Beginn der unterirdischen CO2-Speicherung in Ketzin

Unter Federführung des GFZ wird in Zusammenarbeit mit 18 Partnern aus 9 Ländern europaweit erstmals untersucht, wie CO2 in tief gelegenen – mit Salzwasser gefüllten – porösen Gesteinsschichten eingebracht und gespeichert werden kann.

Eine Injektions- und zwei Beobachtungsbohrungen wurden bis in 800 m Tiefe erfolgreich abgeteuft, mit modernster Sensorik ausgestattet und erfolgreich getestet. Die notwendige Infrastruktur und die Injektionsanlage sind fertiggestellt. Die Sicherheit des Untergrundspeichers wurde durch umfangreiche Gutachten belegt.

Um die Sicherheit der Speicherung zu gewährleisten hat das dafür zuständige Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR) die Aufsuchung, Entwicklung und Untersuchungen zum Speicherstandort Ketzin fachlich und sicherheitstechnisch begleitet sowie die benötigten bergrechtlichen Genehmigungen erteilt. „Für uns als zuständige Behörde mit jahrelanger Erfahrung bei der Genehmigung und Überwachung von Untergrundspeichern ist die Zulassung einer CO2-Speicherung eine interessante Abwechslung, da wir hier zum ersten Mal in Europa die Injektion von CO2 in salinaren Aquiferen für Forschungszwecke zulassen“ sagt Dr. Klaus Freytag der Präsident des LBGR und freut sich darauf, die Freigabe zur Injektion von CO2 am Montag feierlich überreichen zu können.

Mit dieser Pilotanlage entsteht ein „Großlabor“, in dem das Verhalten von CO2 im Untergrund unter realistischen Bedingungen untersucht wird. „Heute dürfen eine sichere Energieversorgung und Umweltaspekte nicht mehr voneinander unabhängig betrachtet werden. Die Speicherung des Treibhausgases CO2 ist dabei eine Option zum Zeitgewinn bei der Entwicklung und Einführung CO2- armer Energietechnologien“ erklärt Professor Dr. Dr. h.c. Reinhard Hüttl, Vorstandsvorsitzender des Deutschen GeoForschungsZentrums. „Mit dem Projekt CO2SINK in Ketzin steht uns ein weltweit einzigartiges Labor zur Verfügung in welchem wir die Speicherung von CO2 im Untergrund und die Wechselwirkungen mit der Geo- und Biosphäre detailliert untersuchen können. Neben der Verminderung von CO2-Emissionen durch CO2-Abtrennung und Speicherung müssen regenerative – auch grundlastfähige – Energieressourcen erschlossen und Adaptionsstrategien entwickelt werden“

Für die Speicherung wird CO2 in Lebensmittelqualität verwendet, welches z.B. in Getränken wie Mineralwässern oder Bier eingesetzt wird.

Ein Labor untertage und Safety First
Die ausgesuchte Gesteinsformation stellt ein natürliches Labor dar, das sich wegen seiner Geologie gut für das geplante Vorhaben eignet. Bereits in 400 Metern Tiefe über einem ehemaligen Erdgasspeicher befindet sich eine undurchlässige Deckschicht. Der vorgesehene CO2-Testspeicher wiederum liegt fast doppelt so tief im Untergrund. Mehrere undurchlässige Schichten überdecken den eigentlichen Speicherhorizont. Für die oberste Barriere ist der praktische Nachweis der Dichtheit durch den Betrieb des ehemaligen Erdgasspeichers Ketzin bereits erbracht.Weitere undurchlässige Deckschichten befinden sich zwischen dem ehemaligen Speicherhorizont und der jetzt für die Injektion vorgesehenen Gesteinsschicht. Damit existiert an diesem Standort ein natürliches geologisches Multibarrierensystem, welches die notwendige Dichtigkeit des Speichers sicherstellt.

In allen drei Bohrungen wurden Bohrkerne gewonnen, welche intensiv untersucht wurden um die Eignung der Gesteinsschichten für die Speicherung sicherzustellen. Die Qualität des Speicherhorizontes und der Abdeckschichten sind für das Forschungsprojekt ideal, da durch die komplexe Struktur des Untergrundes die Auflösung verschiedener Beobachtungstechnologien getestet und verbessert werden kann

Während der zweijährigen Dauer des Experiments findet eine kontinuierliche Überwachung des Areals von der Oberfläche bis in die Tiefe statt. Es werden Mess-Sonden in die Bohrlöcher eingefahren, um die Eigenschaften der Gesteine in den unterschiedlichen Tiefenlagen mit dreidimensionaler seismologischer Erkundung (ähnlich der Ultraschalldiagnostik in der Medizin) zu quantifizieren. Es kommen geoelektrische und thermische Verfahren zum Einsatz, und es werden die Reaktionen des CO2 mit dem Nebengestein in-situ untersucht. Das Verhalten der Kohlensäure und ihre Ausbreitung im Untergrund wurde mithilfe von Computersimulationen prognostiziert. Die Beobachtungen in Ketzin werden auch helfen, diese numerischen Modelle zu verbessern.

Test des geologischen Untergrundspeichers
Die Zeit seit Abschluss der Bohrarbeiten im September 2007 wurde genutzt, um die Speichereigenschaften zu untersuchen und das Funktionieren der Sensorik zu testen. Dabei wurden seismische, geoelektrische, hydraulische, chemische und biologische Beobachtungen durchgeführt und der Zustand vor Beginn der Injektion aufgezeichnet. Damit können Änderungen durch die Speicherung von CO2 qualitativ und quantitativ beobachtet und wichtige Rückschlüsse zur optimalen Überwachung von Speichern gewonnen werden. Alle Untersuchungen bestätigen, dass CO2 im geologischen Aquiferspeicher in Ketzin sicher eingelagert werden kann.

CO2SINK Projektpartner:

Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum, G.E.O.S. Freiberg Ingenieurgesellschaft mbH, Geological Survey of Denmark and Greenland, Mineral and Energy Economic Research Institute, Polish Acad. Sciences, Det Norske Veritas AS, STATOIL Hydro, Shell International Exploration and Production B.V., Shell Deutschland, Institut für Wasserbau, Universität Stuttgart, VIBROMETRIC Oy COSMA, University of Kent, Uppsala University, RWE Power AG, IEA Greenhouse Gas R&D Programme, Vattenfall Europe Generation AG, Verbundnetz Gas AG, Siemens AG Power Generation, E.ON Energie AG, Schlumberger Carbon Services

Das Projekt wird durch die finanzielle Unterstützung durch die Europäische Kommission (FP6), das Bundesministerium für Froschung und Bildung (Geotechnologienprogramm) und das Bundesministerium für Wirtschaft (COORETEC Programm) ermöglicht.