Klimaschutz

Innovative Technologien zur Bindung und Speicherung von CO2 (CO2Trap)

Die Projektpartner entwickeln geotechnische CO2-Speichermethoden zur Reduzierung anthropogener Treibhausgas-Emissionen. Die Grundidee dabei ist, Verbindungen zu produzieren, die über lange Zeiträume unterirdisch in geothermischen Reservoiren und (stillgelegten) Kohlezechen gelagert werden können. Dafür prüfen sie mit Anhydrit (CaSO4), Kohlestaub und Flugaschen unterschiedliche Sorptionsmedien, die im Bergbau leicht zugänglich sind. 

 

Zusammenfassung

Die Industrie ist ein bedeutender Emittent von CO2 und fördert damit den Klimawandel. Da die Emissionen punktuell auftreten, besteht die Möglichkeit einer Abscheidung des Gases. In dem vorliegenden Forschungsvorhaben untersuchen die Forscher die Möglichkeiten einer mineralogischen und physikalischen Fixierung von CO2.

Anhydrit- und feldspatführende Reservoire können zur Speicherung von im Formationswasser gelöstem CO2 in Form von Calcit (CaCO3) nutzbar gemacht werden. Untersucht wird dabei auch die Kombination mit dem Betrieb einer geothermischen Heizzentrale.

Basierend auf Laborversuchen wurde zudem ein Verfahren entwickelt, mit dem CO2 durch die Reaktion von Rauchgas mit Flugaschen (FA) mineralisch gebunden werden kann. FA stellen ein hochreaktives Nebenprodukt der Verstromung von Kohle dar, das in hohen Mengen anfällt.

Die sorptive Bindung von CO2 an Restkohle und Kohlenstaub und eine anschließende Speicherung wurden anhand von experimentellen Arbeiten und numerischen Simulationen untersucht. Darauf aufbauend wurden die Speicherpotentiale verschiedener deutscher Kohlezechen berechnet sowie die Möglichkeiten einer Kombination von CO2-Speicherung und Grubengasförderung untersucht.

 

Ergebnisse:

  • Durch die Fällung von CO2 zu Calcit mittels Anhydrit kommt es zu einer sukzessiven Verbesserung der hydraulischen Leitfähigkeit des Gesteins und damit des geothermischen Potenzials.
  • Die Machbarkeit einer Kombination aus CO2-Speicherung und dem Betrieb einer geothermischen Heizzentrale kann in Theorie und Praxis demonstriert werden. Die industrielle Umsetzung wird jedoch als kritisch betrachtet.
  • Das ermittelte Bindungs-Potenzial der untersuchten FA beträgt etwa 0,23 kg CO2/kg FA (bei T = 75°C). Damit errechnet sich ein Speicherpotential von rund 3,5 Mt CO2 pro Jahr. Diese Menge entspricht etwa 2 % des jährlich von deutschen Braunkohlekraftwerken emittierten CO2.
  • Eine durch CO2-Einbringung angeregte Grubengasförderung stellt sich als sinnvoll heraus.

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

E.ON Energy Research Center (E.ON ERC), RWTH Aachen - Institut für Angewandte Geophysik und Geothermalenergie

Kooperationspartner

RAG Deutsche Steinkohle AG

Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Hydrologie

Universität Stuttgart, Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung

RWE Power AG Köln

RWE Dea AG

RWTH Aachen, Fakultät 5 - Georessourcen und Materialtechnik - FG für Geowissenschaften und Geographie - Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Geologie und Geochemie des Erdöls und der Kohle (LEK)

Evonik New Energies GmbH

Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Deutsche Montan Technologie GmbH & Co. KG, DMG

RWTH Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet für Ton- und Grenzflächenmineralogie 

Weitere Projektdaten

Projekttitel: CO2Trap - Entwicklung und Bewertung innovativer Strategien zur mineralischen und physikalischen Bindung von CO2 in geologischen Formationen und der Langzeitdichtigkeit von Deckschichten

Projektnummer: 03G0614A

Projektzeitraum: 2005 - 2008

Projektort: Deutschland (Nordrhein-Westfalen)

Projektansprechpartner:

Herr Prof. Dr. rer. nat. Clauser

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Quelle:  Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)