Erdbeben durch CO2-Versenkung?

Geologen und Seismo-logen streiten, ob durch die Einlagerung von Kohlenstoffdioxid ins Erdreich, dem Carbon Capture and Storage (CCS), tektonische Spannungen entstehen.

Adrian Lobe
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Mit CCS-Technik soll das CO2 aus Braunkohlekraftwerken direkt unter dem Kraftwerk eingelagert werden. (Bild: ap)

Mit CCS-Technik soll das CO2 aus Braunkohlekraftwerken direkt unter dem Kraftwerk eingelagert werden. (Bild: ap)

Der weltweite CO2-Ausstoss hat 2011 ein neues Rekordhoch erreicht. Nach Schätzungen der Internationalen Energieagentur (IEA) stiegen die Emissionen um 3,4 Prozent auf 31,6 Gigatonnen. Bis zum Jahr 2050 werden die energiebedingten CO2-Emissionen laut dem Umweltausblick der OECD um 70 Prozent steigen.

Wissenschafter suchen deshalb nach Mitteln und Wegen, um die Treibhausgase zu verringern. Eine Möglichkeit, die dabei im Fokus steht, ist die CCS-Technologie. CCS (Carbon Capture and Storage) bezeichnet die Abtrennung des Kohlenstoffdioxids und dessen dauerhafte Speicherung in geeigneten Gesteinsschichten des Untergrundes, welche von der Atmosphäre abgeschlossen sind. Nach einem Bericht des Weltklimarats (IPCC) könnte CCS die CO2-Emissionen bis 2050, je nach Verbreitung, um 20 bis 50 Prozent senken.

Riskante Technik?

Die CCS-Technik sei jedoch riskant. Das sagen zumindest die Geophysiker Mark D. Zoback und Steven M. Gorelick von der Stanford University im Fachblatt «PNAS». Das Verpressen des Gases in Gesteinsschichten erzeuge geologische Verwerfungen. «Tiefengestein enthält Poren, die mit Salzwasser gefüllt sind. Injiziert man CO2 in ein solches Reservoir, erhöht sich der Druck, unter dem das Salzwasser steht. So kann es leichter zu Erdbeben kommen», erklärt Zoback.

Dieser Darstellung widersprechen nun drei namhafte Forscher. Im selben Fachblatt argumentieren die Geophysiker Ruben Juanes, Bradford H. Hager und Howard J. Herzog, dass die Arbeit auf einem falschen Verständnis seismischer Aktivitäten fusse. «Nicht die Epizentren (zweidimensional auf einer Karte), sondern die Hypozentren (dreidimensional, mit Tiefe) seien massgeblich», schreiben sie. Die meisten Hypozentren in der kontinentalen Kruse hätten ihre Grundfeste in einer Tiefe zwischen 8 und 16 Kilometern. Nur wenige von ihnen liegen in einer Region von 1 bis 3 Kilometern Tiefe – der Region, wo die Reservoirs liegen. Daher würde die Speicherung der Gase in dieser Zone Gesteinsschichten nicht von seismischen Aktivitäten beeinflusst. «Natürlich auftretende Erdbeben verursachen zwar Verwerfungen. Sie beeinträchtigen aber nicht die Integrität des Schiefergesteins», erklärt Juanes.

Die Wissenschafter sehen zwar ein, dass die CCS-Technik Seismizität auslösen kann. Sie bezweifeln aber, dass es durch die Erdbebenaktivität zum Ausströmen von Gasen kommt. «In Wirklichkeit haben grosse Mengen aufnahmefähiger Flüssigkeiten in den geologischen Verwerfungen Jahrtausende überdauert und bei häufigen Erdbeben auch grossem Überdruck standgehalten.» Wenn es zu einem Leck gekommen wäre, würden jetzt nicht so grosse Mengen an Naturgas unter der Oberfläche vorhanden sein, folgern die Forscher.

Wenig riskante Mikrobeben

Stefan Wiemer vom Schweizerischen Erdbebendienst (SED) sieht das Problem weniger in der Stärke der Beben als in der Prognostik. «Die allermeisten der induzierten Beben – sogenannte Mikrobeben – sind klein und nicht risikorelevant. Bisher sind auch in den CO2-Speicherprojekten noch keine grösseren Beben aufgetreten. Das Problem liegt eher darin, die sehr kleine Chance eines grösseren Bebens verlässlich abschätzen zu können.»

Das Erdbebenrisiko beinhaltet mehrere Komponenten: Zum einen das direkte Risiko durch Bodenerschütterungen, zum anderen das indirekte Risiko durch die Aktivierung von Austrittspfaden von CO2. Der Seismologe betont, dass viele menschliche Tätigkeiten im Untergrund Erdbeben auslösen können: «Die Öl- und Gasförderung, tiefe Geothermie, Tunnelbau und Kohleabbau.»

Erst abgelegen testen

«Die Verletzbarkeit kann man dadurch reduzieren, dass man Tests zuerst in abgelegenen Gebieten durchführt.» Und die Gefährdung lasse sich mit einem besseren Verständnis der lokalen Prozesse und neuen Interventionsmechanismen minimieren. «In der Schweiz wird es sicher noch einige Jahre dauern, bis aufgrund von belastbaren Abschätzungen entschieden werden kann, ob CO2-Speicherung im Untergrund einen Beitrag zur Lösung der Klimaproblematik leisten kann», sagt Wiemer. In den kommenden Wochen wird die Internationale Energiebehörde einen Bericht dazu veröffentlichen.

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