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TU Berlin

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Forschung

"Es geht nur gemeinsam"

Donnerstag, 16. Juli 2009

Unterirdische Speicherung von Kohlendioxid und die Nutzung von Erdwärme schließen sich nicht aus

Neben der Welternährung und der Lage in Afrika beschäftigte sich der dreitägige G8-Gipfel im japanischen Toyako Anfang Juli vor allem mit dem Klimaschutz. Inzwischen liegen vier Klimaberichte der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) vor, ein zwischenstaatlicher, unter anderem vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) eingerichteter Ausschuss zum Klimawandel. Die Berichte fordern die Verantwortlichen aus rund 130 Nationen der Welt auf, für den Klimaschutz den weltweiten CO2-Ausstoß zu vermindern. Es gilt also, Technologien zu entwickeln, die es ermöglichen, den erreichten Lebensstandard zu erhalten oder sogar zu verbessern, gleichzeitig aber Energie zu sparen und bei der Energieversorgung das klimaschädliche CO2 zu neutralisieren. Doch oft prallen die unterschiedlichen Interessen aufeinander. Jüngst scheiterte in Deutschland die Initiative, ein Gesetz zu erlassen, um die Abscheidung von CO2 beim Verbrennen fossiler Brennstoffe und seine unterirdische Speicherung zu regeln, das sogenannte CCS-Gesetz (Carbon Capture and Storage). In der Öffentlichkeit wurden mögliche Nutzungskonflikte mit anderen Ressourcen, zum Beispiel mit der Energiegewinnung aus Erdwärme, der sogenannten Geothermie, diskutiert. In TU intern erklären zwei Fachleute, welche Bedeutung diesen beiden Energiequellen im bundesdeutschen Energiemix zukommt und welches Konfliktpotenzial realistisch ist.

pp / Quelle: "TU intern", 7/09
Dr.-Ing. Klaus Freytag
Dr.-Ing. Klaus Freytag
Lupe

Tatsächlich erfordert die Entwicklung des Weltklimas ein schnelles und aktives Handeln. Daraus ergibt sich auch die große Bedeutung, welche die CO2-Speicherung für den aktiven Einfluss auf den Klimawandel hat. Denn trotz intensiver Förderung von Technologien für erneuerbare Energien sind diese im Energiemix nach wie vor nur ein Baustein neben den fossilen Brennstoffen, den hauptsächlichen CO2-Produzenten. Das Kraftwerk Jänschwalde benötigt zum Beispiel bei Volllast circa 80000 Tonnen Braunkohle pro Tag, was einen CO2-Ausstoß von rund 75000 Tonnen zur Folge hat. Der Anteil Deutschlands an den weltweiten CO2-Emissionen beträgt drei Prozent. Die CCS-Technologie bringt uns dem Ziel einer klimaneutraleren Energiegewinnung näher. Deutschland und besonders die Hauptstadtregion Berlin/ Brandenburg nehmen dabei eine Vorreiterrolle ein. Die Einführung der CCS-Technik wird in der EU gefördert. Daneben werden die kostenintensiven Techniken von der Industrie finanziert, die für ihre Investitionen Planungs- und Rechtssicherheit benötigen.

Berlin-Brandenburg ist mit seiner Forschung auf diesem Gebiet ganz weit vorn, dazu gehört auch die TU Berlin. Das unterirdische Lager im havelländischen Ketzin, wo bereits 17000 Tonnen CO2 in den Erdboden eingebracht sind, ist ein reines Forschungslabor für die CSS-Technologie. Was wir vor fünf Jahren in den Laboren der Universitäten entwickelt haben, ist heute eine großtechnische Kraftwerksanlage geworden - die Oxyfuel-Anlage in Brandenburg "Schwarze Pumpe". In dieser Kraftwerks-Pilotanlage wird das CO2 bereits im Verstromungsprozess abgeschieden, welches dann unterirdisch gespeichert werden soll, sodass es gar nicht erst in die Atmosphäre gelangt. Diese Anlage finanziert und betreibt Vattenfall. Ein aktueller Konflikt CCS und Geothermie ist mir derzeit nicht bekannt.

