CCS - Nicht nur schlecht, sondern auch eine Option

Beim hören der letzten Folge ist mir ein Framing zu CCS etwas aufgestoßen und zwar die Aussagen, dass so ein Speicher „platzen“ könnte. Das ist schlicht und einfach falsch und macht CCS schlechter als es it. Die Speicherung von CO2 soll in geologischen Formationen erfolgen. Das heißt in mehreren hundert oder sogar ein paar tausend Metern Teufe. Diese Speicher existieren seit geologischen Zeiträumen, sprich seit Millionen Jahren und waren über diese Zeiträume auch dicht. Solche Speicher können nicht „platzen“.

CCS hat in Deutschland auch einen extrem schlechten Ruf und aus meiner Sicht ist der Ruf wesentlich schlechter, als verdient. Ich will hier nichts verharmlosen und auch nicht sagen, dass es keine Risiken gibt. Aber die Ausgangsbasis ist nichts unbekanntes. Seit einigen Jahrzehnten gibt es Erdgasspeicher. Und Methan ist nicht wirklich ungefährlicher als CO2. CO2 ist zudem nichts ungewöhliches in der Erde und das kommt auch an einigen Stellen aus der Erde. Das kann gefährlich sein, kann aber auch leckeres, kohlensäurehaltiges Wasser sein.

Ihr habt gesagt, dass das mit den Senken so ein Problem ist. Wälder können abgeholzt werden, Moore trockengelegt, usw. Und das ist genau der Grund, warum wir CCS nicht zwingend machen, aber doch zumindest hingucken müssen. Denn bei CCS ist das CO2 im Vergleich dazu relativ sicher und lange aus der Atmosphäre entfernt. Jetzt kommt das entscheidende. Es ist natürlich nicht so sinnvoll die Kohlekraftwerke weiterlaufen zu lassen und das entstehende CO2 zu verpressen. Vor 10-15 Jahren war das sinnvoll. Da war die Idee, den Kohleausstieg damit vorzuziehen. Also, dass die Kohlekraftwerke jetzt das CO2 abscheiden würden. Ist nicht passiert und in dieser Form daher auch nicht mehr sinnvoll. Jetzt ist CCS sinnvoll wenn Biomasse verbrannt wird. Dann wird das in der Biomasse gebundene CO2 aus dem Kreislauf entfernt. NEIN, natürlich keine Bäume. Wenn dann Gartenabfälle, realistischer aber vermutlich Biogas.

Wo das CCS wieder ins Spiel kommt, ist die Frage, was ist denn wenn wir den CO2 Ausstoß nicht ausreichend reduzieren? Dann muss CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden. Und das geht mit CCS und zwar auch im großen Stil.
https://ec.europa.eu/info/sites/default/files/iogp_-report-_ccs_ccu.pdf
Die EU gibt für Deutschland ein Potential von 50 GT an, das sind 50 Gigatonnen. Zum Vergleich, bis 2030 dürfen wir noch 500 Millionen Tonnen ausstoßen. Angesichts dieser Zahl sollten wir CCS vielleicht nicht gleich zwingend machen, aber wir sollten zumindest mal noch Forschung dazu fördern, um uns diese Option offenhalten. Denn so viele Optionen haber wir meines Wissens nach nicht, um CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen. Vor diesem Hintergrund möchte ich Euch bitten, das Thema CCS neutral zu behandeln und nicht schlecht zu machen.

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Die Wikipedia zitiert etwas weniger als die Hälfte verfügbaren Speichers und behauptet (ohne Quelle?), dass es wahrscheinlich weniger sein soll:

Die vermuteten etwa 20 Mrd. Tonnen Speicherkapazität auf deutschem Territorium entsprechen etwa den CO2-Emissionen des deutschen Kraftwerksparks während 30 bis 60 Jahren.[14] Die Erfahrungen mit diesen Gesteinsschichten in Sleipner und Snøhvit zeigen, dass die tatsächlich verfügbare Speicherfähigkeit deutlich niedriger anzusetzen wäre.

Das soll von meiner Seite aber kein „Gotcha!“-Argument sein. Mich würde eine Diskussion auch interessieren, weil ich bisher keine Ahnung habe, wie gut oder schlecht CCS funktioniert, nur ein diffuses Unwohlsein mit der Idee.
Aber wir wissen ja von vielen Dingen, dass das diffuse Unwohlsein von Menschen nicht immer (selten?) ein guter Indikator dafür ist, etwas nicht zu machen.

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Also ich hätte das aber auch so verstanden, als ob genau das der Standpunkt der Lage war, oder?

Also auf jeden Fall fördern, bzw nicht vernachlässigen, aber sich keineswegs darauf verlassen, ich glaube, dass sollte die Aussagen sein.

Generell gilt ja mittlerweile eigentlich, alles, was CO2 in nennenswerten Mengen speichert, sollte irgendwie verfolgt werden.

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Könnte sein, dass es daran liegt, dass die Quellen bei Wikipedia um 2010 rum liegen, während der EU-Bericht von 2018 ist.
Anmerken möchte ich an dieser Stelle, dass es verschiedene Möglichkeiten der Lagerung gibt. Gas- und Öllagerstätten sehe ich im Grundsatz als relativ unproblematisch. Bei tiefen Aquiferen dagegen muss man mehr Aufwand bei der Nachweisführung treiben und die Risiken sind vermutlich höher.

Forschung im Bereich CCS ist in Deutschland relativ stark gefördert worden, bis um 2010 herum. Hintergrund ist, dass es massiven Widerstand aus der Bevölkerung gab. Dieser Widerstand resultierte aus dem Atomausstieg, da sehr viele Atomgegner plötzlich gegen CCS waren. Der Politik und zum Teil auch Forschungsinstitutionen wurde es zu heikel und CCS wurde nicht mehr weiterverfolgt. Zum jetztigen Zeitpunkt wäre es aus meiner Sicht vorteilhaft, wenn CCS noch weiter vorfolgt worden wäre. Evt. hätte CCS bereits in etwas breiterem Maßstab realisiert werden können. So Bedenken, dass ein Speicher „platzen“ könnte, sähen Bedenken, die es in dieser Form nicht gibt und können die Technologie diskreditieren, bevor sie überhaupt ausreichend bekannt ist.

Hast du Ahnung von der zugehörigen Physik? Mein Unwohlsein kommt tatsächlich daher, dass es in meinem Kopf sehr plausibel ist, dass ein Leck in einer Lagerstätte dazu führen kann, dass CO2 austritt und dabei gasförmig wird.
Das wäre einerseits schlecht, weil das CO2 in die Atmosphäre gehen würde und andererseits, wenn viel auf einmal austritt, weil das lokal Tiere und Menschen ersticken würde.

Aber außer, dass es plausibel klingt, habe ich keinen Grund für diese Befürchtung. Hast du da mehr Einblick?

Ja, absolut. Da muss ich Dir zustimmen. In der Lage (auch bereits in der Woche davor) wird CCS zu kurz angerissen und dann doch zu negativ dargestellt…

Es muss allen klar sein, dass klimaneutralität bzw. Netto-Null-Emissionen immer beinhaltet, dass CO2 aus der Atmosphäre genommen werden muss. Wir werden immer CO2 Emissionen haben. In der Landwirtschaft zum Beispiel werden unter Anderem durch die Tierhaltung immer Treibhausgase freigesetzt. Diese können wir nicht so reduzieren, dass keine Freisetzung mehr statt findet. Andere Sektoren wie zum Beispiel der Transport-Sektor werden auch keine Brutto-Null Emissionen haben. Diese Treibhausgas-Quellen werden immer bleiben und dafür benötigen wir gute CO2 Senken.

Es ist gefährlich und absolut nicht hilfreich von Vornherein bestimmte Methoden zu verteufeln. Meines Wissens ist CCS wissenschaftlich kein großes Streitthema. Politisch und gesellschaftlich hingegen schon. Und das ist ein großes Problem - ähnlich wie bei Fracking. Da die meisten nur die Bilder aus den USA mit brennenden Wasserhähnen kennen, ist tiefe Geothermie in Deutschland politisch und gesellschaftlich begraben, denn auch da wird Fracking benötigt. Dass dies erstmal eine Methode ist, die nicht zwangsläufig mit giftigen Chemikalien benutzt werden muss, sondern auch mit umweltverträglichen Varianten spielt in der Öffentlichkeit keine Rolle mehr. Das folgende Verbot führte dazu, dass in Deutschland kaum mehr Forschung daran mehr stattfand.

Spätestens seit dieser Pandemie haben wir gelernt, dass das Leben nicht schwarz-weiß ist, sondern in Graustufen und diese auch mal nur in Wahrscheinlichkeiten definiert sind. Bauchgefühle sind deswegen sehr schwierig, wenn nötiges Wissen sonst fehlt. Siehe der Umgang mit den Impfungen. Kaum jemand hat fundierte Ahnung, hat sich jemals über zugelassene Medikamente, die einem der/die Hausärzt*in verschreibt, Gedanken gemacht, hat jetzt aber eine wertvolle Meinung, ob die Impfung sicher sei - aber keine Ahnung. Diskurse können so ja nicht stattfinden. Wir müssen also lernen, dass unser gesamtes Leben und wirklich absolut jeder Bestandteil daraus eine Risikoabschätzung ist.

Moment kurz, damit das klar ist.
So wirkt es auf mich (gut wenn nicht) aber anscheinend ist hier die Vorstellung irgendeiner Art Tank oder so, verstehe ich das richtig? Habe ich zumindest aus dem Begriff Leck geschlossen.

Also da hat aber jemand Physik/Chemie abgewählt, oder? :grinning_face_with_smiling_eyes:
Es geht dabei darum (wurde glaube ich in einer der ersten Folgen, in denen das angesprochen wurde, erwähnt), das CO2 in Gesteinen zu binden. Welche genau das sind, weiß ich jetzt nicht, werde ich ggf bald mal nachschauen, aber z.B. soetwas wie Kalk ist ein Carbonatgestein.
Die Vorstellung eines „Loches“ ist daher völlig unbegründet, denn das Gas wird ja nicht gefangen, sondern gebunden, im Optimalfall eben sehr fest. Um das dann da wieder herauszubekommen sollte es eine ganze Menge brauchen, aus Kalkstein beispielsweise würde man CO2 bekommen, beim Lösen in einer starken Säure.

So etwas wie lokales ersticken ist aber absolut unwahrscheinlich, kann ich versichern, denn dazu müsste eine so abartig große Menge CO2 auf einmal freigesetzt werden, über einen langen Zeitraum, dass das rein technisch schon fast unmöglich ist.
Ich muss der Transparenz halber sagen, dass ich das nicht geprüft habe, das hier ist mein wissenschaftlicher Grundverstand, aber bei Bedarf hole ich das gerne nach.

Neben den allgemeinen geologischen Risiken macht mir Bauchweh, dass die Lagerstätten überwacht werden müssen, und zwar nicht für die nächsten 10 Jahre, sondern so lange wie Menschen die Erde bewohnen. Ich würde nicht davon ausgehen, dass in den nächsten paar 100 Jahren überall die politischen Verhältnisse so stabil sind und die technischen Fähigkeiten überall auf einem ausreichenden Stand gehalten sind, dass eine Überwachung lückenlos stattfinden kann.

Darin besteht ja auch das Elend der Atomendlager (die es noch nicht einmal gibt). Ich fürchte, viele Atomendlager werden irgendwann einfach sich selbst überlassen und machen den jeweiligen Landstrich unbewohnbar. CCS-Lager sind lokal wahrscheinlich nicht direkt gefährllich, aber wenn das CO2 entweicht, ist zusätzlich der sehr hohe Energieaufwand für das Verpressen verloren (würde man die Energie dazu aus Öl oder Gas holen, würden 60% CO2 frei werden um die 100% CO2 einzulagern - also kein guter Wirkungsgrad).

CCS könnte die Menschen wieder sorglos machen und CO2-Einsparung nach hinten rücken. Grosstechnik hat oft gezwigt, dass in anfänglicher Euphorie die Risiken verdrängt oder einfach nicht gesehen werden konnten, weil katastrophale Ereignisse sehr oft ohne Beispiel sind.

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@TRq hat einen interessanten Artikel aus der SZ zu den isländischen CCS-Plänen in der Quellensammlung verlinkt:

https://talk.lagedernation.org/t/css-island-nimmt-co2-der-welt-auf/8165?u=easy

Zumindest für Island hast Du das vollkommen richtig verstanden. Dort wird das CO2 in Form von Kohlensäure in Basaltgestein gepresst und lagert sich dann in Form von Carbonaten an.

Wenn ich es richtig verstehe liegt der Knackpunkt in der Sammlung/Abspaltung von CO2. Die bisherige Forschung ging davon aus das CO2 bei Großerzeugern (z.B. Braunkohlekraftwerk) aus den Abgasen auszuwaschen. Vor 35 Jahren meinte mein Berufsschullehrer dazu wir bauen vorne die Kalkalpen ab und schütten hinten die Gipsalpen wieder auf.

CCS ist EINE Möglichkeit nicht vermeidbare CO2 Erzeugung zu kompensieren. Dazu muss das CO2 aufwändig aus der Atmosphäre heraus gefiltert werden. Es gibt meines Wissens keine Anlage zum abtrennen von CO2 (im großen Stil) aus der Atmosphäre. So lange ist es für mich nur eine Ausrede um „nichts zu tun“.
Uns wurde auch über 30 Jahre lang versprochen dass es bald Autos mit 3 Liter Verbrauch oder mit Wasserstoffantrieb gibt.
Wir haben nicht die Zeit genauso lange auf dieses Heilsversprechen zu warten.

Ganz kurz: Es wird nicht zwangsläufig „gebunden“. Es kann auch in Reservoirgesteinen eingepresst werden, bei dem einfach alte Lagerstätten, in welchen Kohlenwasserstoffe seit Millionen von Jahren gefangen waren, genutzt werden.

Übrigens auch sehr sehenswert…

https://www.zdf.de/nachrichten/panorama/planet-e-co2-tresor-100.html

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Dass das deine erste Reaktion auf eine Frage ist, in der offen zugegeben wird, dass man Bedenken hat, aber deshalb fragt, weil man damit rechnet, dass diese ausgeräumt werden können (siehe letzter Satz meiner Frage), schmälert meinen Respekt vor dir.
Um auf deine Vermutung zu antworten: Ich habe Physik studiert, hatte dabei aber wenig Talent für Thermodynamik. Deshalb würde ich mich freuen, hier Nachhilfe zu kriegen.

Zur Sache:
Den Begriff Leck habe ich wahrscheinlich benutzt, weil ich ihn kurz vorher in der Wikipedia in diesem Abschnitt gelesen habe:

Vielleicht weißt du oder jemand anders mehr darüber. Die Gefahr eines plötzlichen Ausgasens im großen Stil und Erstickung steht dort nicht. Deshalb kann ich mir gut vorstellen, dass es gute Gründe gibt, wieso das nicht passieren kann. Aber am liebsten hätte ich da mehr theoretische Erklärung und nicht nur eine Versicherung.

Klingt gut, aber wie bringe ich das mit der Wikipedia-Darstellung überein?

Meine Erstickungsbefürchtung kam als Analogieschluss von dieser Katastrophe:

Die Situation war dort eine andere, da das CO2 im Wasser gespeichert war, das sich natürlich durchmischen kann. Aber genau da hätte ich eben gerne mehr Erklärung, wieso etwas ähnliches bei CCS Speicherstätten nicht passieren kann, etwa bei einem Erdbeben. Nochmal: Ich habe keine Ahnung davon und lasse mich gerne überzeugen.

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Ein anderes Beispiel ist das hier:

Ich schätze, dass auch hier die Form, in der das CO2 vorlag, anders war als in CCS Speichern, aber auch da würde ich mich freuen, wenn jemand, der etwas mehr vom Fach ist, seinen Senf dazu abgibt.

Ich weiß nicht, was die Qnführungsstriche da zu suchen haben. Bei der Speicherung in Form von Carbonatverbindungen wird das CO2 gebunden.

Ja, habe ich. Ich habe im Bereich Lagerstättentechnik geforscht und einen Forschungsantrag zu CCS gestellt. Der wurde sogar genehmigt, aber da war ich nicht mehr an der Uni. Das war vor ca. 10 Jahren.

Ich versuche mich mal an einer Erklärung, aber das ist - wie immer - nicht so einfach. Als erstes gibt es unterschiedliche Speichermöglichkeiten:

  • ehemalige Erdöl- und Erdgaslagerstätten
  • Kohleflöze
  • Aquifere
    Es gab noch die Idee alte Bergwerke oder Kavernen zu nutzen, aber das ist etwas kritisch, da diese nicht langzeitstabil sind.
    Zunächst zu den Lagerstätten. Das sind keine klassischen Tanks oder Hohlräume, sondern Porenspeicher. Der bekannteste Porenspeicher aus dem Alltag ist ein Schwamm. Die Lagerstätten bestehen aus Gestein, aber Gestein mit Poren, wie z. B. Sandstein. Das Porenvolumen ist dabei im Bereich von 10-25%, also jein Viertel bis ein Zehntel des Gesteins ist Speichervolumen. Das hört sich wenig an, aber die Lagerstätten können sich über Quadratkilometer erstrecken und haben dadurch imense Speicherkapazitäten (Rehden in Niedersachsen hat eine Arbeitsgas-Kapazität von 4 Mrd. Kubikmetern). Allein dadurch, dass es ein Porenspeicher ist, kann das Gas somit gar nicht so schnell und einfach entweichen (durch das imense Volumen kann dafür umso länger Gas entweichen).
    Das nächste ist der Druck, denn der ist ziemlich hoch. Wie hoch hängt von der Teufe (=Tiefe unter der Oberfläche) ab. Grundsätzlich enthält der Untergrund Poren, Klüfte oder andere Hohlraumstrukturen und diese sind mit Grundwasser gefüllt, bzw. in größeren Teufen oft auch mit Salzlösungen. Somit herscht in 1.000 m Teufe ein Grundwasserdruck von 10 MPa (100 bar). Gleichzeitig steht auch das Gestein durch die darüberliegenden Gesteinsschichten unter Druck und zwar ca. unter 25 MPa. Heißt, um das Gestein kaputt zu machen, müsste der Druck in diesem Beispiel auf über 25 MPa erhöht werden und zwar so schnell, dass das CO2 nicht schnell genug weg kann (=Fracking). Man muss also auf jeden Fall unter dem Gebirgsdruck bleiben.
    Dazu kommt jetzt noch, dass es im Falle einer ehemaligen Lagerstätte ein dichtes Deckgebirge wie z. B. eine Tonschicht oder eine Salzschicht (oder mehrere) gibt. Diese Schicht war primär dafür verantwortlich, dass das Gas bzw. Öl über Jahrmillionen in dieser Lagerstätte geblieben ist. Ist der Druck in der Lagerstätte unter dem „Grundwasserdruck“, so ist diese dicht. Oft gibt es sogar noch einen kapillaren Sperrdruck, der zusätzlich ein Eindringen von Gas in das wassergefüllte Deckgebirge verhindert und eine Erhöhung des Arbeitsdruckes erlaubt. Einzige Schwachstelle ist, die Bohrung durch das Deckgebirge. Hier können bei unzureichender Ausführung Leckagen entstehen. Diese sind jedoch detektierbar. Dazu kommt, dass man mit Erdgasspeichern bereits über Jahrzehnte sehr viele Erfahrungen gesammelt hat. In Berlin gibt ein z. B. einen Erdgasporenspeicher, der jedoch seit 2017 zurückgebaut wird wie ich gerade erfahren habe: BES | Geologischer Aufbau des Speichers. Dazu kommt, dass Methan im Vergleich zu CO2 tendenziell gefährlicher ist. Von daher sollte CCS in ehemalige Lagerstätten kein Problem sein (trotzdem muss man bei jedem Speicher hingucken und einen Nachweis führen).

Risiken sind aus meiner Sicht: Leckagen, wobei diese eigentlich nur durch die Bohrung entstehen können. Zu überprüfen wäre, ob die Entspannung der Lagerstätte durch die Förderung und das anschließende wieder unter Druck setzen nicht zu Problemen in der Deckschicht führt. Auch das halte ich für eher unwahrscheinlich. Oberflächenbewegungen sind zu erwarten und „normal“ (wird die Lagerstätte unter Druck gesetzt, heben sich die darüberliegenden Gesteinsschichten und damit die Oberfläche). Sofern das nicht lokal passiert, ist das beherrschbar. Schwerer einzuschätzen sind dagegen Erdbeben, die durch die Speicherung ausgelöst werden könnten.Die sind vermutlich nicht groß, aber wenn sie ein Schwelle überschreiten, dann könnte der Schaden gleich sehr groß werden.

Jetzt noch zu den Aquiferspeichern oder Kohleflözen. Diese sehe ich als schwieriger als die ehemaligen Lagerstätten und zwar aus dem Einfachen Grund, weil hier nicht Gas/Öl über Jahrmillionen gespeichert war. Somit weiß man zwar oft aus geologischen Betrachtungen, dass diese und jene Gesteinsschicht dicht ist. Aber der genaue Aufbau des Untergrunds ist nicht bekannt und diesen muss man relativ genau kennen, um zu wissen wo das CO2 bei der Speicherung hingeht. Hier sind auch die Probleme mit dem Monitoring. Denn dieses ist sehr schwer. Direkt geht dies aus meiner Sicht primär über Bohrungen (jede davon eine Leckagemöglichkeit) oder sehr indirekt über Oberflächenhebungen. Wäre von daher aus meiner Sicht die zweite Wahl, wobei der Erdgasspeicher in Berlin ein Aquiferspeicher war. Das geht als prinzipiell auch.

Reicht das erstmal @erg ?

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Moin Thomas-K!

Bitte achte in Zukunft darauf, solche persönlichen, despektierlichen Sprüche unterlassen. Man muss nicht einer Meinung sein, und es ist hier auch nicht jeder Mensch ein Experte im jeweiligen Thema. Sowas kann schnell zu einen persönlichen Konflikt führen.

Danke!

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Hallo Florian,

sehr interessanter Beitrag. Aus dem lese ich heraus, dass es tatsächlich in erster Linie darum geht, das Gas unter Druck in den Speicher zu „blasen“, also physikalisch festzuhalten, und nicht, wie in anderen Beiträgen angeklungen ist, es in Carbonaten chemisch zu binden. Oder sind das einfach zwei verschiedene Methoden, die beide Erfolg versprechen können?

Ja, ich habe viel gelernt. Danke!