Wasser mit Kohlensäure im Untergrund könnte globale Erwärmung bremsen

In die Tiefe verpresstes Kohlendioxid bindet sich vor allem an Wasser – aber dauerhafte Speicherung als Karbonatgestein spielt nur Nebenrolle

Chaffin Ranch Geysir in Utah
Chaffin Ranch Geysir in Utah

Manchester (Großbritannien) - Selbst Kohlekraftwerke können klimafreundlichen Strom erzeugen, wenn das Kohlendioxid aus den Abgasen abgetrennt und in alten Gaslagerstätten und im Tiefengestein sicher gelagert wird. Weltweit wird mit Hochdruck an dieser CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) geforscht, damit sie im Jahr 2020 reif für die Anwendung ist. Jetzt analysierte ein internationales Geologenteam, ob das Treibhausgas auch dauerhaft und sicher im Untergrund gespeichert werden kann. Wie es in der Zeitschrift "Nature" berichtet, werde Kohlendioxid zum größten Teil im Grundwasser gelöst. Nur maximal ein Fünftel des Gases führe zur Bildung von festen Karbonat-Mineralen.

"Wir untersuchten natürliche Gasfelder, in denen Kohlendioxid bereits für eine sehr lange Zeit gespeichert ist", sagt Stuart Gilfillan von der University of Edinburgh. Zusammen mit Kollegen der University of Manchester sowie aus Kanada, China und den USA bestimmten sie, in welcher Form das Treibhausgas in diesen natürlichen Lagerstätten seit vielen Jahrtausenden gebunden ist. Ihre Proben gewannen sie aus insgesamt neun Gasfeldern in den USA, China und Ungarn. Das Kohlendioxid gelangte bereits vor Tausenden bis Millionen von Jahren in diese Lagerstätten. Über die Anteile des Treibhausgases im Vergleich zu den ebenfalls in den Proben enthaltenen Edelgasen Helium und Neon konnten die Forscher auf die Art der Gasspeicherung zurückschließen.

"Unsere Studie zeigt eindeutig, dass das Kohlendioxid in diesen Lagerstätten natürlich und sicher im Grundwasser gespeichert wurde", sagt Gilfillan. Das gebildete Mineralwasser verteilte sich in den Poren des Tiefengesteins und wurde dort über Tausende von Jahren stabil gebunden. Noch sicherer wäre allerdings eine Umwandlung des Treibhausgases in feste Karbonatgesteine. Doch durch diesen Prozess kann selbst über sehr lange Zeiträume nur knapp ein Fünftel des Kohlendioxids gebunden werden.

"Diese Ergebnisse sind wichtig für die Beurteilung der Langzeitsicherheit von CO2-Lagern", sagt Werner Aeschbach-Hertig vom Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg. Denn in Wasser gelöstes Kohlendioxid werde nach seiner Meidung irgendwann mit Sicherheit wieder freigesetzt. Doch diese Gefahr drohe erst innerhalb von geologischen Zeiträumen, die in Hunderttausenden bis Millionen von Jahren gemessen werden. Da aber die Bildung von Mineralwasser der wichtigste Mechanismus für die CO2-Lagerung ist, muss bei der Wahl der Lagerstätten genau auf die vorherrschende Geologie geachtet werden. "Gebiete mit jungem Grundwasser sollte man meiden", sagt Aeschbach-Hertig gegenüber "Welt der Physik". Denn in diesen könnte das Treibhausgas durch die Bewegungen im Grundwasser schon viel früher als gewünscht wieder in die Atmosphäre freigesetzt werden.

Für Michael Kühn, dem Leiter des CO2-Testlagers im brandenburgischen Ketzin, gibt diese Studie keinen Anlass zum Umdenken. "Die Ergebnisse liegen im Rahmen unserer bisherigen Vorhersagen", sagt Kühn und verweist auf die Szenarien der CO2-Speicherung, die bereits 2005 in einem Zusatzdokument zum Bericht des IPCC- Weltklimarats veröffentlicht wurden. Zudem sei in den großen Tiefen der geplanten Lagerstätten mit keinen nennenswerten Bewegungen des Grundwassers zu rechnen.