Uhr herzlich willkommen. Bitte nehmen Sie unbedingt im Vorfeld Kontakt zu uns auf, damit wir uns auf Ihren Besuch vorbereiten können: co2ketzin@gfz-potsdam.de

Für den Besuch bei uns in Ketzin sollten Sie ca. 1,5 Stunden einplanen. Wir bitten um Verständnis, dass wir keine Transfers vom und zum Standort anbieten können.