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Wie sicher sind unterirdische Kohlendioxidspeicher? Die CCS-Technologie gilt vielen als Hoffnungsträgerin im Kampf gegen den Klimawandel. Jetzt ist am Ort des weltgrössten Kohlendioxidspeichers in Kanada ein Streit darüber ausgebrochen, woher die hohen CO2-Konzentrationen im Boden stammen.
Ein beunruhigtes Ehepaar, das von seinem Grundstück geflohen ist; zwei Tümpel, aus denen Blasen aufsteigen und die anormales Algenwachstum zeigen; verendete Tiere in der Umgebung der Tümpel: Sie stellen derzeit die Zukunft der umstrittenen unterirdischen Kohlendioxidspeicherung (Carbon Capture and Storage – CCS) infrage.
Jane und Cameron Kerr lebten auf einer Farm in Weyburn, einer Kleinstadt der kanadischen Provinz Saskatchewan. Etwa zwei Kilometer vom weltweit grössten unterirdischen Kohlendioxidspeicher entfernt. Dort leitet der Ölkonzern Cenovus Energy seit dem Jahr 2000 Kohlendioxid in ein Ölfeld. In jener Nacht vor fünf Jahren hätten sie es laut knallen gehört, berichtet Jane Kerr. Am nächsten Tag hätten sie draussen an der Kiesgrube ein neues Loch entdeckt, aus dem Schaum austrat.
Die Kerrs – inzwischen von ihrem Grundstück weggezogen – überraschten die Welt vor kurzem mit einem wissenschaftlichen Gutachten: Es macht die Kohlendioxidverpressung von Cenovus Energy für die seltsamen Vorgänge auf dem Kerr-Grundstück verantwortlich. Die vom Ehepaar beauftragten Gutachter der Firma Petro-Find Geochem massen im Boden des Grundstücks ein Vielfaches der normalen CO2-Konzentrationen, stellenweise über elf Volumenprozent. Das ist fast 300-mal so viel wie der CO2-Gehalt in der Atemluft. «Die Herkunft oder Quelle der hohen CO2-Konzentrationen im Boden auf dem Grundstück der Kerrs ist eindeutig das anthropogene CO2, das in das Weyburn-Reservoir injiziert wird», heisst es in dem Gutachten. Diesen Schluss ziehen die Wissenschaftler aus der Isotopenanalyse des Gases: Sie liefert ähnliche Werte wie die des in Weyburn verpressten Kohlendioxids.
Woher stammt das CO2?
Für diese These gebe es keine substanziellen Beweise, konstatiert dagegen das Petroleum Technology Research Centre (PTRC), das die offiziellen Forschungsaktivitäten rund um die CO2-Verpressung in Weyburn koordiniert. PTRC kritisiert die Datenbasis und bemängelt fehlende Angaben zur wissenschaftlichen Methode von Petro-Find Geochem. Inzwischen hat ein weiteres Forschungsinstitut mit dem Namen IPAC-CO2 eine unabhängige Untersuchung aus eigenen Mitteln angekündigt; im Moment würde ein internationales Team von bislang am Weyburn-Projekt unbeteiligten ExpertInnen zusammengestellt. «Das Ziel ist nicht, Schuldige zu finden oder mit dem Finger auf jemanden zu zeigen. Es ist ganz einfach eine Analyse, ob es ein Leck gibt, und wenn ja, was die Ursache ist.»
An der Neutralität dieser Analyse allerdings kann schon im Vorfeld gezweifelt werden. Im Jahr 2008 mit finanziellen Mitteln der Regierung von Saskatchewan und des Unternehmens Royal Dutch Shell gegründet, ist das Forschungsinstitut laut Geschäftsführerin Carmen Dybwad «eine unabhängige, nicht kommerzielle Forschungs- und Entwicklungsorganisation, deren Aufgabe es ist, das Vertrauen der Öffentlichkeit und der Behörden in die geologische Speicherung von CO2 als nachhaltige und umweltfreundliche Energieoption zu gewinnen».
Eine Institution, deren Aufgabe es ist, Akzeptanz zu schaffen, kann indes nur im Interesse ihrer Gründer operieren. In der Tat ist Shell in Kanada an der klima- und umweltschädlichen Gewinnung von Öl aus Teersanden beteiligt – und die soll durch CCS «sauberer» gemacht werden. Auch die Regierung von Saskatchewan braucht ein klimapolitisches Feigenblatt, befürwortet sie doch den Abbau der zahlreichen fossilen Rohstoffe in der Provinz.
Mehr Öl – dank CCS
Im weltweit grössten kommerziell betriebenen Projekt zur unterirdischen Kohlendioxidendlagerung in Weyburn allerdings ging es von Anfang an weniger um Klimaschutz als darum, die Ölförderung zu steigern. «Enhanced Oil Recovery» nennt sich das Verfahren: Mit dem Verpressen von Kohlendioxid erhöht man den Druck im Untergrund; dadurch fliesst mehr Öl zur Förderbohrung.
