CO₂-Speicherung

Stefan Knopf: Ergebnisse des Projekts CO₂BRIM

Für die Implementierung von CO₂-Speicherprojekten müssen viele Experten und Stakeholder einbezogen werden, damit die Kriterien zur Auswahl geeigneter Standorte sowie die möglichen Risiken für Mensch und Umwelt transparent dargestellt, bewertet und kommuniziert werden können. Der Grundansatz des Verbundprojektes CO₂BRIM war, diese Problematik in einem integrierten geotechnisch-sozialwissenschaftlichen Ansatz zu behandeln, wobei insbesondere „partizipatives Modellieren“ als eine Methode getestet wurde, die zur Untersuchung von Risiken die Argumente von verschiedenen Stakeholder- oder Expertengruppen miteinbezieht. Im Projekt wurden verschiedene Instrumente der partizipativen Modellierung auf zwei Aspekte der Standortcharakterisierung angewandt:

1. Testen einer einfachen und schnellen Screening-Methode zur regionalen Differenzierung von Speicherkomplexen unter Verwendung der dimensionslosen „Gravitationszahl“.

2. Anhand eines regionalen geologischen 3D-Modells wurden Salzwassermigrationsrisiken im regionalen Umfeld einer CO₂-Injektionsstelle untersucht.

Michael Warsitzka (Uni Jena) & Franz May: Auslösung von Mehrphasen-Transportprozessen durch CO₂-Injektion in unverfestigte Sedimente

Bei der Risikobewertung für eine langfristige CO₂-Speicherung in den geologischen Untergrund wurde die Leckage durch Sedimentmobilisierung bisher noch nicht in Betracht gezogen. Sedimentmobilisierung bezeichnet die Deformation von unverfestigten oder teilweise verfestigten Sedimenten bedingt durch eine Erhöhung des Porenfluiddrucks und kann zu einem meist vertikalen Durchbruch eines Festpartikel-Fluid-Gemisches (Mehrphasen-Transport) durch eine ansonsten niedrigpermeable Deckschicht führen. Typische Phänomene der Sedimentmobilisierung sind z. B. Schlammvulkane oder Sandinjektionen.

In dem hier vorgestellten Projekt sollen zunächst mögliche hypothetische Szenarien erläutert werden, wie Sedimentmobilisierungen die Sicherheit eines CO₂-Speichers gefährden können. Diese hypothetischen Szenarien sollen im Rahmen des Projekts mit Hilfe von physikalisch skalierten Analogexperimenten systematisch untersucht werden. Ziel ist es, die kinematische Strukturbildung und die dynamischen Randbedingungen (Druckveränderung, Strömungsbedingungen) von Sedimentmobilisierungen zu verstehen. Die technische Umsetzung der Analogexperimente und die geplante Versuchsdurchführung werden einen Hauptpunkt des Vortrags einnehmen.

Franz May & Stefan Knopf: Geothermie & CO₂-Speicherung – Konflikt oder Synergie?

An den tieferen geologischen Untergrund werden zunehmend Nutzungsanforderungen gestellt. Neben etablierten Nutzungen, wie z. B. Erdöl- und Erdgasgewinnung, werden neue Nutzungsoptionen zukünftig eine größere Rolle spielen. Dazu zählt z. B. die verstärkte Nutzung der tiefen Geothermie oder die Einführung der untertägigen Speicherung von CO₂. Zukünftig ist also von einer vermehrten konkurrierenden Nutzung des tieferen Untergrunds auszugehen. Die Nutzung der tiefen Geothermie und die Speicherung von CO₂ sind Technologien, die poröse Gesteine in größerer Tiefe benötigen. Im Rahmen des von LIAG und BGR durchgeführten Projektes „Geothermie-Atlas“ wurde im Jahr 2013 eine gemeinsame Darstellung der deutschlandweiten Nutzungspotenziale beider Technologien erarbeitet. Demnach sind nur geringe Flächen in Deutschland für die CO₂-Speicherung untersuchungswürdig, ohne Konkurrenz zu geothermischen Optionen. Im Vortrag wird der Frage nachgegangen, wie wahrscheinlich tatsächliche Konflikte überhaupt sind. Darüber hinaus werden Optionen für mögliche Synergien diskutiert, wie z. B. CO₂-Injektion in Geothermiebohrungen oder die Nutzung von CO₂ als Wärmeträger für petrothermale Energiegewinnung.