Neue EPA-Vorschriften ebnen den Weg für die geologische Abscheidung von CO2
Es mag wie Science-Fiction klingen, aber was wäre, wenn wir das gesamte von Kohlekraftwerken ausgestoßene Kohlendioxid "reinigen" und tief in die Erde verpressen könnten, wo es dauerhaft in Gestein eingeschlossen wird? Nun, das ist kein Hirngespinst, sondern Tatsache, und es heißt CO2-abscheidung und Sequestrierung (CCS). Und es stellt sich heraus, dass die Erdölindustrie bereits seit Jahrzehnten erfolgreich Kohlendioxid tief in die Erde einleitet. Bei der Sequestrierung wird das CO2 in ein poröses Gestein gepresst und tief in der Erde unter einer undurchlässigen Versiegelung eingeschlossen, so wie es bei fossilen Brennstoffen schon seit Dutzenden bis Hunderten von Millionen Jahren der Fall ist. Mit anderen Worten: Wir bringen den Kohlenstoff im Wesentlichen dorthin zurück, wo er herkommt.
Sequestrierung von CO2 im großen Stil ist ein entscheidender Faktor im Kampf um die Reduzierung der CO2 Emissionen aus Tausenden von Kohlekraftwerken auf der ganzen Welt. Weltweit werden jedes Jahr mehr als 7 Milliarden Tonnen Kohle verbrannt, und die förderbaren Reserven betragen das Hundertfache oder mehr; wir müssen also anerkennen, dass Kohle auf absehbare Zeit nicht verschwinden wird.
In einem Memorandum vom 3. Februar 2010erklärte Präsident Barack Obama: "Eine rasche kommerzielle Entwicklung und Einführung sauberer Kohletechnologien, insbesondere CO2-abscheidung und Speicherung, wird dazu beitragen, dass die Vereinigten Staaten im weltweiten Wettlauf um saubere Energie eine führende Rolle spielen." In der Tat kann mit der heutigen Technologie bereits Kohlendioxid aus dem Rauchgas eines Kohlekraftwerks abgeschieden, zu einer Flüssigkeit komprimiert und in die Erde gepresst werden, wo es dauerhaft verbleibt. Was noch fehlt, ist der regulatorische Weg, um diese Technologie in den kommerziellen Maßstab zu bringen.
Deshalb hat heute die US-Umweltschutzbehörde U.S. Environmental Protection Agency zwei lang erwartete Vorschriften veröffentlicht, die sicherstellen, dass Kohlendioxid (CO2) sicher in tiefe Gesteinsschichten verpresst und dort dauerhaft eingeschlossen werden kann. Die Technologie der geologischen Kohlenstoffsequestrierung (GS) verspricht, eine wichtige Option zur Kontrolle der rund 2 Milliarden Tonnen CO2 zu sein, die in den USA jedes Jahr von Kraftwerken in die Atmosphäre abgegeben werden. Diese Menge entspricht schätzungsweise einem Drittel des gesamten Ausstoßes des primären klimaschädlichen Treibhausgases in unserem Land.
Unterirdische Injektionen sind in den USA eine gängige Praxis. Jedes Jahr werden mehrere Milliarden Tonnen Wasser in Gesteinsschichten eingeleitet. Doch eines der bestgehüteten Geheimnisse der Erdölindustrie heißt EOR, oder verbesserte Ölgewinnungdie Injektion von CO2tief in den Untergrund injiziert, um schwer erreichbares Öl herauszupressen. Die gute Nachricht ist jedoch, dass beim EOR-Verfahren ein Großteil des CO2 zurückbleibt und tief unter der Erde für immer eingeschlossen bleibt.
Unterirdische Verpressung von CO2 wird seit über drei Jahrzehnten von der Öl- und Gasindustrie eingesetzt, um die Wirksamkeit der Ölförderung in erschöpften Lagerstätten zu verbessern. Und so funktioniert es: Das Gestein der Sandsteinlagerstätte besteht aus kleinen Sandkörnern, die miteinander verkittet sind. Aber wie ein Schwamm hat Sandstein 20-30 % Porenraum", der Öl und Gas aufnehmen und einschließen kann. In Situationen, in denen kein Öl oder Gas im Sandstein gefunden wird, enthalten die Gesteinsporen in der Regel Süß- oder Salzwasser oder "Sole". Dies sind die unterirdischen Regionen, die Geologen für CO2-Injektionen anvisieren. Aber woher wissen wir, dass es dort auch bleibt?
