Title: Anlage 1 Kriterien für die Charakterisierung und Bewertung der potenziellen Kohlendioxidspeicher und der potenziellen Speicherkomplexe sowie ihrer Umgebung

Description:
Gesetz zur Demonstration der dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid (KSpG)
Kapitel 7 - Schlussbestimmungen
Anlage 1 Kriterien für die Charakterisierung und Bewertung der potenziellen Kohlendioxidspeicher und der potenziellen Speicherkomplexe sowie ihrer Umgebung

Paragraph: 46

Content:
Gesetz zur Demonstration der dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid (KSpG)
Kapitel 7 - Schlussbestimmungen
Anlage 1 Kriterien für die Charakterisierung und Bewertung der potenziellen Kohlendioxidspeicher und der potenziellen Speicherkomplexe sowie ihrer Umgebung

(Fundstelle: BGBl. I 2012, 1746 - 1748)

Die Charakterisierung und Bewertung von potenziellen
Kohlendioxidspeichern und potenziellen Speicherkomplexen wird in drei
Stufen nach zum Zeitpunkt der Bewertung bewährten Verfahren und nach
den folgenden Kriterien vorgenommen. Abweichungen von einem oder
mehreren dieser Kriterien können von der zuständigen Behörde genehmigt
werden, sofern der Betreiber nachgewiesen hat, dass dadurch die
Aussagekraft der Charakterisierung und Bewertung in Bezug auf die
Auswahlentscheidungen nach § 7 Absatz 3 nicht beeinträchtigt wird.

1.  Datenerhebung (Stufe 1)

1.1 Es sind die erforderlichen Daten zu erheben, um für den
    Kohlendioxidspeicher und den Speicherkomplex ein volumetrisches und
    statisches dreidimensionales Erdmodell (3-D-Erdmodell) zu erstellen,
    welches das Deckgestein und die umgebenden Gesteinsschichten
    einschließlich der hydraulisch verbundenen Gebiete umfasst. Dieses
    Datenmaterial muss mindestens die folgenden Daten zur spezifischen
    Charakteristik des Speicherkomplexes einschließen:

    a)  Geologie und Geophysik;

    b)  Hydrogeologie, insbesondere nutzbares Grundwasser;

    c)  Speichereigenschaften und vorgesehene Art und Weise der
        ingenieurtechnischen Speichererschließung, einschließlich
        volumetrischer Berechnungen des Porenvolumens für die
        Kohlendioxidinjektion und der endgültigen Speicherkapazität;

    d)  Geochemie (Lösungsgeschwindigkeit, Mineralisierungsgeschwindigkeit);

    e)  Geomechanik und weitere Gesteinseigenschaften (Durchlässigkeit, Riss-
        und Sperrdrücke);

    f)  Seismik;

    g)  Vorhandensein und Zustand natürlicher und anthropogener Wege,
        einschließlich Brunnen und Bohrlöcher, die als mögliche Leckagewege
        dienen könnten.

1.2 Die folgenden Merkmale der Umgebung des Speicherkomplexes sind zu
    dokumentieren:

    a)  den Speicherkomplex umgebende Gesteinsschichten, die durch die
        Speicherung von Kohlendioxid in dem Kohlendioxidspeicher
        beeinträchtigt werden könnten;

    b)  Bevölkerungsverteilung, Topografie und Infrastrukturen in dem Gebiet
        über dem Kohlendioxidspeicher;

    c)  Nähe zu wertvollen Umweltgütern und Rohstoffen, insbesondere zu
        Gebieten, die nach den §§ 22 und 57 Absatz 2 des
        Bundesnaturschutzgesetzes zu geschützten Teilen von Natur und
        Landschaft erklärt wurden, sowie zu Natura-2000-Gebieten, zu
        Trinkwasserschutzgebieten, zu für die Trink- und Thermalwassernutzung
        geeignetem Grundwasser und zu Kohlenwasserstoffen;

    d)  Tätigkeiten im Umfeld des Speicherkomplexes und mögliche
        Wechselwirkungen der Kohlendioxidspeicherung mit diesen Tätigkeiten,
        beispielsweise Exploration, Produktion und Untergrundspeicherung von
        Kohlenwasserstoffen, potenzielle geothermische Nutzung von
        Gesteinsschichten und Nutzung von Grundwasservorkommen;

    e)  Entfernung zu den potenziellen industriellen Kohlendioxidquellen,
        einschließlich Schätzungen der Gesamtmenge an Kohlendioxid, die
        potenziell unter wirtschaftlich tragbaren Bedingungen für die
        Speicherung verfügbar ist, sowie die Verfügbarkeit angemessener
        Transportnetze.

