Klima 07.05.2004, 18:30 Uhr

Kohleflöze sollen Kohlendioxid auf Dauer speichern

VDI nachrichten, Kattowitz, 7. 5. 04 -Um die Klimaveränderung abzuschwächen, soll die Menschheit weniger Kohlendioxid erzeugen. Dies ist ein teures Unterfangen. Denn Prozessinnovationen, damit immer weniger von dem Treibhausgas entsteht, kosten schließlich Geld. Eine Alternative wäre die CO2-Deponierung unter Tage. Im oberschlesischen Kohlerevier beginnt in wenigen Tagen das europäische Forschungsprojekt Recopol mit der versuchsweisen CO2-Einlagerung in nicht abbaufähige Kohleflöze.

Die heiße Phase des Recopol-Projektes in Kaniow nahe Kattowitz hat begonnen. Mit dem Experiment soll untersucht werden, wie viel Kohlendioxid man dauerhaft in Kohleflözen speichern und damit buchstäblich für Jahrhunderte oder Jahrtausende begraben kann. „Kohle hat eine sehr große innere Oberfläche, an die sich Gase anlagern können“, erklärt Bernhard Krooss vom Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen, „und weil diese Oberfläche so groß ist, ist auch die Gasspeicherkapazität von Kohle unter allen geologischen Materialien am höchsten.“ Das natürlich vorkommende Erdgas ist ein Beleg für diese Gasspeicherfähigkeit von Kohle. Mit Recopol wird erkundet, inwieweit man das Erdgas durch das von Menschen verursachte Treibhausgas Kohlendioxid ersetzen kann. Das verdrängte Methan kann überdies aufgefangen und als Erdgas vermarktet werden. In wenigen Tagen werden die Ingenieure mit dem Einleiten des Gases in nicht abbaufähige Flöze beginnen.
Unter Klimaexperten und Umweltschützern gilt Kohlendioxid als die entscheidende Triebfeder des menschgemachten Treibhauseffektes. Knapp 24 Gigatonnen Kohlendioxid (24 x 1012 kg CO2) blies der Mensch nach Angaben der Internationalen Energieagentur 2001 aus Schornsteinen, Auspuffen und Kaminen in die Luft. Die Verringerung dieser Menge ist daher Hauptziel aller Klimaschutzvereinbarungen seit Rio de Janeiro. Die Europäische Union soll nach dem derzeit verbindlichen Kyoto-Protokoll ihren CO2-Ausstoß bis 2012 auf 92 % des Niveaus von 1990 senken, Deutschland muss gar 21 % unter diesem Richtwert bleiben.
Der Streit um den Handel mit Emissionszertifikaten in den vergangenen Wochen hat jedoch eines gezeigt: Mit ständigen Effizienzsteigerungen bei den Hauptverursachern Energieerzeugung oder Grundstoffindustrie sind diese Ziele vielleicht technisch erreichbar, wirtschaftlich ist das jedoch kaum noch darstellbar. Um so interessanter könnten CO2-Deponiemöglichkeiten werden, wie sie jetzt in Oberschlesien getestet werden.
Auf weltweit immerhin 20 Gigatonnen CO2 schätzen die Experten das Speicherpotenzial von nicht abbaufähigen Kohleflözen. Das ist zwar ziemlich gering, wenn man es mit der Kapazität der ebenfalls als Deponien in Frage kommenden leer gepumpten Erdölfelder oder tief liegenden Salzwasservorkommen vergleicht, deren Potenzial mit 930 Gigatonnen bzw. 400 Gigatonnen bis 10 000 Gigatonnen angegeben wird. Dennoch könnte damit zumindest mittelfristig der Ausstoß des Treibhausgases verringert werden. „Das Verfahren dürfte sich rechnen, wenn man am CO2-Zertifikathandel teilnimmt und gleichzeitig das aus den Flözen verdrängte Methan vermarktet“, schätzt Recopol-Projektleiter Henk Pagnier vom Niederländischen Geologischen Dienst. Als Abnehmer kämen vor allem Anlagen mit hoher CO2-Produktion in Betracht, etwa Kraft- oder Zementwerke, die das Gas im Idealfall direkt einleiten.
Begonnen werden soll mit dem Einspeisen von 7 t Kohlendioxyd pro Tag, die maximale Leistung während des Versuches soll 13 t CO2 pro Tag betragen. Für den Versuch wird verflüssigtes Kohlendioxid genutzt, das erst erhitzt werden muss, damit es gasförmig wird. In einer Druckleitung von 100 bar wird das Gas dann eingespeist. Wenn es am Kohleflöz in 1000 m Tiefe eingespeist wird, ist der Druck auf rund 180 bar angestiegen. So wird das CO2 dann in die Kohleschichten gepresst, während auf der anderen Seite das in den Flözen gespeicherte Grubengas durch eine Förderbohrung nach oben dringt.
Voraussetzung ist allerdings, dass das Verfahren auch funktioniert. Und da gibt es einen gewichtigen Knackpunkt, der untersucht werden soll. Bereits abgeschlossene Deponierungsversuche in nordamerikanischen Kohleflözen haben eine unangenehme Eigenschaft der dortigen Kohle enthüllt: Sie quillt bei der CO2-Injektion auf, so dass kaum noch Gas eingespritzt werden kann. „Wir haben teilweise auch in unseren Laborexperimenten beobachtet, dass das Volumen der Kohle zunimmt, wenn man sie mit CO2 beaufschlagt. Das hat natürlich negative Auswirkungen auf ihre Durchlässigkeit“, erklärt Bernhard Krooss. Noch wissen die Experten weder, woran das liegt, noch, ob es bei jeder Kohle so ist. „Wir werden das schnell bei den Injektionsversuchen in Kaniow feststellen“, meint Pagnier.
Überdies gibt es große Kapazitätsunterschiede zwischen den verschiedenen Kohlesorten. Krooss: „Wir haben Kohlen gefunden, bei denen die Speicherkapazität von CO2 im Vergleich zum Methan nur etwa um den Faktor 1,3 höher lag. Wir haben aber auch andere Kohlen gefunden, wo das CO2-Speicherverhältnis im Vergleich zum Methan 3:1 war.“ Steinkohle hat demnach eine geringere Kapazität als Braunkohle. In Kaniow steht unreifere Kohle an, die eher im Braunkohlespektrum liegt, und somit ein Speicherverhältnis von 2:1 hat. Mit den Versuchen in Oberschlesien will das Recopol-Konsortium Erkenntnisse über die Eignung anderer europäischer Kohlen gewinnen. „Die Vorkommen sind typisch für andere Reviere in den Niederlanden, Deutschland oder Frankreich“, erklärt Pagnier. HOLGER KROKER

