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Speicherung von Kohlendioxid

Nach dem Energiekonzept der Bundesregierung verpflichtet sich Deutschland, die Emissionen der anthropogenen Treibhausgase bis zum Jahr 2050 um 80 % bis 95 % zu vermindern. Dies erfordert in allen Bereichen massive Anstrengungen zur Reduktion der Emission von Kohlendioxid - kurz CO₂. Kohlendioxid entsteht insbesondere bei der Verbrennung von Kohle, Öl, Gas und Biomasse. Trotz der geplanten Steigerung der Energieeffizienz und des Einsatzes erneuerbarer Energien wird der Einsatz fossiler Brennstoffe auf absehbare Zeit notwendig bleiben.

Die Bundesregierung sieht deshalb die sogenannten CCS-Technologien (Englisch: Carbon Capture and Storage) als eine Klimaschutzoption für fossile Kraftwerke und vor allem für energieintensive Industriezweige mit hohen prozessbedingten CO₂-Emissionen. Unter CSS versteht man die Abtrennung des CO₂ und dessen anschließende dauerhafte Speicherung  in geeigneten Gesteinsschichten des Untergrundes - abgeschlossen von der Atmosphäre.

Die CCS-Technologien befinden sich derzeit im Entwicklungsstadium und sind deshalb noch nicht im großtechnischen Maßstab auf ihre wirtschaftliche und technische Machbarkeit sowie auf ihre Unbedenklichkeit für Mensch und Umwelt überprüft worden. Antworten auf offene Fragen können nur Forschungs- und Demonstrationsprojekte geben; auch hierfür müssen höchste Umwelt- und Sicherheitsstandards gelten.

Am 07. Juli 2011 wurde daher vom Bundestag der Entwurf eines Gesetzes zur Demonstration und Anwendung von Technologien zur Abscheidung, zum Transport und zur dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid - das Kohlendioxid-Speicherungsgesetz - beschlossen. Ziel des Gesetzentwurfs ist, zunächst nur die weitere Erforschung sowie die Erprobung und Demonstration der CCS-Technologien zu ermöglichen - auf Basis eines sicheren Rechtsrahmens.

Die Demonstration der CCS-Technologien eröffnet eine wichtige Perspektive sowohl für eine klimaverträglichere Energieversorgung als auch für eine CO₂-emissionsarme Industrieproduktion. Außerdem könnte CCS langfristig zu einer realen Verminderung des CO₂-Gehalts in der Atmosphäre - also einer Netto-Entlastung - beitragen, falls diese Technologie auch in Verbindung mit Biomasseprozessen eingesetzt wird. Inwieweit CCS eines Tages tatsächlich kommerziell und großtechnisch zur Anwendung kommen kann, hängt von der Forschung und vom Erfolg der Demonstrationsprojekte ab.

Eine allseitige Erforschung der mit der dauerhaften Speicherung auftretenden Fragestellungen ist eine Grundvoraussetzung für die weitere Entwicklung der CCS-Technologien. Sie ist nur möglich, wenn die Forschung auch die Langzeitsicherheit, mögliche Risiken für Mensch und Umwelt und die Sicherheit der CCS-Technologien in ergebnisoffenen Tests untersucht und bewertet.

Die BMBF Forschungsförderung zur geologischen CO₂-Speicherung erfolgt seit dem Jahr 2005 im Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, das in das BMBF-Rahmenprogramm "Forschung für nachhaltige Entwicklungen (FONA)" eingebettet ist.

Die Förderstrategie des BMBF ist zweigleisig ausgerichtet und gliedert sich in standortunabhängige und standortgebundene Forschung. Mit standortunabhängiger Forschung sollen grundlegende Fragestellungen zur geologischen CO₂-Speicherung beantwortet werden. Die Erkundung und der Betrieb von Testspeichern wird im Rahmen der standortgebundenen Forschung gefördert.

Im Mittelpunkt der standortunabhängigen Forschung steht beispielsweise das chemische und physikalische Verhalten von Kohlendioxid während der geologischen Speicherung. Dazu sind umfangreiche Laborversuche durchgeführt und verschiedene Messtechniken entwickelt worden. Auch der Einfluss des CO₂ auf die Abdichtungseigenschaften von Speicher- und Deckgesteinen ist Gegenstand der Forschung. Außerdem werden die Auswirkungen von Spurengasen im Kohlendioxid sowie die Abdichtung von Bohrungen mit konventionellen und alternativen Materialien untersucht. Etwa ab Mitte 2011 soll die Langzeitsicherheit geologischer CO₂-Speicher geklärt und die Monitoringmethoden für die Betriebs- und Nachbetriebsphase weiterentwickelt werden.

Im Rahmen der standortgebundenen Forschung wird das Projekt CLEAN im Erdgasfeld Altmark (Sachsen-Anhalt) vom BMBF gefördert. Ziel des Projekts ist es, Technologien zur CO₂-Speicherung in nahezu erschöpften Erdgaslagerstätten bei gleichzeitiger Steigerung der Gasausbeute (Enhanced Gas Recovery, EGR) zu entwickeln. Mit dem Projekt CO₂MAN wird die Kohlendioxidspeicherung in einem als Forschungsspeicher genutzten tiefliegenden Grundwasserleiter am Standort Ketzin (Brandenburg) fortgesetzt. Die Speicherung wird von einem aufwendigen Monitoringprogramm begleitet, mit dessen Hilfe der Speicher überwacht und die CO₂-Ausbreitung im Untergrund verfolgt werden kann.

Die Begutachtungs- und Evaluationsverfahren der Forschungsvorhaben orientieren sich an internationalen Standards für die Bewertung von Forschungsleistungen. Die fachliche Bewertung erfolgt im sogenannten Peer-Review-Verfahren. Dafür werden unabhängige nationale und internationale Experten und Expertinnen fachspezifisch für die jeweiligen Gutachterkreise berufen.