CO2 ist die chemische Summenformel für das aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehende Molekül Kohlenstoffdioxid, auch als Kohlendioxid bekannt. Das Gas Kohlenstoffdioxid ist farblos, gut in Wasser löslich, nicht brennbar, geruchlos und ungiftig. Es ist neben Stickstoff, Sauerstoff und sogenannten Edelgasen ein natürlicher Bestandteil der Luft und ist eines der bedeutendsten Treibhausgase.
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Damit die Schweiz ihr Netto-Null-Klimaziel erreicht, müsse sie den CO2-Ausstoss nicht nur reduzieren, sondern das Klimagas auch dauerhaft speichern, schrieb die Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich (ETH Zürich) in einer Mitteilung vom Mittwoch.
Wie Gestein zum CO2-Speicher wird
Forschende der ETH Zürich untersuchten deshalb, ob CO2 in den Schweizer Alpen dauerhaft im Untergrund gespeichert werden kann. Die Resultate wurden in der Fachzeitschrift «Swiss Journal of Geosciences» veröffentlicht.
Mögliche Kandidaten sind die Gesteine Basalt, Peridotit und Serpentinit. Für eine ideale Speicherkapazität muss das Gestein im Untergrund gemäss den Forschenden ausserdem ein bestimmtes Volumen aufweisen und auf einer Tiefe von mindestens 350 Meter liegen. Dort ist der Druck hoch genug, um das CO2 im Wasser zu halten. Weiter spielen die optimale Temperatur von 90 bis 185 Grad Celsius, das Alter, der Alterungszustand, die Porosität und die Durchlässigkeit des Gesteins eine wichtige Rolle.
Mehrere Gebiete
«Das sind einige der Kriterien, die erfüllt sein müssen, damit ein Gebiet überhaupt als Reservoir in Frage kommt», sagt Adrian Martin, auf dessen Master-Arbeit diese Studie beruht.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden dabei mehrere Gebiete, die theoretisch die Kriterien für eine solche Speicherung erfüllen. Zu diesen Gebieten gehören laut der ETH die Zermatt-Saas-Zone und die Tsaté-Decke im Wallis sowie die Arosa-Zone in Graubünden.
Wie gespeichert wird
Um das CO2 im Untergrund speichern zu können, wird es in Wasser gelöst und als Kohlensäure in den Untergrund gepresst. Das verwendete Wasser ist zuerst sauer, hat also einen niedrigen pH-Wert. Es dringt in das poröse Gestein ein und löst es auf. Dabei kommen Eisen-, Magnesium- und Kalzium-Ionen frei. Dadurch steigt der pH-Wert des injizierten Wassers, und ab einem bestimmten Punkt kommt es zur umgekehrten Reaktion: Das CO2 verbindet sich mit Kalzium und Magnesium und bildet weisses Karbonatgestein, zum Beispiel Kalk.
Viele Hürden
Die geologische Struktur sei in diesen Gebieten durch die stark gefalteten Gesteinsschichten und tektonischen Störungen aber sehr komplex, so die Hochschule. Hinzu kämen weitere Probleme. So sei das Zermatter Gestein im Untergrund etwa sehr dicht und enthalte wenig offene Hohlräume oder Risse, in die das CO2 eindringen könnte.
Zudem ist der Wasserbedarf für die untersuchte Speichertechnik, die so genannte In-situ-Mineralisierung, laut den Forschenden sehr hoch. Auch sehen sie wirtschaftliche und gesellschaftliche Hürden wie hohe Kosten und Skepsis der Anwohnerinnen und Anwohner.
Die dauerhafte Speicherung von CO2 durch In-situ-Mineralisierung sei in der Schweiz daher kurzfristig nicht realisierbar und erscheine auch langfristig als ungeeignet, so die Forschenden.
