Fortschrittliche Instrumente zur Detektion und Quantifizierung von CO2-Lecks für die sicherere Kohlenstoffabscheidung und -speicherung vor Küsten
Das Ziel der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung ist, das CO2 von großen Emissionsquellen wie beispielsweise Kraftwerken und Industrieanlagen abzuscheiden, dieses an eine Onshore- oder Offshore-Speicherstelle tief unter der Erde zu transportieren und dort dauerhaft einzulagern, damit es nicht in der Atmosphäre freigesetzt werden kann. Die Offshore-Speicherung ist die bevorzugte Option in Europa. „Hierzu müssen die Öffentlichkeit und die Regulierungsbehörden mit Bestimmtheit wissen, dass das CO2 sicher gespeichert wird“, stellt Douglas Connelly, Koordinator des EU-finanzierten Projekts STEMM-CCS, fest. „Um zu zeigen, dass die Integrität der Speicherbecken nicht beeinträchtigt ist, müssen wir demonstrieren, dass wir über die Technologie verfügen, welche die eine Suche nach sehr kleinen Lecks in einem äußerst großen Ozean ermöglicht.“
Reale Anwendungen zur Überwachung von Offshore-Speicherbecken für die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung
Die Projektpartner injizierten kleine Mengen CO2 in den Schlamm des Meeresbodens der Zentralnordsee, etwa 100 km nordöstlich von Aberdeen – einer Hafenstadt im Zentrum der Offshore-Ölindustrie in der Nordsee. Es wurde die Freisetzung von CO2 aus dem Meeresboden simuliert, indem in einer Wassertiefe von 120 Metern, drei Meter unter dem Boden der Zentralnordsee, gasförmiges CO2 injiziert wurde. Das Leck wurde genutzt, um modernste Technologie anzuwenden, die entweder kommerziell „von der Stange“ erhältlich ist oder speziell entwickelt wurde. Laut Connelly handele es sich um den ersten kontrollierten Tiefsee-Versuch in der „realen Welt“, bei dem Emissionen von einem unter Wasser gelegenen CO2-Speicherbecken in der Nordsee simuliert werden. „Wir demonstrierten die Fähigkeit zur Detektion und Quantifizierung selbst kleinster CO2-Lecks in der Meeresumwelt und zur Unterscheidung zwischen dem Leck und den natürlichen CO2-Quellen.“
Identifizierung, Detektion und Quantifizierung von CO2-Leckeffekten
Das Team von STEMM-CCS sammelte die ersten Proben eines geologischen Schlots (große Gesteinsäule auf dem Meeresboden) in der Nordsee. „Wir verwendeten die Proben, um herauszufinden, ob geologische Merkmale wie Schlote gespeichertes CO2 befördern können“, erklärt Connelly. „Sie fungieren als Methanquellen in Meeressystemen, es ist jedoch nicht gesichert, ob sie in der Lage sind, CO2 freizusetzen.“ Die Teammitglieder führten eine neue Reihe von Sensortechnologien für die Überwachung der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, die Bewertung der Umweltauswirkungen, die Erhebung von Ausgangsdaten und für andere Meeresaktivitäten wie die Überwachung der Umweltbelastung ein. Es wurde ein Online-Instrument für die Überwachung und Entscheidungsfindung entwickelt, das bei der Ermittlung und Auswahl der geeignetsten Techniken und Technologien für die Umweltüberwachung einer küstennahen CO2-Speicherstelle behilflich ist. Betreiber im Bereich der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung können das Instrument zur Gestaltung kosteneffektiver Überwachungsstrategien nutzen. STEMM-CCS führte eine Technologie und Verfahren für die Bewertung der bestehenden Bedingungen in Meeressystemen ein, analysierte, welche natürlich vorhandenen Merkmale zu einer Freisetzung von CO2 aus einem Speicherbecken führen könnten und demonstrierte, dass eine etwaige CO2-Freisetzung erfolgreich detektiert werden kann. „Falls wir Offshore-Betriebstätigkeiten für die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung entwickeln, werden die technologischen Lösungen dabei helfen, das Vertrauen und die öffentliche Akzeptanz zu verbessern, da deren Umweltfreundlichkeit gewährleistet ist“, lautet das Fazit von Connelly.
Schlüsselbegriffe
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