Unter dem Meer: Offshore-CO2-Speicherung sicher gestalten

Angesichts der steigenden CO2-Konzentration in der Atmosphäre und den Ozeanen entwickeln Wissenschaftler derzeit Systeme für CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS), die es ermöglichen, Kohlenstoffdioxid on- sowie offshore zu speichern, und eine Lösung für dieses Problem darstellen könnten. Noch sind allerdings weitere Forschungsarbeiten notwendig, um sicherzustellen, dass neue Technologien, die industrielle Emissionen abscheiden und dauerhaft im Meeresgrund speichern, auch sicher sind.

Dieses Verfahren ist Gegenstand eines multidisziplinären EU-finanzierten Projekts, in dem neue Ansätze, Methodiken und Mittel untersucht werden, mit denen der sichere Betrieb von Offshore-CCS-Anlagen gewährleistet werden soll, die sich häufig an nicht wirtschaftlich nutzbaren Öl- und Gasreservoirs befinden. Das Projekt STEMM-CCS hat die Entwicklung von Ansätzen zum Ziel, mit denen passende marine Lagerstätten gefunden und effektiv überwacht werden können, um die öffentliche Meinung zu CCS als tragfähige Lösung zur Senkung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre und den Meeren zu verbessern.

Das Forschungsteam, das von Wissenschaftlern im Vereinigten Königreich geleitet wird, veröffentlichte eine wissenschaftliche Arbeit in der Fachzeitschrift „Journal of Geophysical Research: Oceans“, in der sie Wege skizzieren, um im Fall eines Lecks kosteneffektiv zu ermitteln, an welcher Stelle der Speicherstätte die durch den Meeresboden sickernden Stoffe austreten. Solche Lecks könnten den Menschen und die marine Umwelt gefährden, doch die Überwachung kann kostenintensiv ausfallen.

In seinem Bericht kombiniert Guttorm Alendal von der Universität Bergen den Satz von Bayes mit Vorhersagen zur CO2-Bilanz und schlägt drei Strategien vor, mit denen die Suchwege autonomer, mit Sensoren ausgerüsteter Unterwasserfahrzuge bestimmt werden können.

Schnelles, effizientes und autonomes Aufspüren von Lecks

Beim Ausfindigmachen eines Lecks spielen die vor Ort herrschenden Umgebungsbedingungen eine wichtige Rolle. Umweltbedingte Veränderungen, etwa eine sich verändernde Fauna oder erhöhte Konzentrationen gelöster Gase, können darauf hinweisen, dass Gase ins Meer freigesetzt werden. Schwankungen der Ozeandynamik – beispielsweise eine veränderte lokale Topografie und variierende Strömungsrichtungen aufgrund der Gezeiten – stellen autonome Fahrzeuge jedoch vor Herausforderungen.

Solche Unterseeboote können sofort Messungen vornehmen, um die Quelle austretender Gase zu ermitteln: Jede Messung aktualisiert das Wahrscheinlichkeitsfeld des Fahrzeugs und liefert Informationen dazu, an welcher Stelle des Bereichs als Nächstes gesucht werden sollte. Dabei wird auf Grundlage des Satz von Bayes eine Wahrscheinlichkeitskarte erstellt, die das Fahrzeug auf der Suche nach dem Leck auf den kosteneffektivsten Weg führt.

In STEMM-CCS (Strategies for Environmental Monitoring of Marine Carbon Capture and Storage) werden einige Forschungsreisen an potenzielle CCS-Stätten in der Nordsee unternommen, an denen die Forscher im Meeresboden CO2 freisetzen werden, sodass sie dessen Weg durch dem Meeresgrund und ins Wasser beobachten können. Mithilfe einer Kombination aus bestehenden Technologien und ihren eigenen neuen Sensoren sowie Verfahren zur Untersuchung der Ausgangsbedingungen, der Strukturen im Meeresgrund und der von Flüssigkeiten und Gasen eingeschlagenen Wege möchten die Wissenschaftler umfassendes Wissen generieren, um zukünftige Maßnahmen zu empfehlen.

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