CO2: Sicher im Untergrund - wissenschaft.de
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Erde+Klima

CO2: Sicher im Untergrund

Die Menschheit stößt noch immer viel zu viele Treibhausgase aus. (Foto: querbeet/ istock)

Die Speicherung von Kohlendioxid im Untergrund gilt als ein möglicher Plan B im Klimaschutz. Doch lässt sich das Treibhausgas langfristig wirklich sicher unter der Erde verwahren? Forscher liefern nun optimistisch stimmende Antworten auf diese umstrittene Frage. Ihre Modellsimulationen zeigen: Unter den richtigen Bedingungen können unterirdische CO2-Speicher tausende Jahre lang erstaunlich dicht bleiben. Die Autoren gehen angesichts dieser Ergebnisse sogar so weit, eine klare Empfehlung für den Einsatz der Technologie auszusprechen.

Trotz ambitionierter Klimaschutzvorhaben stößt die Menschheit immer mehr Treibhausgase aus. Selbst Deutschland – bisher ein Zugpferd in diesem Bereich – hinkt seinen eigenen Vorgaben hinterher. Das im Klimaabkommen von Paris vereinbarte Ziel von maximal zwei Grad Celsius Erwärmung zu erreichen, scheint inzwischen kaum noch realisierbar. Angesichts dieser Probleme plädieren immer mehr Forscher für einen „Plan B“ im Klimaschutz: Wenn wir es schon nicht schaffen, unsere Emissionen zu senken und die Erderwärmung dadurch zu stoppen, dann müssen eben technische Maßnahmen dafür sorgen. Zum Beispiel das sogenannte Carbon Capture and Storage (CCS): Dabei soll das Kohlendioxid aus Abgasen oder der Luft abgetrennt und anschließend dauerhaft im Untergrund gespeichert werden – in ausgedienten Gas- und Erdöllagerstätten oder anderen porösen Gesteinsformationen. Wie sicher solche unterirdischen Speicher langfristig sind, ist bisher allerdings unklar. So haben einige Studien Hinweise auf Lecks oder Risse gefunden, während andere Pilotversuche keine erneuten Gasaustritte oder andere Risiken feststellen konnten.

Dicht – oder nicht?

Juan Alcalde von der University of Aberdeen und seine Kollegen haben sich der Frage nach der Sicherheit der CCS-Technologie nun mit einem neuen Ansatz gewidmet. Sie entwickelten ein numerisches Programm, um die Effektivität der Methode zu bewerten. Ihr „Storage Security Calculator“ greift auf eine Vielzahl wissenschaftlicher Daten zum Verhalten von CO2 und anderen Treibhausgasen wie Methan zurück, die aus natürlichen Gasspeichern sowie aus der Industrie bekannt sind. Auf Grundlage dieser Informationen simuliert er die wahrscheinlichen Folgen der CO2-Speicherung über einen Zeitraum von 10.000 Jahren. Für ihre Studie führten die Wissenschaftler diese Kalkulation für zwei unterschiedliche Szenarien durch: Im ersten Fall gibt es eine mäßige Anzahl von Injektionsstätten, die nach bewährten Best-Practice-Richtlinien reguliert werden – so wie es etwa seit Jahren bei großen Pilotprojekten in der Nordsee gemacht wird. Der zweite Fall geht dagegen von einer mangelhaften Regulierung aus.

Wie würde sich gespeichertes CO2 im Laufe der Jahre verhalten – und wie viel davon würde durch Lecks an der Oberfläche wieder zu Tage treten? Die Modellberechnungen zeichnen ein optimistisch stimmendes Bild. Demnach liegen die jährlichen Austrittsraten im ersten Szenario bei weniger als 0,01 Prozent des gespeicherten Gases. 98 Prozent des in den Untergrund gepumpten Kohlendioxids bleibt in mehr als der Hälfte der Fälle mindestens 10.000 Jahre lang sicher unter der Erde, so das Ergebnis der Simulationen. In weniger als fünf Prozent der Fälle wird es zu einem maximalen Austritt von 6,3 Prozent kommen. Eine schlechter regulierte Speicherung ist wie erwartet weniger effektiv. Hier wird in der Hälfte der Fälle 22 Prozent des Gases im Laufe der 10.000 Jahre wieder in die Atmosphäre gelangen, bei fünf Prozent der Fälle könnte es im schlimmsten Fall sogar ein Drittel sein. Dieses Szenario ist den Forschern zufolge allerdings unrealistisch. Ein Großteil der Gasaustritte könne schon durch einfache Kontrollen und Maßnahmen vermieden werden.

Klare Empfehlung

Wie sind diese Ergebnisse zu bewerten? Das Team betont, dass das nun vorgestellte Modell so viele Faktoren berücksichtigt wie keines zuvor und bei seinen Berechnungen zudem von eher konservativen Annahmen ausgeht. „Die Sicherheit der CO2-Speicherung macht der Bevölkerung verständlicherweise Sorge. Doch unsere Arbeit zeigt, dass diese Methode für viele tausende Jahre sicher sein kann“, konstatiert Alcalde. Letzte Zweifel bleiben allerdings bestehen. So sind bestimmte Eigenschaften von Kohlendioxid im Untergrund beispielsweise grundsätzlich bekannt. Ob diese Zusammenhänge jedoch auch für den großen Zeitrahmen von mehreren tausend Jahren zutreffen, können die Forscher nicht immer mit hundertprozentiger Sicherheit sagen. Trotzdem sprechen sie angesichts ihrer Erkenntnisse eine klare Empfehlung aus: „Zum Einsatz der CCS-Technologie als eine Klimaschutzmaßnahme zur Erreichung des Pariser Ziels kann allen Regierungen geraten werden“, schließen sie.

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Quelle: Juan Alcalde (University of Aberdeen) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-018-04423-1

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