Was ist Kohlenstoffspeicherung?

Was ist Kohlenstoffspeicherung und warum wird sie häufig als ein möglicher Weg zur Eindämmung der globalen Erwärmung erwähnt? Die Kohlenstoffspeicherung, auch als Kohlenstoffbindung bekannt, ist eine komplexe Methode, um Kohlendioxidemissionen zu erfassen und in Kohleflözen, Grundwasserleitern, erschöpften Öl- und Gasspeichern und anderen Räumen tief unter der Erdoberfläche zu speichern. Theoretisch würde dies verhindern, dass diese Gase das Klima beeinflussen.

Kohlendioxidgase werden entweder an der Produktionsquelle wie einem Kraftwerk oder direkt aus der Luft aufgefangen. Kohlendioxid kann entweder vor oder nach der Verbrennung von Kraftstoff in einer Anlage oder Industrieanlage von anderen Gasen getrennt werden. Das Entfernen von Kohlendioxid aus der Atmosphäre, eine Form des Geoengineering, ist wesentlich schwieriger und teurer. Zu den Vorschlägen gehört die Schaffung von Riesenschwämmen, die wie Windkraftanlagen in der Nähe von Kohlendioxid produzierenden Anlagen hoch in der Luft montiert sind, um die Gase einzufangen.

Kohlenstoffspeichermethoden

Die am weitesten verbreitete Methode zur Speicherung von eingefangenem Kohlendioxid besteht in tiefen geologischen Formationen wie Ölfeldern, Gasfeldern, Kohleflözen und salzhaltigen Grundwasserleitern. Die häufigsten Kohlendioxidemittenten wie Kraftwerke befinden sich häufig bereits über diesen natürlich vorkommenden unterirdischen „Lagertanks“, was sie zu einer attraktiven Lösung macht. Darüber hinaus kann die Injektion von Kohlendioxid in diese Räume den Versorgungsunternehmen helfen, mehr von dem wertvollen Öl und Gas zurückzugewinnen, das bereits auf dem Feld vorhanden ist. Die Kosten für die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff können dann durch den Verkauf oder die Verwendung dieser Brennstoffe ausgeglichen werden. Ähnliche Vorteile ergeben sich bei Kohleflözen, bei denen Methantaschen durch Kohlendioxid ersetzt werden können. Das Verbrennen dieses Methans würde jedoch mehr Kohlendioxid produzieren.

Während die Speicherung von Kohlenstoff in tiefen Salzformationen keine wertschöpfenden Nebenprodukte erzeugt, stellt das US-Energieministerium, das derzeit das Verhalten von Kohlendioxid bei der Speicherung in geologischen Formationen untersucht, fest, dass es andere Vorteile hat. In den USA gibt es nicht nur genügend tiefe Salzformationen, um möglicherweise mehr als 12.000 Milliarden Tonnen Kohlendioxid zu speichern, sondern sie sind bereits für die meisten Quellen von Kohlendioxidemissionen zugänglich, wodurch die Kosten für den Transport der Gase gesenkt werden.

Bei einigen Vorschlägen zur Kohlenstoffspeicherung wird Kohlendioxid in Tiefen von mindestens 1.000 Metern unter der Oberfläche in den Ozean injiziert. Das Kohlendioxid würde sich dann entweder im Wasser auflösen oder sich bei Injektion unter hohem Druck in Tiefen von mehr als 3.000 Metern in „Seen“ auf dem Meeresboden ansammeln, wo es theoretisch Jahrtausende dauern könnte, bis es sich auflöst.

Die Speicherung von Kohlenstoff in Mineralien kann auch durch Reaktion von Kohlendioxid mit Metalloxiden wie Magnesium und Cadmium möglich sein. Dieser Prozess wird als Mineralbindung bezeichnet. Wenn es auf natürliche Weise über Tausende von Jahren vorkommt, entsteht durch diesen Prozess Oberflächenkalkstein. Wenn es beschleunigt wird, verwandelt es das Kohlendioxid in stabile Kohlenstofffeststoffe.

Vor- und Nachteile der Kohlenstoffspeicherung

Die Speicherung von Kohlenstoff würde verhindern, dass weit verbreitete Kohlendioxidemissionen den Klimawandel weiterhin verursachen und verschärfen, und Befürworter sagen, dass dies kostengünstiger ist als die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energieformen wie Solarenergie. Das Verfahren erhöht jedoch den Energiebedarf von Kraftwerken, und die meisten Experten sind sich einig, dass die Kohlenstoffspeicherung nur als Übergangslösung verwendet werden sollte. Die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff würde erhebliche Investitionen in Kraftwerke zur Verbrennung fossiler Brennstoffe erfordern und es ermöglichen, dass die durch den Kohlebergbau verursachte Umweltzerstörung auch in Zukunft fortgesetzt wird.

Das Speichern von Kohlenstoff im Ozean hat seine eigenen Nachteile. Wenn Kohlendioxid mit dem Wasser reagiert, bildet es Kohlensäure. Dies könnte die Versauerung der Ozeane verschlimmern, wodurch Meereslebewesen wie Korallen und essbare Fischarten getötet werden, die einen Großteil der Welternährungsversorgung ausmachen. Selbst wenn das Kohlendioxid in große Tiefen gepumpt wird, kann es nicht lange dauern, bis es wieder in die Atmosphäre freigesetzt wird. Starke Winde, die durch den Klimawandel verursacht werden, mischen das Wasser in den Ozeanen und lassen Kohlendioxid aus den Tiefen des Ozeans an die Oberfläche steigen.

Kritiker der Kohlenstoffspeicherung sind auch besorgt über die Möglichkeit von Kohlendioxidlecks aus unterirdischen Lagerräumen. Natürlich vorkommende Lecks können äußerst zerstörerisch sein und Menschen und Tiere töten. Wenn die Speicherung von Kohlenstoff zu einer gängigen Lösung wird, können solche Lecks häufiger und schwerer auftreten. Selbst wenn sie mit Rückschlagventilen ausgestattet sind, können Kohlenstoffeinspritzrohre im Laufe der Zeit ausfallen und die Gase wieder auftauchen lassen.

Eine Lösung für die mit der Kohlenstoffspeicherung verbundenen Probleme besteht darin, Verwendungen für den eingefangenen Kohlenstoff zu finden. Die Abscheidung und Nutzung von Kohlenstoff könnte wirtschaftlicher sein als die Speicherung, wodurch das eingefangene Kohlendioxid in wertvolle neue Produkte wie Bioöle, Düngemittel, Chemikalien und Kraftstoffe umgewandelt wird.

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Bild: Lawerence Berkeley National Laboratory / Energieministerium

Siehe auch:

• Was ist Kohlenstoffabscheidung?

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