Department 5 Geoengineering - GFZ - GeoForschungsZentrum ...

Department 5
Geoengineering
Die Arbeiten des Departments 5 „Geoengineering“ tragen
zu einem nachhaltigen Umgang mit dem Lebensraum
Erde bei. Dies betrifft besonders die Themenfelder Gestaltung,
Sicherung und Nutzung der Erdoberfläche und
des Untergrundes als Verkehrs- und Wirtschaftsraum (Sektion
5.1 „Umweltgeotechnik“), die Gewinnung erneuerbarer
Energien aus Erdwärme (Sektion 5.2 „Geothermie“)
sowie die Vorsorge vor Georisiken (Sektion 5.3 „Ingenieurseismologie“und
Sektion 5.4 „Ingenieurhydrologie“).
Umweltgeotechnik
In der Sektion „Umweltgeotechnik“ werden Forschungsarbeiten
zu Entwicklung und Einsatz von Monitortechnologien
und Sicherheitsmethoden für das Geo- und Reservoir-Engineering
durchgeführt. Diese konzentrierten sich
in der Berichtsperiode 2004/2005 auf die geologische
Speicherung von Kohlendioxid (CO 2), auf die unterirdische
seismische Vorauserkundung beim Tunnelbau sowie
auf das ingenieur-geophysikalische Monitoring von Deichen
bei Hochwasser.
Geologische Speicherung von CO 2
In Deutschland decken Öl, Gas und Kohle heute fast 85 %
des Energiebedarfs. Hierbei werden jährlich ca. 850 Millionen
Tonnen CO 2 durch die Verbrennung fossiler Energierohstoffe
in die Atmosphäre emittiert. Eine erfolgversprechende
Möglichkeit zur Reduktion dieser Emissionen
ist CCS Carbon Capture and Storage, die Abtrennung des
CO 2 vor oder nach der Verbrennung und seine Einlagerung
in tiefe Grundwasserspeicher (saline Aquifere) oder
ausgeförderte Öl- und Gaslagerstätten (Borm, G. und Förster,
A., 2005).
Mehrere Gemeinschaftsprojekte wurden von der EU europaweit
und in Deutschland sowohl vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Technologie BMWi als auch vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF
gestartet, um die Abtrennung des CO 2 aus Verbrennungsprozessen
und die Möglichkeit seiner Rückführung in den
geologischen Untergrund zu erforschen.
Integriertes EU-Projekt CO 2SINK
In ihrem 6. Forschungsrahmenprogramm fördert die Europäische
Union das integrierte Projekt CO 2SINK (CO 2 Storage
by Injection Into the Natural Reservoir Ketzin,
http://www.co2sink.org), das vom GeoForschungsZentrum
Potsdam koordiniert wird. Europaweit ist es das erste
Projekt auf dem Festland zur umfassenden Erforschung
der geologischen Speicherung von CO 2. Im Zentrum der
wissenschaftlichen Untersuchungen stehen die Erschließung
des Speichers, die Einbringung des CO 2 und die
Beobachtung und Kontrolle der chemischen und physikalischen
Prozesse im unterirdischen Reservoir. Weitere
Ziele sind Erstellung und Test numerischer Modelle, Entwicklung
von Risikobewertungsstrategien und öffentliche
Akzeptanz.
CO 2SINK startete am 01. 04. 2004 und hat eine Laufzeit
von fünf Jahren. Darin wird eine Pilotanlage zur unterirdischen
Speicherung von CO 2 in einem tiefen salinen
Aquifer im brandenburgischen Ketzin (Abb. 5.1) vorbereitet.
Der Speicherhorizont befindet sich in über 700 m
Tiefe und ist nach oben durch undurchlässigen Tonstein
abgedichtet. In Kooperation mit 15 universitären und industriellen
Partnern aus 8 Ländern wurden geologische,
geochemische und geophysikalische Voruntersuchungen
des geplanten Speicherstandortes durchgeführt (CO 2SINK,
2005).
Der geplante Geospeicher liegt nahe der Stadt Ketzin im
Havelland, etwa 30 Kilometer westlich von Berlin. Der
Injektionsort ist die Obertageanlage des ehemaligen Erdgasspeichers
der Verbundnetz Gas AG in Ketzin. Dieser
hat gegenüber anderen Lokationen erhebliche Vorteile:
Die vorhandene Infrastruktur an der Erdoberfläche kann
für das Projekt genutzt werden und reduziert so die Entwicklungskosten
für den Speicherplatz. Die Geologie der
Struktur ist gut bekannt und repräsentativ für weite Teile
Europas, was die Übertragbarkeit der Ergebnisse wesentlich
erleichtert. Die lokale Politik unterstützt das Projekt,
und die Genehmigungsbehörden sind direkt in die Projektvorbereitung
eingebunden (Abb. 5.2).
Die Speicherung von CO 2 soll auf dem östlichen Strukturteil
der aufgewölbten Doppelstruktur (Doppelantiklinale)
Roskow-Ketzin erfolgen (Abb. 5.3). Darin strömt
das Gas durch Auftrieb in Richtung Kuppe und reichert
sich dort an. Durch die Gasinjektion wird ein Teil des
Porenwassers im Gestein verdrängt. Längerfristig wird
Abb. 5.1: CO 2SINK-Projekt, Speicherstandort Ketzin
(Foto: VNG).
Project CO 2SINK, aerial view of the Ketzin site.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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