Großteil des Treibhausgases CO2 liegt in natürlichen Gaslagerstätten in Wasser gelöst vor
In natürlichen Gasfeldern, die über Jahrtausende Kohlendioxid (CO2) und andere Treibhausgase gespeichert haben, ist das meiste CO2 eher in Wasser gelöst, als dass es in Form von Mineralien gebunden wäre, so das Resultat einer von Forschern im Vereinigten Königreich geleiteten internationalen Studie. Ihre Forschungsergebnisse, die im Fachmagazin Nature veröffentlicht wurden, haben erhebliche Auswirkungen auf die Untersuchung der Langzeitwirkungen der unterirdischen CO2-Lagerung. Während die Konzentrationen der Treibhausgase in der Atmosphäre weiter ansteigen, haben das globale politische und öffentliche Engagement zur Reduzierung des Einsatzes fossiler Brennstoffe nicht mit dem Problem Schritt gehalten. Eine beliebte Zwischenlösung zur Reduzierung der CO2-Emissionen beinhaltet das Abscheiden des von Kohlekraftwerken emittierten Gases und dessen unterirdische Speicherung. Es ist jedoch nur wenig über die langfristige Sicherheit und Wirksamkeit eines solchen Ansatzes bekannt. Technische Untersuchungen von CO2 in geologischer Lagerung haben bestenfalls eine wage Vorstellung davon ergeben, was im Lauf der Jahrzehnte geschehen könnte. Inzwischen haben Computermodelle, die zur Simulation des Geschehens beim Verpressen von CO2 in den Untergrund erarbeitet wurden, verschiedene Resultate ergeben. Für die neuesten vorliegenden Forschungsergebnisse nutzten die Wissenschaftler Gasfelder in China, Ungarn und den USA, um zu untersuchen, wie CO2 für Jahrtausende auf natürliche Weise unterirdisch gespeichert wurde. So bietet sich möglicherweise eine entsprechende natürliche Variante für zukünftige CO2-Speicherungs-Projekte. "Wir haben die alterwürdige Technik der Computersimulation sozusagen auf den Kopf gestellt und natürliche Kohlendioxid-Gasfelder untersucht, die schon sehr lange Kohlendioxid einschließen", erläuterte Leitautor Dr. Stuart Gilfillan von der Universität Manchester im Vereinigten Königreich. Die Forscher kombinierten Edelgas-Markierstoffe, so genannte Tracer, und Kohlenstoffisotope, um herauszufinden, ob das gespeicherte CO2 in Wasser aufgelöst war oder zu Karbonatmineralien reagiert hat. Von den zwei Varianten wäre die Reaktion mit Mineralien die zu bevorzugende, da das Kohlendioxid auf diese Weise im Wesentlichen für eine sehr lange Zeit gebunden wäre. "Durch die Kombination der zwei Verfahren waren wir in der Lage, genau zu identifizieren, wo das Kohlendioxid zum ersten Mal gespeichert wird", erklärte Dr. Gilfillan. "Wir wissen bereits, dass Öl und Gas für Millionen von Jahren sicher in Öl- und Gasfeldern gelagert waren. Unsere Studie zeigt ganz deutlich, dass das Kohlendioxid im Tiefenwasser dieser Felder auf natürliche und sichere Weise gespeichert worden ist." Die Forscher fanden heraus, dass die Menge an in Form von Mineralien gebundenem CO2 vernachlässigbar wenig im Vergleich zu den 90% des Gases war, das durch Auflösen in Wasser auf wirksame Weise beseitigt war. Aufgrund der Gefahr eines späteren erneuten Entweichens von CO2 aus dem resultierenden "Sprudelwasser" (man stelle sich einen kalten, sprudelnden Geysir vor, der das Gas in die Atmosphäre zurückpustet), betonen die Forscher die Notwendigkeit, dass bei Forschungen zur Kohlendioxidspeicherung die potenzielle Mobilität von CO2 in Wasser unbedingt genau geprüft werden muss. Bei der Gas-Tracing-Untersuchung (Markieren und Nachverfolgen) wurde außerdem eine neuartige Forschungsmethodik angewandt. Professor Chris Ballentine von der Universität Manchester zufolge brachten die kanadischen und britischen Partner Erfahrungen in verschiedenen Aspekten des Gas-Tracing in das Projekt ein. "Durch die Kombination unserer Fachkenntnisse sind wir in der Lage gewesen, eine neue Art der Erforschung von Kohlendioxidfeldern zu erfinden. Dieser neue Ansatz wird auch von wesentlicher Bedeutung bei der Überwachung und Nachverfolgung sein, wohin das abgeschiedene Kohlendioxid aus Kohlekraftwerken gelangt, wenn es in den Untergrund verpresst wird - und das wird dann einen entscheidenden Einfluss auf zukünftige Sicherheitsüberprüfungen haben." In einem begleitenden Kommentar sagte Dr. Werner Aeschbach-Hertig von der Universität Heidelberg, Deutschland: "Obwohl die Auflösung im Grundwasser die Möglichkeit des CO2-Transports und eines eventuellen Entweichens in die Atmosphäre mit sich bringt [...] wobei man annimmt, dass das auch bei natürlichen Gasfeldern vorkommt, bedeutet dies nicht unbedingt, dass eine sichere geologische Speicherung unmöglich wäre. Aber es ergibt sich die Notwendigkeit einer gründlichen Bewertung der hydrogeologischen Bedingungen von potenziellen Lagerstätten." Die von den Forschern erarbeiteten neuen Methoden schaffen gleichfalls ein wirkungsvolles Werkzeug für die zukünftige Erforschung des Verhaltens geochemischer Einschlussmechanismen. Die Ergebnisse repräsentieren einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der langfristigen Auswirkungen beim Abscheiden und bei der Speicherung von Treibhausgasen in geologischen Endlagern.
Länder
Kanada, China, Vereinigtes Königreich, Vereinigte Staaten