CO₂-Speicherung

Voraussetzung für klimaschonendes Kohlekraftwerk mit CO₂-Abtrennung und -Speicherung

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Für das von RWE geplante klimaschonende Kohlekraftwerk wird parallel zur Kraftwerkstechnik die CO₂-Speicherung in ehemaligen Gaslagerstätten und auch in tiefen geologischen Formationen (saline Formationen: Salzwassereinschlüsse in Sedimentgestein) entwickelt und deren Machbarkeit geprüft. Die Entwicklung von Kraftwerk und Speicher sind untrennbar miteinander verbunden. Dabei ist RWE derzeit weltweit eines der wenigen Unternehmen, dass die gesamte Prozesskette – von der Stromerzeugung über den Pipeline-Transport bis zur Speicherung – im großtechnischen Maßstab entwickelt.

Begleitend zur Lösung der technischen Fragen müssen die noch fehlenden Standards, rechtlichen Grundlagen und untergesetzlichen Regelungen für die CO₂-Speicherung geschaffen werden – hier sind insbesondere die Politik und die Behörden gefordert, innovationsfördernde Rahmenbedingungen am Standort Deutschland zu schaffen. Seit dem 23.04.2009 liegt der europäische Rechtsrahmen vor, die sog. CCS-Richtlinie.

Das Gesamtspeichervolumen in Deutschland beziffert die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe auf rund 20 Milliarden Tonnen CO₂ (±8 Milliarden Tonnen). Das heißt: Bei der Annahme jährlicher CO₂-Emissionen der deutschen Energiewirtschaft von rd. 310 Mio. t (Stand 2011) könnten diese Speicherstätten die CO₂-Emissionen des deutschen Kraftwerksparks über einen Zeitraum von über 50 Jahren aufnehmen.

Unser Projektplan für die Entwicklung der CO₂-Speicherung sieht drei Arbeitsphasen vor:

Phase 1:

• Bestandsaufnahme und Vorauswahl (Screening)
• Bewertung und Machbarkeitsstudie (Feasibility) für ausgewählte Standorte

Phase 2:

• Erkundung der Standorte (2D- und 3D-Seismik sowie Explorationsbohrung)
• Auswahl eines geeigneten Speichers
• Durchführen des Genehmigungsverfahrens

Phase 3:

• Ausbau des ausgewählten Speichers durch Abteufen von Speicherbohrungen
• Errichtung der Übertageeinrichtungen
• Anschluss an die CO₂-Klimaschutzpipeline

Speicherstätten aufspüren und betreiben

Weltweit werden mögliche Orte zur CO₂-Speicherung umfangreich untersucht. Es gibt für viele Länder Kataster der geeigneten Speicherregionen. Diese Kataster werden aktuell weiter präzisiert. Als CO₂-Speicher kommen tiefe, Salzwasser-führende Gesteinsschichten (tiefe saline Formationen) sowie ehemalige Erdgas- und ausgeförderte Öllagerstätten in Frage. Solche Speicher gibt es sowohl auf dem Festland (onshore) als auch unter dem Meeresboden (offshore). Europäische Forschungsprojekte wie die Vorhaben „CASTOR“, „CO₂GeoCapacity“, „CO₂GeoNet“, „CENS“ oder „ECCO“ haben die verschiedenen Möglichkeiten untersucht. Das Projekt „CO₂EuroPipe“ untersuchte mit RWE-Beteiligung die infrastrukturelle Verbindung der CO₂-Quellen mit den Speichern über ein Transportnetz. Inzwischen können wir auf sehr viele Daten und Informationen zurückgreifen. In Europa wird CO₂ bereits an einer Reihe von Standorten in tiefliegende Speicherformationen injiziert. Dieses sind zum Beispiel eine Erdgaslagerstätte in der Konzession K12-B in der niederländischen Nordsee, das Sleipner-Feld in der norwegischen Nordsee und mit RWE-Beteiligung das Snøhvit-Projekt in der Barentssee. Bei letzterem werden bis zu 700.000 t CO₂ pro Jahr eingespeichert. Dort wie auch im Sleipner-Feld wird mit einem umfassenden Monitoring die kontinuierliche CO₂-Speicherung überwacht.

Erfolgreiche CO₂-Speicherung in Deutschland

Ketzin in Brandenburg, direkt vor den Toren Berlins. Wer durch die Straßen der 4.000-Seelen-Ortschaft fährt, wird es nicht ahnen: Für RWE und große Teile der internationalen Energiewirtschaft ist Ketzin jetzt und in den nächsten Jahren ein besonders interessanter Flecken auf dem Globus. Genauer gesagt: das Gestein unter Ketzin. In 660 Metern Tiefe gibt es nämlich unzählige Poren im Schilfsandstein, die heute dazu genutzt werden, das CO₂ dauerhaft einzuspeichern. In Ketzin wurden bis Anfang 2012 gut 57.000 Tonnen CO₂ eingespeichert. Das entspricht etwa dem CO₂-Ausstoß von 30.000 Autos in einem Jahr.

Tests in der Tiefe

Im europäischen Gemeinschaftsprojekt „CO₂SINK“ (2004-2010) wurde mit RWE-Hilfe in Ketzin die wissenschaftliche CO₂-Speicherung bereits begonnen. Im Nachfolgeprojekt „CO₂MAN“* gilt es herauszufinden, wie sich das Klimagas sicher und im großen Stil in tiefe Gesteinsformationen injizieren lässt. Denn wenn das Konzept vom klimaschonenden Kraftwerk Realität werden soll, führt kein Weg an der Einspeicherung von Kohlendioxid in die Erde vorbei. Die CO₂-Forschung in Ketzin vergrößert das Wissen über die theoretischen Grundlagen und praktischen Verfahren zur unterirdischen CO₂-Speicherung auf dem Festland in salzwasserführenden Gesteinsschichten. Dies reduziert die CO₂-Emissionen in die Atmosphäre und kann eine Vertrauensbasis für zukünftige Vorhaben zur geologischen CO₂-Speicherung schaffen. Deshalb werden mit RWE-Unterstützung seit Juni 2008 bis zu 74 Tonnen CO₂ am Tag in die Tiefe befördert. Das injizierte CO₂ hat im Wesentlichen Lebensmittel-Qualität, wie sie auch für die Verwendung in Getränken üblich ist. Im Mai und Juni 2011 wurden über 1.500 Tonnen an CO₂ aus dem Braunkohlekraftwerk Schwarze Pumpe (Lausitz) in Ketzin eingespeichert. Messgeräte verfolgen die unterirdische CO₂-Verteilung und liefern wertvolle Hinweise über das Ausbreitungsverhalten des Kohlendioxids. So konnte und kann im laufenden Projekt „CO2MAN“* bewiesen werden, dass die Einspeicherung von CO₂ aus Kraftwerken in Deutschland sicher möglich ist.

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_{* Das BMBF-Projekt CO2MAN wird durch das GFZ in Potsdam koordiniert. Als weitere Partner vertreten sind RWE, VNG, Vattenfall, Statoil, Voestalpine, OMV, Dillinger Hütte, Saarstahl, das UFZ Leipzig sowie die Universitäten in Stuttgart, Jena, Erlangen-Nürnberg und Leipzig.}