Wir müssen unseren CO2-Ausstoß stoppen, wenn wir das Klima retten wollen – daran besteht kein Zweifel. Aber das alleine wird nicht reichen. Zusätzlich wird es auch nötig sein, bereits in der Atmosphäre vorhandenes CO2 einzufangen und dauerhaft zu lagern, etwa indem man es tief in den Boden pumpt, sagen Forscher der TU Wien.
Das wirft natürlich die Frage auf: Was passiert langfristig mit diesem CO2? Bleibt es garantiert im Boden – oder kann es sein, dass es in Jahrzehnten oder Jahrhunderten doch wieder entweicht?
Dass sich das CO2 langfristig in der Erde speichern lässt, zeigen nun aufwändige Simulationen der TU-Forscher zu "Carbon Capture and Storage". Die Berechnungen auf Supercomputern stammen von einem Team um Marco De Paoli (36). Vorgestellt wurden die Forschungsergebnisse im Fachjournal "Geophysical Research Letters".
Was passiert, wenn sich CO2 mit Grundwasser in einem porösen Gestein mischt? Tief im Boden ist der Druck so hoch, dass Kohlendioxid flüssig wird. Obwohl die Dichte des flüssigen CO2 geringer ist als jene von Wasser, driftet das flüssige CO2 nicht nach oben, wenn es ins Grundwasser gepumpt wird. Es löst sich vielmehr im Wasser, wodurch eine dichtere Flüssigkeit entsteht.
"Dadurch, dass CO2-reicheres Wasser eine höhere Dichte hat als CO2-armes Wasser, ergibt sich im porösen Gestein eine hochinteressante Dynamik", erklärte der aus Udine stammende Jung-Forscher De Paoli. In Regionen mit der höchsten CO2-Konzentration sinkt das Wasser schneller nach unten, was für noch bessere Durchmischung sorgt, heißt es.
Voraussetzung für diese Dynamik ist eine möglichst undurchlässige Gesteinsschicht, unter der sich das CO2 sammeln kann, bis es sich in Wasser gelöst hat. Zudem sollte das Gestein darunter wiederum möglichst porös sein – damit das CO2-haltige Wasser leicht nach unten sinken kann.
Der gebürtige Italiener Marco De Paoli hat im Vorjahr einen mit 1,5 Mio. Euro dotierten "Starting Grant" des Europäischen Forschungsrats für die Entwicklung von Methoden erhalten, mit denen sich Strömungen von Flüssigkeiten durch poröse Materialien beschreiben lassen. Derzeit ist er auch an der Universität Twente (Niederlande) tätig, wird der Wissenschaftler ab Herbst dieses ERC-Projekt an der TU Wien umsetzen.
Die notwendigen geologischen Gegebenheiten seien "gar nicht so selten", sagte De Paoli. Als Beispiel nennt er ehemalige Erdöllagerstätten oder salzhaltige Aquifere (hohler Gesteinskörper zur Leitung von Grundwasser, Anm.). "Alleine in Österreich gibt es mindestens sechs solche Aquifere", so der Forscher.
Insgesamt zeigte das Forschungsteam, dass das CO2 unter solchen Verhältnissen für unbeschränkte Zeiträume im Boden bleibt. Auch geologische Veränderungen, etwa Erdbeben oder menschliche Eingriffe, würden die Situation nicht mehr beeinflussen.
Aus den Berechnungen konnte das Team einfache Modelle ableiten, die in der Praxis verwendet werden können, etwa um den CO2-Fluss im Boden vorherzusagen.