Die porösen Sandsteinschichten, die zur CO2-Speicherung genutzt werden, liegen in einer Tiefe von 1000 bis 2000 Metern und darunter. Der Häuslebauer, dessen Erdwärmepumpe nicht tiefer als maximal 100 bis 200 Meter reicht, ist somit nicht von einem Nutzungskonflikt betroffen. Die industrielle Nutzung, also Erdwärme für den Betrieb von Kraftwerken, beginnt erst in Tiefen von 3000 bis 4000 Metern, weil dort die sehr hohen Temperaturen herrschen. Diese Felder liegen wiederum unter den geplanten CO2-Speichern. Die heutige Bohrtechnik durchörtert die sich überlagernden Schichten. Man kann gefahrlos auch durch ein CO2-Lager bohren, hin zu den tiefen geothermischen Quellen.

Für mich steht fest: Forschung und die daraus folgenden technischen Entwicklungen gehen weiter. Der Energiemix wird sich fortsetzen. Und: Es geht nur gemeinsam!

Klaus Freytag / Quelle: "TU intern", 7/2009
Dr. Ernst Huenges
Lupe

Der Bedarf an langfristiger Energiesicherheit ist weltweit groß. Nachhaltige Energiekonzepte sind gefragt. Das Potenzial, das die Erde bietet, ist dabei ökonomisch und umweltpolitisch sehr interessant. Geothermische Anlagen sind grundlastfähig und produzieren kaum CO2. Stromerzeugung aus Geothermie, das heißt in unseren Breiten die Nutzung geothermischer Ressourcen aus vier bis fünf Kilometern Tiefe, steckt jedoch noch in den Kinderschuhen. Um Geothermie in größerem Maßstab nutzen zu können, brauchen wir technologisch und ökonomisch tragfähige Nutzungskonzepte. Das bestimmt auch unsere Forschung am Internationalen Geothermiezentrum in Potsdam. Wir decken die ganze Breite geothermischer Technologieentwicklung ab, von der Lagerstättenerkundung bis zur Energiewandlung im Kraftwerk.

Bundesweit ist dabei in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung zu verzeichnen. Oberflächennah wird Geothermie schon effizient zur Wärmeversorgung genutzt. Im Bereich der Stromversorgung sind drei Anlagen am Netz, weitere im Bau und in der Planung. In Berlin-Brandenburg spielt bisher nur die oberflächennahe Geothermie eine Rolle. An unserem Forschungsstandort im brandenburgischen Groß Schönebeck planen wir den Bau eines Forschungskraftwerkes. Es könnte das erste in der Region sein und wird der Technologieentwicklung neue Perspektiven eröffnen.

Prinzipiell lässt sich Geothermie dabei an den gleichen Standorten nutzen, an denen auch CO2 gespeichert werden kann, und umgekehrt. Was an den jeweiligen Standorten gemacht wird, muss individuell anhand der Rahmenbedingungen entschieden werden. In Deutschland gibt es drei Regionen, die sich bevorzugt für die tiefe Geothermie eignen: das süddeutsche Molassebecken, den Oberrheingraben und das Norddeutsche Becken. Genau diese hat die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe auch für eine mögliche CO2-Speicherung ausgewiesen. Wir stehen noch am Anfang der Beantwortung der Fragen: Wo sollte man welche Technologie einsetzen? Wo sind beide einsetzbar? Wo keine von beiden?

Geothermie und CO2-Speicherung stellen insofern neue Herausforderungen für die geologische Erkundung und Erschließung dar. Wir können hier viele Synergien nutzen. Am Geoforschungszentrum in Potsdam haben wir die einzigartige Chance, beide Technologien in wissenschaftlichen Pilotanlagen unter natürlichen Bedingungen zu untersuchen. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Projekte wird uns zukünftig auch die Frage beschäftigen, inwieweit ein Zusammenspiel beider Verfahren ökologisch und ökonomisch sinnvoll ist.

Ernst Huenges / Quelle: "TU intern", 7/2009

Dr.-Ing. Klaus Freytag (Foto, oben) ist Präsident des Landesamtes für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR). Dr. Ernst Huenges (Foto) ist Leiter der Sektion Reservoirtechnologien im Deutschen GeoForschungsZentrum des Helmholtz-Zentrums Potsdam. Beide arbeiten eng mit der TU Berlin in Forschungsprojekten zusammen.

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