Ein Beitrag von:

  • Holger Kroker

Themen im Artikel

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE-Firmenlogo
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE Abteilungsleiter*in für die Regelung und Dynamik von Energiesystemen Kassel
halm. elektronik gmbh-Firmenlogo
halm. elektronik gmbh Projektingenieur (m/w/d) Solarenergie-Messtechnik Frankfurt am Main
Emscher Lippe Energie GmbH-Firmenlogo
Emscher Lippe Energie GmbH Ingenieur als Teamleiter im Projektmanagement für Energiesysteme / Versorgungstechnik (m/w/d) Gelsenkirchen
WOLF GmbH-Firmenlogo
WOLF GmbH Entwicklungsingenieur (m/w/d) für Klimatechnik Mainburg
Sprecher Automation Deutschland GmbH-Firmenlogo
Sprecher Automation Deutschland GmbH Projektleiter:in Elektrotechnik (m/w/d) Raum Hamburg (Home-Office)
Huber SE-Firmenlogo
Huber SE Produktmanager (m/w/d) Mechanische Reinigung Berching (zwischen Nürnberg und Ingolstadt)
Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG-Firmenlogo
Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG Ingenieur (m/d/w) der Fachrichtung Versorgungstechnik Mainz
TotalEnergies-Firmenlogo
TotalEnergies Renewable Explorer (m/w/d) Berlin
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.-Firmenlogo
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Versorgungsingenieurin oder Versorgungsingenieur (w/m/d) Fachliche Leitung des Fachgebiets Versorgungstechnik Köln
Ökotec Energiemanagement GmbH-Firmenlogo
Ökotec Energiemanagement GmbH Ingenieur/-in als Software Consultant für Energieeffizienz (w/m/d) Berlin

Alle Energie & Umwelt Jobs

Top 5 Umwelt

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.