2.  Erstellung eines 3-D-Erdmodells (Stufe 2)

    Mit den in Stufe 1 erhobenen Daten wird mit Hilfe von
    computergestützten Reservoirsimulatoren ein 3-D-Erdmodell des
    geplanten Speicherkomplexes oder eine Reihe solcher Modelle erstellt.
    Dieses Modell oder diese Modelle umfassen auch das Deckgestein und die
    hydraulisch verbundenen Gebiete mit den entsprechenden Fluiden. Die
    3-D-Erdmodelle charakterisieren den Speicherkomplex in Bezug auf

    a)  die strukturgeologischen Verhältnisse und die Rückhaltemechanismen;

    b)  geomechanische, geochemische und strömungstechnische Eigenschaften des
        Reservoirs und der Gesteinsschichten, die über dem
        Kohlendioxidspeicher liegen und diesen umgeben (Deckgestein,
        abdichtende und durchlässige Gesteine, geologische Barriere);

    c)  Bruchsysteme und das Vorhandensein anthropogener Pfade;

    d)  die räumliche Ausdehnung des Speicherkomplexes;

    e)  das Porenraumvolumen einschließlich Porositätsverteilung;

    f)  die Zusammensetzung und Eigenschaften vorhandener Formationsfluide;

    g)  jedes andere relevante Merkmal.

    Zur Bewertung der Unsicherheit, mit der jeder zur Modellierung
    herangezogene Parameter behaftet ist, werden für jeden Parameter eine
    Reihe von Szenarien aufgestellt und die geeigneten Vertrauensgrenzen
    ermittelt. Außerdem wird bewertet, inwiefern das Modell selbst mit
    Unsicherheit behaftet ist.

3.  Charakterisierung des dynamischen Speicherverhaltens,
    Charakterisierung der Sensibilität, Risikobewertung (Stufe 3)

    Die Charakterisierungen und Bewertungen stützen sich auf eine
    dynamische Modellierung. Diese umfasst mehrere Zeitschrittsimulationen
    der Injektion von Kohlendioxid in den Kohlendioxidspeicher. Basis der
    dynamischen Modellierung sind die in Stufe 2 erstellten 3-D-Erdmodelle
    des Speicherkomplexes.

3.1 Charakterisierung des dynamischen Speicherverhaltens (Stufe 3.1)

3.1.1 Es sind mindestens folgende Faktoren zu beachten:

    a)  mögliche Injektionsraten und Eigenschaften des Kohlendioxidstroms;

    b)  die Wirksamkeit von gekoppelter Verfahrensmodellierung, also die Art
        und Weise, wie mehrere Einzelwirkungen in dem Simulator oder den
        Simulatoren miteinander gekoppelt sind;

    c)  reaktive Prozesse, also die Art und Weise, wie im Modell Reaktionen
        des injizierten Kohlendioxids mit den an Ort und Stelle vorhandenen
        Mineralen berücksichtigt werden;

    d)  der verwendete Reservoirsimulator (multiple Simulationen können
        erforderlich sein, um bestimmte Ergebnisse zu bestätigen);

    e)  kurz- und langfristige Simulationen, um den Verbleib des Kohlendioxids
        und dessen Verhalten, einschließlich seiner Lösungsgeschwindigkeit in
        Wasser und der verdrängten Formationsfluide, über Jahrzehnte,
        Jahrhunderte und Jahrtausende zu ermitteln.

3.1.2 Die dynamische Modellierung liefert Erkenntnisse über

    a)  Druck und Temperatur in der Speicherformation als Funktion der
        Injektionsrate und der gespeicherten Menge an Kohlendioxid im
        Zeitablauf;

    b)  die räumliche und vertikale Verbreitung des Kohlendioxids im Lauf der
        Zeit;

    c)  das Verhalten des Kohlendioxids im Kohlendioxidspeicher einschließlich
        des durch Druck und Temperatur bedingten Phasenverhaltens;

    d)  die Kohlendioxidrückhaltemechanismen und Kohlendioxidrückhalteraten
        einschließlich seitlicher und vertikaler Abdichtungen und Barrieren
        sowie möglicher Überlaufpunkte;

    e)  sekundäre Kohlendioxideinschlusssysteme in dem Speicherkomplex und
        dessen Umgebung;

    f)  Speicherkapazität und Druckgradienten in dem Kohlendioxidspeicher;

    g)  das Risiko der Bildung von Rissen im Kohlendioxidspeicher und im
        Speicherkomplex, insbesondere in den abdichtenden Gesteinsschichten;

    h)  das Risiko des Eintritts von Kohlendioxid in die abdichtenden
        Deckgesteine;

    i)  das Risiko von Leckagen aus dem Kohlendioxidspeicher, beispielsweise
        durch unsachgemäß stillgelegte oder unsachgemäß abgedichtete
        Bohrlöcher;

    j)  die möglichen Kohlendioxidmigrationsraten;

    k)  Rissverschlusswahrscheinlichkeit und Rissverschlussgeschwindigkeit;

    l)  mögliche Veränderungen der chemischen Zusammensetzung der im
        Kohlendioxidspeicher enthaltenen Formationswässer und chemische
        Reaktionen, beispielsweise Änderung des pH-Werts oder Mineralisierung,
        sowie Einbeziehung der Veränderungen und Reaktionen in die reaktive
        Modellierung zur Folgenabschätzung insbesondere in Bezug auf die
        Sicherheit von Bohrlochverschlüssen;

    m)  Verdrängung der ursprünglich vorhandenen Formationsfluide;

    n)  mögliche verstärkte seismische Aktivität und mögliche Hebungen der
        darüberliegenden geologischen Schichten und der Oberfläche.

