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Kohlendioxidlagerung im CCS-Verfahren : Wird die Erde zur Sprudelflasche?

Die Verteilung von Kohlendioxid in der Atmosphäre im Juli 2008 (in Volumenteilen pro Million) Bild: Nasa

Das Treibhausgas Kohlendioxid würde man gern in den Boden pumpen. Dort wird es sich im Wasser lösen, haben Forscher jetzt herausgefunden. Ist das nun eine gute oder eine schlechte Nachricht?

          Das wäre also geregelt: Am vergangenen Mittwoch hat die Bundesregierung einen Gesetzentwurf beschlossen, um die unterirdische Lagerung von Kohlendioxid rechtlich abzusichern. Betreibern neuartiger Kohlekraftwerke, die mit einem Verfahren namens "Carbon Capture and Storage" (CCS) ihre Kohlendioxidabgase abscheiden und im Boden speichern, sind danach nur bis zu 30 Jahren nach Versiegelung eines CO2-Speichers für eventuelle Schäden verantwortlich zu machen. Danach liegt das Risiko beim Staat.

          Ulf von Rauchhaupt

          verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Am Donnerstag nun erschien im Wissenschaftsmagazin Nature eine Studie von Forschern um Stuart Gilfillan von der University of Manchester, die auf den ersten Blick dazu angetan sein könnte, die Verabschiedung des CCS-Gesetzes im Bundestag zu gefährden. Der britische Geochemiker und seine Kollegen hatten sich gefragt, was mit CO2 passiert, das sich längere Zeit im Boden befindet: Reagiert es mit den Gesteinen zu festen Mineralen, oder löst es sich in dem in Sedimenten gespeicherten Wasser? Ist in letzterem Fall nicht zu befürchten, dass das Klimagas nach einiger Zeit wieder als blubbernder Sprudel an die Oberfläche dringt und die teure CCS-Technik zur Makulatur macht?

          Kohlensäure kommt ins Spiel

          Tatsächlich gelangt das Gas ins Bodenwasser. Das konnten Gilfillan und Kollegen bei neun natürlichen Gasfeldern mit hohem CO2-Anteil nachweisen. Dazu untersuchten sie Gasproben auf den Gehalt an dem seltenen Edelgas Helium-3 sowie den häufigeren Helium-4 und Neon-20. Während das Helium-3 nur aus dem Erdmantel stammen kann, von wo aus es zusammen mit dem Natur-CO2 in die Gasfelder gelangte, kommen Helium-4 und Neon-20 hauptsächlich aus der Erdkruste beziehungsweise der Atmosphäre. Gilfillan beobachtete nun, dass Gasproben, in denen weniger CO2-Moleküle auf ein Helium-3-Atom kamen, mehr von den anderen Edelgasen enthielten. Ihr Schluss: Das leicht wasserlösliche CO2 war in Lösung gegangen, während die weniger gut löslichen Edelgase aus dem Wasser in die Gasbläschen entfleucht waren, aus denen die untersuchten Proben stammen. Dass das CO2 tatsächlich ins Wasser entschwunden war und nicht mit umgebenden Gestein zu festen Mineralen reagierte, konnten sie aus dem Gehalt an dem schweren Kohlenstoffisotop C-13 schließen. CO2 mit diesem Isotop wird eher in Minerale eingebaut als das leichtere C-12.

          Bohrungen für das größte europäische Projekt zur Versenkung von Kohlendioxid in Ketzin, unweit von Berlin.

          "Das bestätigt, was bisher nur eine Theorie war: Dass wir uns bei der CO2-Einlagerung über längere Zeiträume auf die Lösung des Gases in dem Wasser konzentrieren müssen", freut sich Gilfillans Koautor Chris Ballentine, "Wasser, das natürlicherweise in den Gesteinsporen vorhanden ist." Trotzdem klingt das Resultat aus zwei Gründen erst einmal gar nicht gut: Der erste betrifft die gasundurchlässigen Schichten in Öl- und Erdgasfeldern, die als aussichtsreiche Endlager für das CO2 aus verstromter Kohle gelten. Nun löst sich Kohlendioxid in Wasser aber unter Bildung von Kohlensäure. Das ist zwar eine relativ schwache Säure, doch im Laufe der Zeit zersetzt sie auch Gesteine, insbesondere Kalkstein und solche, die Feldspat-Minerale enthalten. So wurden schon Bedenken laut, das kohlensaure Wasser könnte sich den Weg zurück zur Oberfläche ätzen, und dort seine CO2-Fracht wieder an die Atmosphäre abgeben, von der man sie ja fernzuhalten hofft.

          Säureresistente Formationen

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