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Um die ambitionierten UN-Klimaziele zu erreichen, genügt es nicht, lediglich den Ausstoss von Treibhausgasen zu vermindern. Eine ergänzende Option besteht darin, CO2 direkt aus industrieller Produktion oder aus der Atmosphäre abzuscheiden und dauerhaft im tiefen Untergrund zu speichern. Sogenannte negative Emissionen lassen sich jedoch nur erreichen, wenn das abgeschiedene CO2 für Jahrhunderte sicher gelagert bleibt. Einmal ins Reservoir injiziert, könnte das CO2 auf zwei Arten wieder entweichen: Durch bestehende Bohrungen, oder durch bestehende Störzonen im Deckgestein. Ein intaktes Deckgestein ist wichtig, um das Reservoir abzudichten. Störzonen im Deckgestein, die durch die Injektion aktiviert werden könnten, beeinflussen nicht nur, wie gut das CO2 langfristig zurückgehalten wird. Sie sind auch die Stelle, an der Erdbeben stattfinden können.
Derzeit werden die physikalischen und chemischen Prozesse nicht vollständig verstanden, die beeinflussen, ob und wie CO2 durch Störzonen entweicht. Ebenfalls unklar ist, welchen Einfluss CO2-Injektionen auf Verformungen des Gesteins und chemische Interaktionen haben, die Erdbeben auslösen können. Zudem weiss man erst wenig über die spezifischen Bedingungen im Schweizer Untergrund. Dies macht es derzeit schwierig zu beurteilen, in welchem Umfang unterirdische CO2-Speicherung hierzulande eine Option sein könnte. Aus diesen Gründen führen Wissenschaftler des Schweizerischen Erdbebendienstes an der ETH Zürich und des SCCER-SoE ein Experiment durch, für das sie mit dem Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik und dem Institut für Geophysik der ETH Zürich sowie der Swisstopo und der EPFL zusammenarbeiten. Das im Felslabor Mont Terri durchgeführte Experiment ist Teil des ELEGANCY-Projekts, welches von der EU-Kommission und dem Bundesamt für Energie finanziert wird.
Die Wissenschaftler untersuchen, wie sich CO2 in geklüftetem Fels bewegt, unter welchen Bedingungen induzierte Seismizität auftritt und wie ein solches Reservoir am besten überwacht werden soll. Dazu werden sie kleine Mengen von CO2-angereichertem Salzwasser in ein Bohrloch injizieren, das eine kleine Störzone durchstösst. Um herauszufinden, wie der zerklüftete Fels in dieser Störzone auf das CO2 reagiert, werden sie die Stabilität des Felsens beobachten und untersuchen wie Scherverschiebungen, Porendruck und Fliesswege zusammenhängen. Aktive und passive seismische Sensoren werden Veränderungen der seismischen Geschwindigkeiten nahe der Injektion überwachen und mögliche Mikroerdbeben mit Magnituden von unter Null erfassen.
Im Unterschied zu einem operationellen, grossen CO2-Speicherungsprojekt untersucht dieses Experiment die relevanten Prozesse nur mit kleinen Mengen an CO2-angereichertem Salzwasser. Nichtsdestotrotz werden die gewonnenen Erkenntnisse dazu beitragen, die relevanten Prozesse besser zu verstehen, welche die Bewegungen des CO2 durch Störzonen beeinflussen. Damit leistet das Experiment auch einen Beitrag für eine verbesserte Standortcharakterisierung. Weltweit werden bereits etwas zwanzig CO2-Speicherprojekte betrieben, von denen jedes bis zu drei Millionen Tonnen CO2 pro Jahr abgeschieden und gespeichert hat. Weitere sind in Planung. In der Schweiz ist aktuell kein CO2-Speicherprojekt geplant.
Erfahren Sie mehr über das ELEGANCY-Projekt:
www.sintef.no/elegancy/
www.sccer-soe.ch/research/pilots-demos/elegancy/