Umwandlung in Karbonat 14.06.2016, 07:13 Uhr

Vulkangestein speichert klimaschädliches CO2 in fester Form

Wohin mit klimaschädlichem CO2? Ab in vulkangesteinhaltigen Untergrund, sind Forscher aus England überzeugt. Dort wird das Klimagas nämlich kurzerhand zu Karbonat. Wie das funktioniert, lesen Sie hier. 

Forscherin Sandra Snaebjornsdottir zeigt einen Basaltstein, in dem CO<custom name="sub">2</custom> zu Karbonat (weiß) mineralisiert ist. Die Umwandlung dauert weniger als zwei Jahre, nicht wie bislang angenommen hunderte bis tausende von Jahren. 

Forscherin Sandra Snaebjornsdottir zeigt einen Basaltstein, in dem CO2 zu Karbonat (weiß) mineralisiert ist. Die Umwandlung dauert weniger als zwei Jahre, nicht wie bislang angenommen hunderte bis tausende von Jahren. 

Foto: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory

Juerg Matter, Professor für Geoengineering an der Universität Southampton, will mit seiner neuen Methode die risikolose Speicherung großer Mengen CO2 in fester Form tief in der Erde ermöglichen. „Mit dieser Methode haben wir die ultimativen Dauerspeicher ­– wir machen sie einfach wieder zu Stein.“ Wie das funktioniert, haben Matter und seine Kollegen in einem Versuch in Hellisheidi auf Island gezeigt.

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Die Forscher pumpten 250 t in Wasser gelöstes CO2 bis zu 800 m tief in das Basaltgestein des Untergrunds. In den Folgemonaten entnahmen sie aus acht Böhrlöchern Wasserproben, um zu sehen, wie viel Gas noch im Umlauf war. Und siehe da: Die CO2-Indikatoren waren schon nach einigen Monaten deutlich abgesunken. Doch nicht nur das.

CO2 wird in weniger als zwei Jahren zu Karbonat

An der Zusammensetzung erkannten die Forscher, dass es zur Umwandlung in Karbonat gekommen sein muss. Einen weiteren Beweis dafür lieferten Bohrkerne, die zeigten, dass weiße Adern aus Karbonatgestein den poröse Basalt aus der Tiefe durchzogen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass zwischen 95 und 98 % des injizierten Kohlendioxids in weniger als zwei Jahren mineralisiert wurde – das ist erstaunlich schnell“, erklärte Matter dem Fachmagazin Science.

In Hellisheidi auf Island haben Forscher der Universität Southampton CO2 in fester Form im Boden eingelagert.

In Hellisheidi auf Island haben Forscher der Universität Southampton CO2 in fester Form im Boden eingelagert.

Quelle: Juerg Matter/Universität Southampton

Bislang gingen Experten davon aus, dass diese Umwandlung hunderte bis tausende von Jahren dauert und damit als Klimaschutzmethode sinnlos ist. Warum ging es im Basalt so schnell? Vermutlich, weil dessen feine Kanäle das Wasser gefangen halten, und es sich dadurch schneller mit Spurenelementen anreichert, die für die Mineralisation nötig sind.

„Das bedeutet, dass wir große Mengen von CO2 in den Untergrund pumpen und es dort über sehr lange Zeit sicher lagern können“, sagt Koautor Martin Stute von der Columbia University. Die Methode ließe sich überall dort einsetzen, wo es Basalt im Untergrund gibt. „Basalt ist eines der häufigsten Gesteine der Erde“, sagt Matter. Zu finden ist es beispielsweise überall auf der Erde in ehemals vulkanischen Gebieten. Allerdings braucht der Prozess eine Menge Wasser: 25 t pro Tonne CO2.

CO2-Lagerstätten wären vergleichsweise sicher

Die Erkenntnisse könnten Entwicklern sogenannter Carbon-Capture-and-Storage (CCS) Anlagen zugute kommen, die an Kraftwerken oder Industrieanlagen Kohlendioxid abscheiden und in tief liegenden Gesteinsschichten speichern – beispielsweise in ehemaligen Öl- oder Gaslagerstätten.

Weiße Adern aus Karbonatgestein durchziehen der porösen Basalt aus der Tiefe. 

Weiße Adern aus Karbonatgestein durchziehen der porösen Basalt aus der Tiefe. 

Quelle: Annette K. Mortensen/Orkuveita Reykjavikur

Nach überwiegender Meinung von Klimawissenschaftlern sind CSS-Technologien eine wichtige Klimaschutzsäule, um die hohen CO2-Emissionsminderungsziele von 85 bis 90 % bis zum Jahre 2050 in den Industrienationen zu erreichen, schreibt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Die Umwandlung zu Karbonat scheint dabei eine vergleichsweise sicherer Methode. Denn sie birgt nicht das Risiko von Lecks, durch die CO2 wieder ausströmen könnte.

Aber es gibt noch eine gute andere Idee, was man mit CO2 anfangen kann. Forscher haben ein Verfahren entwickelt, wie man aus Kohlendioxid Kraftstoff herstellen kann. Auch nicht schlecht ist die Idee, CO2 als Wachstumsförderer in Gewächshäusern einzusetzen.

Ein Beitrag von:

  • Patrick Schroeder

    Patrick Schroeder arbeitet als freiberuflicher Journalist für Zeitschriften und Onlinemagazine wie die VDI Nachrichten und Ingenieur.de.

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