Sollen Kohlekraftwerke klimafreundlich gemacht werden, ist die Abtrennung und die unterirdische Speicherung von Kohlenstoffdioxid (CO2), das sogenannte Carbon Capture and Storage (CCS), ein notwendiger Prozess. Doch die Speicherung des Treibhausgases unter Tage ist nur sinnvoll, wenn Kohlenstoffdioxid mehrere tausend Jahre im Boden bleibt. Dann könnte CCS eine entscheidende Rolle beim Kampf gegen die Erderwärmung spielen, die vor allem durch den CO2-Ausstoß verursacht wird.
In einer Studie haben Forscher jetzt Erdgasfelder in Nordamerika, China und Europa untersucht und herausgefunden, dass Kohlenstoffdioxid im Untergrund über viele Millionen Jahre gespeichert werden kann. Damit sei ein Vorbehalt gegen die unterirdische Speicherung des Treibhausgases ausgeräumt, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Nature".
Im Porenwasser des Gesteins fixiert
Die Wissenschaftler um Stuart Gilfillan von der Universität in Manchester untersuchten Proben aus neun Erdgasfeldern in den USA, China und Ungarn, in denen neben dem Erdgas auch Kohlenstoffdioxid auf natürliche Weise in größerer Menge vorkommt. Die untersuchten Felder waren zwischen 10.000 und 42 Millionen Jahre alt. In dieser Zeit sei das Treibhausgas über den gesamten Zeitraum hinweg "ohne sichtbare Zeichen von Ausströmungen" konserviert worden, schreiben die Geologen. Aus dem Verhältnis von Kohlenstoffdioxid zu den Edelgasen Helium und Neon ermittelten die Forscher, dass das Treibhausgas sich überwiegend im Porenwasser des Gesteins aufgelöst haben muss, wo es gewissermaßen als Mineralwasser fixiert bleibt.
Um auszuschließen, dass Kohlenstoffdioxid nicht durch Bildung neuen Karbonatgesteins fixiert wurde, bestimmten die Forscher das Verhältnis zweier Kohlenstoffisotope in den Proben. Isotope sind Atome desselben chemischen Elements, die sich in der Menge der Kernbausteine und damit ihrer Masse unterscheiden. Aus dem Isotopenverhältnis leiten die Forscher ab, dass sich das Treibhausgas tatsächlich im Porenwasser des Gesteins auflöst, was den ersten Befund bestätigte. Bei potenziellen Endlagerstätten müsse deshalb sichergestellt werden, dass das Grundwasser nicht an die Oberfläche tritt, schreiben die Geologen. Die bei der Studie gewonnenen Daten können den Wissenschaftlern zufolge auch helfen, Computermodelle des Stoffaustauschs im Erdinneren zu verbessern.
Seit Oktober vergangenen Jahres drängt die Internationale Energie-Agentur, die Technologie zur Abscheidung und unterirdischen Speicherung von CO2 rasch zu entwickeln. Die Bundesregierung hatte am Mittwoch einen Gesetzentwurf zur Nutzung der CCS-Technologie verabschiedet. Der Entwurf, der von Umweltschützern kritisiert wurde, gibt Regeln für die Abscheidung, den Transport und die Verpressung des schädlichen Klimagases vor.
Unter Klimaforschern gilt das industrielle Deponieren von Kohlenstoffdioxid in ausgedienten Lagerstätten als eine Option, den Treibhausgasanstieg hinauszuzögern. Bislang war aber unklar, wie das Treibhausgas unter Tage reagiert und ob es dort über lange Zeit sicher entsorgt ist, ohne an die Erdoberfläche zurückzukommen. Die Forschungsergebnisse der Geologen Gilfillan zeigen nun, dass Kohlenstoffdioxid über Tausende bis Millionen von Jahren im Untergrund gelöst in Porenwasser verweilen kann. Die CCS-Methode ist jedoch unter Fachleuten umstritten, da noch zu wenig über die ökologischen Auswirkungen bekannt ist. Kritiker sehen die notwendigen Investitionen bei alternativen Energiequellen besser angelegt, als das Kohlenstoffdioxid bei Kohlekraftwerken aufwändig abzutrennen und dann in Gaslagerstätten zu pumpen.