Aus dem Weyburn-Feld wird seit 1954 Öl gefördert. Seit der Jahrtausendwende hat Cenovus Energy täglich 5000 Tonnen CO2 – Reinheitsgrad 96 Prozent – eingeleitet. Im Jahr 2006 hat die Erdölfirma diese Rate auf 7000 Tonnen erhöht. Insgesamt sollen sich laut Firmenangaben nun über 15 Millionen Tonnen CO2 unter der Erde von Saskatchewan befinden – wenn sie wirklich dort geblieben sind. Auch in das benachbarte Midale-Ölfeld der Apache Corporation wird seit 2006 CO2 eingeleitet, wenn auch nicht im gleichen Umfang wie in Weyburn.
Das Kohlendioxid stammt aus einer Braunkohlenvergasungsanlage im US-Bundesstaat North Dakota. Eine 320 Kilometer lange Pipeline leitet das CO2 nach Kanada. Obwohl es als extrem klimaschädlich gilt, Methangas aus Braunkohle zu gewinnen, spricht die Dakota Gasification Company von sauberer Energie – dank dem Einsatz der CCS-Technologie. Dabei wird in der Kohlenvergasungsanlage nur die Hälfte des frei werdenden CO2 abgeschieden und nach Weyburn transportiert.
Das Weyburn-Projekt ist in den ersten vier Jahren durch ein wissenschaftliches Monitoring begleitet worden, finanziert von Regierungsbehörden Kanadas, der USA und der EU sowie Industriesponsoren aus Kanada, den USA und Japan. Die Ergebnisse dieses Monitorings zieht das PTRC nun heran, um den Verdacht einer Leckage zu widerlegen. In den Jahren 2001 bis 2004 seien sowohl im Injektionsgebiet als auch in einem zehn Kilometer entfernten Gebiet Bodenproben genommen worden. «Die Spannweite der Kohlendioxidwerte im Boden ist vergleichbar mit der auf dem Grundstück der Kerrs, und deswegen zeigt sich auf dem Grundstück kein klarer Beweis für ein Leck», sagt Steve Whittaker, Projektmanager beim PTRC.
Bei oberflächennahen Grundwasseruntersuchungen im Brunnen der Kerrs seien in den Jahren 2002 bis 2006 ebenfalls keine Auffälligkeiten aufgetreten. Die teilweise sehr hohen CO2-Konzentrationen halten die WissenschaftlerInnen des PTRC für natürlich in feuchten Prärieböden, die reich an organischem Material sind. Besonders hohe Konzentrationen könnten sich dabei in Senken ergeben.
Um solche natürlichen CO2-Quellen zu umgehen, hatten die Gutachter von Petro-Find Geochem ihre Proben allerdings unterhalb der organisch aktiven Bodenschichten genommen.
Überwacht ist nicht zwingend dicht
Um zu überwachen, ob verpresstes Kohlendioxid auch tatsächlich im Untergrund bleibt, gibt es laut Michael Kühn vom Deutschen Geoforschungszentrum Potsdam zwei Möglichkeiten: entweder geophysikalische Untersuchungen oder geochemische Methoden, wie sie beim jetzigen Gutachten in Kanada zum Einsatz kamen.
Bei den geophysikalischen Verfahren wird beobachtet, inwiefern seismische Wellen im Untergrund reflektiert werden und wie weit elektrische Ströme von den mit flüssigem CO2 gefüllten Gesteinskörpern geleitet werden. Denn flüssiges CO2 verhält sich anders als das ursprünglich im Gestein vorhandene Wasser. So lässt sich erkennen, wie weit sich auch geringe Mengen des CO2 ausgebreitet haben. Auch grosse CCS-Projekte wie dasjenige im norwegischen Sleipner lassen sich laut Kühn durch regelmässige seismische Untersuchungen überwachen.
Zum Monitoring in Weyburn wollen die Potsdamer GeologInnen keine detaillierten Aussagen machen, weil sie nicht am Projekt beteiligt sind. Grundsätzlich sieht Kühn aber einen grossen Unterschied darin, ob ein Standort zur dauerhaften Speicherung von CO2 ausgewählt wird oder ob das Gas zur besseren Ölförderung eingesetzt wird. «Es wird in beiden Fällen CO2 in die Erde gepumpt, aber in Kanada handelt es sich um andere Gesteinsschichten. Auch insgesamt dürften die Rahmenbedingungen unterschiedlich sein, zum Beispiel bezüglich des Drucks.»
Greenpeace bezweifelte bereits 2008, dass das CO2-Endlager im norwegischen Sleipner tatsächlich dicht sei. Der Energiekonzern Statoil injiziert dort seit 1996 CO2, das er bei der Erdgasförderung abscheidet, in eine Sandsteinschicht unterhalb des Meeresbodens. In dieselbe Gesteinsformation war an einer anderen Stelle Wasser aus der Ölförderung, das mit Ölrückständen verschmutzt war, eingeleitet worden – das teilweise wieder austrat. Da es am Meeresboden keine direkt Betroffenen gibt, die sich äussern können, fand diese Meldung in der Öffentlichkeit aber wenig Resonanz.