Wenn CO2 tief in das Gestein injiziert und im Formationswasser gelöst wird, wird es dichter, füllt die Gesteinsporen und sinkt tendenziell ab. EOR-Betreiber haben festgestellt, dass eine Tonne CO2 injiziert wird, nur die Hälfte davon mit dem geförderten Öl oder Gas an die Oberfläche zurückkehrt, während die andere Hälfte im Gestein eingeschlossen bleibt, wo sich die Kohlenwasserstoffe einst befanden. Da CO2 ein sehr teurer Rohstoff ist, ist CO2 das mit dem Öl oder Gas an die Oberfläche kommt, leicht und kostengünstig aufgefangen und wiederverwendet werden. Wissenschaftler aus der Industrie haben den Verlust von CO2 untersucht und festgestellt, dass das "fehlende" CO2 entweder unwiederbringlich in den Poren des Gesteins eingeschlossen oder im Wasser im Gestein gelöst ist.
Bestehen also irgendwelche Risiken für GS? Für die öffentliche Gesundheit ist der Schutz des Grundwassers am kritischsten, da ohne ein angemessenes Deckgestein die Bewegung von CO2 oder aus der Gesteinsformation verdrängte Sole in die Grundwasserleiter des Trinkwassers sickern könnte. Eine der heute verabschiedeten neuen Vorschriften zielt daher speziell auf die Änderung des EPA Programm zur Kontrolle unterirdischer Injektionen (UIC) ändern, um das Grundwasser vor solchen Risiken zu schützen. Die Vorschrift erfordert eine sorgfältige Auswahl von GS-Standorten und den Einsatz hochentwickelter Technologien zur Überwachung der Oberfläche und des Untergrunds, um den Fortschritt der CO2 während der Injektion zu verfolgen, um sicherzustellen, dass es unter dem undurchlässigen Deckgestein bleibt. In der zweiten heute veröffentlichten Vorschrift, der Greenhouse Gas Reporting Ruleverlangt die EPA, dass die Betreiber von GS-Anlagen über einen soliden Plan zur Überwachung möglicher Leckagen in die Luft verfügen und über die CO2 abzuscheiden, um dessen dauerhafte Entfernung aus der Atmosphäre zu bestätigen.
Die verstärkte Öl- und Gasgewinnung (Enhanced Oil and Gas Recovery, EOR) ist ein weiteres wichtiges Teil des Puzzles der Kohlendioxidsequestrierung. EOR-Felder sind bereit für die Bindung von CO2 aus stromaufwärts gelegenen Versorgungsunternehmen zu binden, die zwar nicht über nahegelegene geologische Lagerstätten verfügen, aber Zugang zu einem CO2 Pipeline haben. EOR ist von entscheidender Bedeutung für Projekte der ersten Stunde ( CO2-abscheidung ), d. h. für Projekte, die in der Zeit durchgeführt werden, in der die Erkundung salzhaltiger regionaler GS-Standorte noch im Gange ist. Mit Unterstützung des Nationalen Labor für Energietechnologie (NETL) die Regionalen Partnerschaften für die Kohlenstoffsequestrierung mit Unterstützung des National Energy Technology Laboratory (NETL) saline Aquifere, die sich für die großtechnische CO2 Injektionen in allen Gebieten der USA geeignet sind. Und weil sie jetzt bereit sind, CO2aufzunehmen, sind EOR-Standorte eine Schlüsselkomponente der meisten der etwa zehn Pilotprojekte des Energieministeriums zur Kohlendioxidabscheidung im Rahmen seiner Clean Coal Power Initiative (CCPI) finanziert werden.
Deshalb loben wir heute die EPA für ihren enormen Fortschritt bei der endgültigen Kontrolle der CO2 Emissionen aus neuen und bestehenden kohle- und erdgasbefeuerten Stromversorgungsanlagen und anderen Industriezweigen zu kontrollieren. Wir fordern die Behörde jedoch auf, rasch kosteneffiziente Überwachungs- und Bilanzierungsverfahren zu entwickeln, die die kommerzielle Entwicklung von Salz- und EOR-Gas fördern, anstatt sie zu behindern. Zu diesem Zweck sollte die EPA so viel wie möglich von EOR lernen und gleichzeitig die CO2 Speicherkapazität in bekannten EOR-Feldern entwickeln, in denen CO2 Infrastruktur bereits vorhanden ist und ohne weiteres genutzt werden kann. Und angesichts des multidisziplinären Charakters dieser Branche sollten die EPA und die beteiligten Behörden wie NETL und U.S. Geological Survey sollten erwägen, ihr Fachwissen in einem einzigen behördenübergreifenden GS-Büro zu bündeln.
Kraftwerke, die keine Treibhausgase ausstoßen, sind keine Science-Fiction und ein großer Schritt in eine Zukunft ohne globale Erwärmung.