3.2 Charakterisierung der Sensibilität (Stufe 3.2)

    Durch multiple Simulationen wird ermittelt, wie sensibel die Bewertung
    auf unterschiedliche Annahmen bei bestimmten Parametern reagiert. Die
    Simulationen stützen sich auf verschiedene Parameterwerte in dem
    3-D-Erdmodell                    oder in den 3-D-Erdmodellen und
    unterschiedliche Ratenfunktionen und Annahmen bei der dynamischen
    Modellierung. Eine signifikante Sensibilität wird bei der
    Risikobewertung berücksichtigt.

3.3 Risikobewertung (Stufe 3.3)

    Die Risikobewertung umfasst unter anderem Folgendes:

3.3.1 Charakterisierung der Gefahren

    Die Gefahren werden charakterisiert, indem das Potenzial des
    Speicherkomplexes für Leckagen durch die vorstehend beschriebene
    dynamische Modellierung und die Charakterisierung der Sicherheit
    bestimmt wird. Dabei werden unter anderem folgende Aspekte
    berücksichtigt:

    a)  potenzielle Leckagewege;

    b)  der potenzielle Umfang von möglichen Leckagen bei ermittelten
        Leckagewegen (Strömungsraten);

    c)  kritische Parameter, die das Leckagepotenzial beeinflussen,
        beispielsweise maximaler Druck im Kohlendioxidspeicher, maximale
        Injektionsrate, Temperatur, Sensibilität für unterschiedliche Annahmen
        in dem 3-D-Erdmodell oder in den 3-D-Erdmodellen, Qualität der
        geologischen Barriere;

    d)  Sekundärwirkungen der Kohlendioxidspeicherung einschließlich der
        Verdrängung von Formationswässern und der Bildung neuer Stoffe durch
        die Kohlendioxidspeicherung im Speicherkomplex;

    e)  Risiken für das nutzbare Grundwasser, insbesondere für die
        Trinkwasservorkommen;

    f)  jeder andere Faktor, von dem eine Gefahr für die Gesundheit des
        Menschen oder für die Umwelt ausgehen könnte, beispielsweise durch
        anthropogene Eingriffe und mögliche Rückwirkungen auf die Umgebung.

    Die Risikocharakterisierung schließt die gesamte Bandbreite
    potenzieller Betriebsbedingungen ein, so dass die Sicherheit des
    Speicherkomplexes getestet und beurteilt werden kann.

3.3.2 Bewertung der Gefährdung

    Die Gefährdung wird bewertet ausgehend von den Umweltmerkmalen sowie
    der Verteilung und den Aktivitäten der über dem Speicherkomplex
    lebenden Bevölkerung sowie vom möglichen Verhalten und Verbleib von
    Kohlendioxid, das über die nach Nummer 3.3.1 ermittelten potenziellen
    Leckagewege austritt.

3.3.3 Folgenabschätzung

    Die Folgen werden abgeschätzt ausgehend von der Sensibilität
    bestimmter Arten, Gemeinschaften oder Lebensräume im Zusammenhang mit
    den nach Nummer 3.3.1 ermittelten möglichen Leckagen. Gegebenenfalls
    schließt dies die Folgen der Einwirkung höherer
    Kohlendioxidkonzentrationen auf die Biosphäre, einschließlich Böden,
    Meeressedimente und Meeresgewässer, mit ein, beispielsweise
    Sauerstoffmangel und verringerter pH-Wert des Wassers. Die
    Folgenabschätzung umfasst darüber hinaus eine Bewertung der
    Auswirkungen anderer Stoffe, die bei Leckagen aus dem Speicherkomplex
    austreten können (im Injektionsstrom enthaltene Verunreinigungen oder
    im Zuge der Kohlendioxidspeicherung entstandene neue Stoffe). Diese
    Auswirkungen werden im Hinblick auf verschiedene zeitliche und
    räumliche Größenordnungen und in Verbindung mit Leckagen von
    unterschiedlichem Umfang betrachtet.

3.3.4 Risikocharakterisierung

    Die Risikocharakterisierung besteht aus einer Bewertung der kurz- und
    langfristigen Sicherheit des Kohlendioxidspeichers, einschließlich
    einer Bewertung des Leckagerisikos unter den vorgeschlagenen
    Nutzungsbedingungen, und der schlimmsten möglichen Umwelt- und
    Gesundheitsfolgen. Die Risikocharakterisierung stützt sich auf eine
    Bewertung der Gefahren und der Gefährdung und auf eine
    Folgenabschätzung. Sie umfasst eine Bewertung der
    Unsicherheitsquellen, die während der einzelnen Stufen der
    Charakterisierung und Bewertung des Kohlendioxidspeichers ermittelt
    wurden, sowie, im Rahmen des Möglichen, eine Darstellung der
    Möglichkeiten zur Verringerung der Unsicherheit.

(zu § 17 Absatz 2 Satz 2 und § 20 Absatz 1 Satz 1 und Absatz 2 Satz 1)

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