Meeresgrund als CO2-Speicher: Kann man das Klimagas in der Nordsee speichern?

Teil der Bemühungen, die CO2-Emissionen zu senken, ist das Abscheiden von CO2 aus Abgasen. Das CO2, das bei solch einer Abscheidung gewonnen wird, kann chemisch weiterverarbeitet werden oder etwa in Baustoffen oder Untergrundbasalt dauerhaft gebunden werden. Es gibt außerdem bereits seit einiger Zeit den Plan, CO2 in unterirdische Speicher einzuleiten und dort einzuschließen. Im Rahmen des Projekts GEOSTOR wurde nun ein erster Bericht bezüglich der Speicherung des Gases im Untergrund der deutschen Nordsee veröffentlicht. Dieser könnte nach Ansicht von Geologen mindestens zehn Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr aufnehmen und dauerhaft speichern. Die Kosten lägen dabei Berechnungen zufolge in der Anfangsphase bei 26 bis 55 Euro pro Tonne CO2, später dann bei 13 bis 28 Euro.

CO3-Speicherung am Grund der Nordsee

In ersten Pilotprojekten wurde in der Vergangenheit die Speicherung von CO2 in alten Gaskavernen erprobt ­­— mit eher weniger als mehr Erfolg. Ein Problem war es, die Speicherung ausreichend sicher zu machen. Gaslecks in den Speichern könnten unter Umständen Menschenleben gefährden. Die CO2-Speicherung am Meeresgrund könnte eine gangbare Alternative sein. Diese wird in Norwegen an der Gasbohrinsel Sleipner bereits praktiziert.

Der Forschungsverbund GEOSTOR hat sich der Erforschung der Frage angenommen, ob auch die deutsche Nordsee geeignet wäre, um CO2 zu speichern. Außerdem untersuchen die Forscher:innen die Frage, ob die CO2-Einleitung in Speicherorte am Grund der deutschen Nordsee wirtschaftlich und ökologisch vertretbar wäre.

Das Team von GEOSTOR hat nun einen ersten Zwischenbericht vorgelegt. In dem heißt es, dass die Forscher:innen in der deutschen Nordsee zwei Gebiete identifizieren konnten, die sich geologisch als CO2-Speicher eignen würden. Dabei gibt es ein Gebiet, in dem die Bedingungen besonders günstig sind: der sogenannte Westschleswig Block. Dabei handelt es sich um eine Buntsandsteinformation, die etwa 100 Kilometer vor der deutschen Küste in etwa 2 Kilometer Tiefe liegt. Dort bildet der Buntsandstein eine aufgewölbte Sattelstruktur, die von dichtem Barrieregestein überdeckt ist. Es handelt sich um eine fast perfekte Gasfalle.

„Der Westschleswig-Block ist geologisch gesehen vermutlich das vielversprechendste Gebiet für die CO2-Speicherung“, schreiben die Forscher:innen in dem Bericht. Das Gebiet ist etwa 1.300 Quadratkilometer groß und könnte je nach Konzentration im Porenraum zwischen 900 und 5.500 Millionen Tonnen CO2 aufnehmen. Im Buntsandstein in der Nähe von Helgoland gibt es ebenfalls noch Speicherkapazität.

Technisch wäre es machbar

Das GEOSTOR-Team untersuchte außerdem, wie die CO2-Einleitung in diese Reservoire in der Praxis ablaufen könnte. „In der Startphase wird das flüssige CO2 per Kesselwagen und kleinen oder mittelgroßen Schiffen zu einem Hub transportiert und anschließend zum Offshore-Speicherort verschifft. In der Vollausbauphase erfolgt der landseitige and seeseitige Transport per Pipeline“, so die Geolog:innen weiter.

Technisch machbar und vorstellbar wäre der Transport von bis zu zehn Millionen Tonnen CO2 pro Jahr zu den Speicherorten in der deutschen Nordsee. Das sei zehn mal so viel wie bei den größten derzeit durchgeführten Vorhaben, so die Forscher:innen. Technisch betrachtet würde das CO2 an schwimmenden Einleitungsplattformen über flexible Leitungen in die Bohrlöcher gepumpt. Im Falle des Westschleswig-Blocks könnte dies entweder über fünf senkrechte Bohrlöcher oder über zwei horizontale Bohrungen passieren. Die letztere Lösung ist aufwendiger und teurer, allerdings schonender für das Gestein und auch risikoärmer.

Kosten: Mit der Zeit wird es günstiger

Wie bei jedem Projekt dieser Größenordnung stellt sich die Frage nach den Kosten. In der Startphase werden die Bohrungen, der Transport per Schiff sowie der Bau der Plattformen mit einkalkuliert, was die Kosten nach oben treibt. Das GEOSTOR-Team kalkuliert Kosten von etwa 26 bis 55 Euro pro Tonne CO2. Wenn der Ausbau abgeschlossen ist, lägen die Kosten bei 13 bis 28 Euro pro Tonne.

Allerdings: „Die Kosten für die gesamte CCS-Kette liegen deutlich über den hier angegebenen Werten, da sowohl die CO2-Abtrennung als auch der landseitige Transport sehr aufwendig und teuer sein können“, schreiben die Forscher:innen weiter. Das CO2-Capture aus den Abgasen von Anlagen wie Zementfabriken oder Stahlwerken kostet aktuell etwa zwischen 50 und 170 Euro pro Tonne.

Risiken und Herausforderungen

Hinzu kommt, dass ein solches Projekt auch Auswirkungen auf die Umwelt hätte: „Die wesentlichen Herausforderungen liegen aktuell darin, Vorkehrungen zu treffen, mit denen Leckagen aus dem Speichergestein vermieden werden können“, so Klaus Wallmann vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, seines Zeichens Koordinator von GEOSTOR. Die Forscher:innen gehen allerdings davon aus, dass der Westschleswig-Block gut für die Speicherung geeignet wäre, da das Deckgestein kaum Risse oder Verwerfungen aufweist.

Ein weiteres Risiko sind mögliche Erdbeben, die durch den hohen Druck des eingeleiteten CO2 ausgelöst werden. „Die geotechnische Analyse der Störungen im Gebiet A weist darauf hin, dass diese induzierten Erdbeben wahrscheinlich nur eine maximale Magnitude von 2 erreichen könnten“, schreiben die Geolog:innen diesbezüglich über den Westschleswig-Block.

Vielversprechende Ergebnisse

Die Zwischenergebnisse der Forscher:innen demonstrieren, dass der Meeresboden der deutschen Nordsee teilweise für die Speicherung von CO2 geeignet ist. Allerdings dürfe dies nicht als Freibrief für ungebremste CO2-Emissionen gesehen werden. „Aufgrund der begrenzten Kapazitäten und möglicher Umweltrisiken sollte dort aber nur jene CO2-Restmenge deponiert werden, deren Entstehung sich trotz konsequenter Klimapolitik nicht vermeiden lässt“, schreibt das Team.

via GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel