Dekarbonisierung 25.05.2023, 07:00 Uhr

Ein Vulkan könnte die Lösung für die CO2-Speicherung sein

Forschende in Lisabon haben anscheinend den perfekten Speicherort für Kohlenstoffdioxid gefunden: einen Vulkan vor der Küste Portugals. Das CO2 verbindet sich dort mit Gesteinen – es gibt viel mehr Platz, als es Forschende bislang für möglich gehalten haben.

Vulkan

Es gibt viele ehemalige Vulkane vor Küsten. Hier die Ilhéu de Vila Franca do Campo, die aus einem Vulkanschlot besteht.

Foto: panthermedia.net/Rangizzz

Es reicht nicht, CO2-Emissionen einzusparen. Wer den Klimawandel begrenzen will, sollte zusätzlich klimaschädliche Klimagase aus der Atmosphäre ziehen und sie sicher einlagern. Für die Speicherung werden bereits verschiedene Möglichkeiten diskutiert. Jetzt ist eine weitere hinzukommen: Ein Forschungsteam aus Portugal hält einen erloschenen Vulkan für die perfekte Lösung.

Vulkane bieten viel Platz für CO2-Speicherung

Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen haben berechnet, dass zwischen 1,2 und 8,6 Gigatonnen Kohlendioxid in dem Vulkan eingelagert werden könnten. Die Bandbreite der Möglichkeiten ist also enorm, und weitere Forschungen sind ohne Frage unverzichtbar. Erstaunlich sind die Ergebnisse aber schon jetzt. Das zeigt ein Blick auf die Zahlen: Im Jahr 2022 wurden nach Angaben des Global CCS Institute insgesamt 42,6 Megatonnen (0,0426 Gigatonnen) Kohlendioxid durch internationale Bemühungen zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung aus der Atmosphäre entfernt – weltweit.

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Neuer Mechanismus: Forschende ziehen CO2 effizient aus dem Meer

Die neue Studie deutet darauf hin, dass die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung in Unterwasservulkanen vor der Küste eine vielversprechende neue Richtung sein könnte, um das Treibhausgas umweltfreundlich unterzubringen.

„Wir wissen, dass die meisten Länder, darunter auch Portugal, Anstrengungen zur Dekarbonisierung der Wirtschaft und unserer übrigen Aktivitäten unternehmen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass dies eines der Instrumente zur Lösung des Problems sein könnte“, sagt Ricardo Pereira, Geologe an der NOVA School of Science and Technology und Mitautor der Studie.

Elemente verbinden sich mit CO2

Die potenzielle Speicherung von Kohlendioxid in einem erloschenen Vulkan geht auf die sogenannte „In-situ-Mineralkarbonisierung“ zurück. Bei diesem Prozess reagiert Kohlenstoffdioxid mit Elementen in bestimmten Gesteinsarten und bildet in der Folge neue Mineralien, die das CO2 sicher und dauerhaft speichern – Elemente wie Kalzium, Magnesium und Eisen verbinden sich mit Kohlendioxid und bilden die Mineralien Kalzit, Dolomit und Magnesit. Gesteine, die große Mengen an Kalzium, Eisen und Magnesium enthalten, sind daher ideale Kandidaten für diesen Prozess. Das trifft auch auf vulkanische Basalte zu, aus denen der Großteil des Meeresbodens besteht.

Aus diesem Grund wählten die Forscher einen vor der Küste gelegenen Vulkan aus. Die Struktur des Vulkans könnte eine ideale Architektur für die Kohlenstoffinjektion und -speicherung bieten, das Gestein ist für die erwünschten Reaktionen geeignet und der Standort liegt nicht zu dicht an größeren Wohnansiedlungen.

Mineralisierung des Kohlenstoffdioxids für eine sichere Speicherung

Die meisten Projekte zur Kohlendioxidabscheidung beruhen auf der Injektion von Kohlendioxid in poröse Sedimentbecken, die versiegelt sind, um die Migration des Gases aus den Lagerstätten zu verhindern. Der Kohlenstoff beginnt schließlich, Mineralien zu bilden, aber erst nach Jahrzehnten oder Jahrhunderten. Das ist bekannt. Umso überraschender war es für die Fachwelt, dass eine Studie in Island zeigte, dass unterirdisch eingeleiteter Kohlenstoffdioxid innerhalb von nur zwei Jahren mineralisiert war. Mögliche Lecks sind dann kein Thema mehr.

Diese Ergebnisse nahm das portugiesische Team zum Anlass, eine eigene Studie zu starten. Davide Gamboa, Geologe an der Universität von Aveiro und Mitverfasser der Studie, erklärt: „Was die Mineralkarbonisierung wirklich interessant macht, ist die Zeit. Je schneller Kohlenstoffdioxid zu einem Mineral wird, desto sicherer ist die Einlagerung.“

Kohlendioxid unter der Nordsee lagern: Rettung oder Scheinlösung?

Die Forschenden untersuchten das Speicherpotenzial des alten Vulkans Fontanelas, der etwa 100 Kilometer vor der Küste Lissabons teilweise verschüttet ist und dessen Gipfel ungefähr 1.500 Meter unter dem Meeresspiegel liegt.

Viele Vulkane für CO2-Speicherung geeignet

Für ihre Untersuchung verwendeten sie seismische 2D- und 3D-Untersuchungen des unterseeischen Vulkans, die bei der Offshore-Ölförderung angefertigt worden waren, sowie Daten von Proben, die 2008 aus dem Gebiet gebaggert worden waren. Die ausgebaggerten Proben enthielten Karbonatminerale, was darauf hindeutet, dass die für die Speicherung von Kohlenstoff erforderlichen chemischen Reaktionen bereits im Gange waren.

Die Proben wiesen außerdem bis zu 40 Prozent Porenraum auf, also genug Platz für CO2. Zudem fanden sie gering durchlässige Schichten an den Seiten des Vulkans, die dazu beitragen könnten, das Kohlendioxid einzuschließen, bevor es mineralisiert wird. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen schätzen ihre Entdeckung als sehr bedeutungsvoll sei, denn international gäbe es zahlreiche Offshore-Vulkane gibt, die für die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff infrage kämen.

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Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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