Steinernes Grab für ein Treibhausgas

9. Juni 2016, 20:00
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Ein Projekt auf Island zeigt, wie überraschend schnell unerwünschtes Kohlendioxid dauerhaft im Boden gebunden werden könnte

Reykjavík/Wien – Kohlendioxid ist das schwächste unter den Treibhausgasen, aufgrund seiner schieren Menge aber dennoch die Nummer eins der Klimawandelfaktoren. Wenn es nicht die Atmosphäre weiter aufheizen soll, muss es andernorts gebunden werden. Zum Beispiel in Pflanzen, was durch das Aufforsten von Wäldern oder gefördertes Algenwachstum in den Meeren gelingen könnte – entsprechende Versuche zur "Eisendüngung" der Ozeane haben bislang allerdings nur dürftige Ergebnisse geliefert.

Eine andere Strategie läuft unter dem Stichwort "Carbon Capture and Storage" (CCS). Dabei handelt es sich um verschiedene Methoden, CO2 gleich bei dessen Freisetzung – vor allem in Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen laufen – abzuscheiden, in den Boden zurückzuleiten und dort dauerhaft zu speichern.

foto: juerg matter
Die Versuchsanlage von Hellisheiði.

Hoffentlich dauerhaft, genauer gesagt. Denn die Risiken dieser Strategie liegen auf der Hand: Hat man sich dabei verkalkuliert, wie dicht ein unterirdischer Hohlraum ist, kann das hineingepumpte CO2 wieder heraussickern und der ganze Aufwand war umsonst. Ganz zu schweigen von tektonischen oder vulkanischen Prozessen, die ein ursprünglich dichtes Lager aufbrechen und den Inhalt schlagartig freisetzen könnten.

Bedeutend sicherer und dauerhafter wäre die Lösung, CO2 nicht mit Gestein zu umschließen, sondern es in Gestein zu binden – also es selbst in Gestein umzuwandeln, wenn man so will. Genau das ist der Ansatz eines 2012 in Island gestarteten und von der EU geförderten Projekts, zu dem nun eine erste umfassende Studie im Fachmagazin "Science" erschienen ist. Wissenschafter mehrerer Universitäten ziehen darin eine ausgesprochen positive Bilanz.

Mineralisches Endlager

Für das Projekt CarbFix wird das Geothermalkraftwerk Hellisheiði nahe Reykjavík genutzt. Auch bei einem solchen Kraftwerk wird in geringem Ausmaß CO2 und dazu noch Schwefelwasserstoff freigesetzt. Im Jänner 2012 wurde dort erstmals eine größere Menge CO2 zusammen mit Wasser in den Boden zurückgepumpt, ein halbes Jahr später ließ man ein Gemisch folgen, in dem auch noch der nicht minder unerwünschte stinkende Schwefelwasserstoff enthalten war.

Injiziert wurde dieses Gemisch einer 400 bis 800 Meter tief liegenden Schicht aus Basalt. Dieses bei vulkanischen Prozessen gebildete Gestein enthält große Mengen an Eisen, Kalzium und Magnesium und ist hochreaktiv. Die im Basalt enthaltenen Elemente, so die Kalkulation, sollten mit dem eingepumpten Gemisch reagieren und zusammen mit dem Kohlenstoff des CO2 in Form stabiler Karbonate mineralisieren. Viel dauerhafter könnte man den Kohlenstoff tatsächlich nicht loswerden.

Und die Rechnung ging auf, bilanzieren die Wissenschafter um Studienerstautor Juerg Matter von der Universität Southampton in "Science". Sogar viel besser, als man sich je erträumt hätte: Ursprünglich gingen die Forscher davon aus, dass der Mineralisierungsprozess Jahrhunderte oder gar Jahrtausende brauchen würde. Zu jedermanns Überraschung ist man aber zum Ergebnis gekommen, dass schon nach zwei Jahren mehr als 95 Prozent des injizierten CO2 mineralisiert sind.

Dem Gemisch beigefügte Marker wie das Kohlenstoffisotop 14C ermöglichten es, mitzuverfolgen, wo und wie rasch das Wasser das CO2 abgegeben haben muss. Und auch direkte Beweise liegen bereits vor: Bohrkerne zeigen eine neue "kreidige" Schicht, die sich im Gestein gebildet hat.

Ein Hoffnungsschimmer

Um die Methode in großem Stil anzuwenden, braucht man also Basalt – kein Problem: der bedeckt etwa zehn Prozent der Kontinentalflächen und den Großteil des Meeresbodens. Das Meer könnte auch gleich die zweite notwendige Ressource beisteuern: Pro Tonne CO2 verbraucht diese CCS-Methode 25 Tonnen Wasser.

In den kommenden Monaten und Jahren dürften sich noch zahlreiche Wissenschafter auf die isländischen Ergebnisse stürzen und sie auf Herz und Nieren prüfen. Ein erster Unkenruf kommt von der an der Studie mitbeteiligten Columbia University: Man kennt nämlich inzwischen Mikroben, die Karbonate angreifen und dabei Methan freisetzen – ein wesentlich stärkeres Treibhausgas als CO2. In Hellisheiði soll daher auch getestet werden, ob das den Erfolg unterminieren könnte.

Das an dem Projekt beteiligte Unternehmen Reykjavík Energy gibt sich da weniger zaghaft: Beschwingt von den ersten positiven Ergebnissen, begann das Unternehmen bereits 2014 damit, CO2 in großem Stil in den Boden zu pumpen – nicht mehr 250 Tonnen wie im Pilotprojekt 2012, sondern 5000 Tonnen pro Jahr. Und noch heuer soll diese Quote verdoppelt werden. (Jürgen Doppler, 10.6.2016)

  • So sehen die neuen "kreidezeitlichen" Ablagerungen aus: Auf Island haben Forscher damit begonnen, Kohlendioxid in den Boden zu pumpen und es zur Bildung einer neuen Gesteinsschicht anzuregen. Diese zeigt sich in Bohrkernen in Form weißlicher Ablagerungen.
    foto: annette k. mortensen

    So sehen die neuen "kreidezeitlichen" Ablagerungen aus: Auf Island haben Forscher damit begonnen, Kohlendioxid in den Boden zu pumpen und es zur Bildung einer neuen Gesteinsschicht anzuregen. Diese zeigt sich in Bohrkernen in Form weißlicher Ablagerungen.

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