Müllkippen für Kohlendioxid

Der Traum

Wo Kohle verbrannt wird, entsteht Kohlendioxid, auch wenn es unsichtbar ist und Kraftwerke nur noch durch die Wasserdampfschwaden auffallen

Man sieht es nicht, man riecht es nicht. Aber im Mineralwasser sorgt es für ein angenehmes Sprudeln, das farblose Gas Kohlendioxid. Es ist eigentlich ein ganz normaler Bestandteil der Luft. Doch wenn Kohlendioxid in großen Mengen in die Atmosphäre gelangt, macht es die Erde zum Treibhaus - seit Jahren ein international diskutiertes Problem. Seit dem Kyoto-Protokoll ist klar, dass auf der ganzen Welt der Ausstoß von Kohlendioxid verringert werden muss. Aber wie? Findige Wissenschaftler, Unternehmer und Politiker haben einen Traum: Wäre es nicht schön, wenn man das Treibhausgas einfach verschwinden lassen könnte?

Mit Algen im Meer versenken

Können Algen das Problem lösen? Forscher des Alfred Wegener Instituts düngen in ihrem Experiment das Polarmeer mit Eisensulfat

Man könnte es zum Beispiel im Meer versenken. Der Hintergrund: Algen verbrauchen Kohlendioxid, denn wie alle Pflanzen binden sie es, um daraus Biomasse aufzubauen. Wenn man also das Meer düngt und damit das Wachstum von Algen fördert, dann nehmen sie entsprechend mehr Kohlendioxid auf. Sterben die Algen ab und sinken auf den Meeresgrund, sollte das Treibhausgas mit ihnen in der Tiefe verschwinden, so zumindest die Theorie. Um zu sehen, was in der Praxis geschieht, haben Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts in Bremerhaven in den letzten Jahren Versuche durchgeführt, bei denen sie den Ozean im Antarktischen Polarmeer tatsächlich mit Eisensulfat gedüngt haben.

Die Experimente zeigen, dass ein Teil der Algen von Kleinkrebsen gefressen wird. Diese Krebse dienen anderen Tieren als Nahrung - und die atmen das Kohlendioxid dann wieder aus. Der Effekt des Algenfutters ist deshalb nicht so groß wie erhofft. Großflächiges Düngen wäre außerdem ein massiver Eingriff in das Ökosystem - Kritiker warnen vor unabsehbaren Folgen.

Neue Technik für Kraftwerke?

Das Feuer in der Brennkammer eines Braunkohlekraftwerks, bei der Kohle mit Luft verbrannt wird. In Zukunft soll mit reinem Sauerstoff verbrannt werden – wenn es gelingt, den Temperaturen, die sich dabei entwickeln, standzuhalten

Statt das Kohlendioxid erst in die Atmosphäre auszustoßen und es dann wieder daraus zu entfernen, arbeiten Forscher daran, es gleich da abzufangen, wo es entsteht – zum Beispiel in Kraftwerken. Doch in einem konventionellen Kohlekraftwerk geht das nur unter großem Aufwand. Denn dort entsteht das Treibhausgas vermischt mit anderen Gasen. Um daraus das Kohlendioxid zu filtern, ist viel Energie nötig.

Deshalb wollen Wissenschaftler Kohle anstatt mit Luft mit reinem Sauerstoff verbrennen - dann besteht das Abgas aus fast reinem Kohlendioxid. Es kann gekühlt und gelagert werden. Doch es gibt ein Problem - bei der Verbrennung mit reinem Sauerstoff entwickelt sich eine große Hitze, die den Brennkessel zerstören kann. Deshalb arbeiten die Forscher noch daran, dass die Flamme dabei nicht zu heiß wird. Bis 2020 wollen einige Energieversorger die ersten Kraftwerke bauen, die diese Technik nutzen. Doch dann gibt es das nächste Problem: Wohin mit dem im Kraftwerk gesammelten Kohlendioxid?

Verklappen in der Tiefsee

Kleine flüssige Kugeln aus einem Kohlendioxid-Meerwasser Gemisch in 3.600 Meter Tiefe. Forscher des MBARI Instituts in Kalifornien untersuchen, ob das Treibhausgas so auf dem Meeresboden gelagert werden kann

Forscher des Monterey Bay Aquarium Research Instituts in Kalifornien untersuchen deshalb, ob Kohlendioxid in der Tiefsee versenkt werden kann. Es könnte in Pipelines dorthin gepumpt werden. Die Experimente zeigen: In 3.600 Meter Tiefe ist der Wasserdruck so hoch, dass das Kohlendioxid flüssig wird. Es entstehen kleine Kugeln aus einem Kohlendioxid-Meerwasser Gemisch. Sie sammeln sich auf dem Boden und können in Mulden auf dem Ozean Seen bilden. Allerdings stirbt darin alles Leben ab und selbst, wenn man das in Kauf nähme, ist es keine dauerhafte Lösung. Denn dieses Kohlendioxid-Meerwasser Gemisch ist nicht sehr stabil. Wenn Strömungen die obersten Schichten des unterirdischen Sees aufwirbeln verteilt sich mit der Zeit das Kohlendioxid im Ozean. Vermutlich ist so ein Kohlendioxidsee nach einigen hundert Jahren verschwunden. Welchen Einfluss eine solche Veränderung in der Tiefsee auf das Meer hat, ist noch nicht erforscht.

Gepresst in Sandstein unter dem Meeresboden

Vor der norwegischen Küste liegt eine Bohrinsel, die eine andere Methode nutzt – sie könnte für Deutschland interessant sein. Auf der Sleipner-Bohrinsel wird Öl gefördert, das sehr viel Kohlendioxid enthält. Gelangt es in die Atmosphäre, muss der Betreiber in Norwegen hohe Steuern zahlen. Deshalb trennt man das Kohlendioxid ab und presst es in Gesteinsschichten unter dem Meeresboden. Kleine Poren in dem Gestein nehmen das Treibhausgas auf. In vielen Regionen Deutschlands liegen in rund 1.000 Meter Tiefe Sandsteinschichten mit ähnlichen Eigenschaften. Forscher beginnen jetzt zu untersuchen, ob auch sie sich als Kohlendioxidspeicher eignen. Dazu müssen die Wissenschaftler klären, wie das Gas dort hinein gepresst werden kann und ob es wirklich unten bleibt, ohne zum Beispiel das höher gelegene Grundwasser zu gefährden.

Alternative: weniger Kohle und Öl verbrennen

Die Idee, das Kohlendioxid einfach verschwinden zu lassen, ist zwar verlockend, aber sie schafft bei den Endlagern neue Probleme. Außerdem kostet sie zusätzlich Energie. Trotzdem könnten die Techniken für eine Übergangszeit eingesetzt werden, bis andere Lösungen weit genug entwickelt sind. Auf lange Sicht geht kein Weg daran vorbei, weniger Kohle, Öl und Gas zu verbrauchen. Deshalb arbeiten Forscher zum Beispiel daran, Kraftwerke effizienter zu machen, indem sie den Verbrennungsprozess optimieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Kraftwerke dort zu bauen, wo sie gleichzeitig Häuser heizen können. Denn ein Kraftwerk erzeugt schon beim Betrieb sehr viel Abwärme, die meist nutzlos verpufft. Diese Abwärme kann man nutzen und sie direkt in Wohnhäuser umleiten. Mit solchen kleinen, im ganzen Land verteilten Kraftwerken kann man viel Heizenergie sparen. In den letzten Jahren wurde ein weiterer Schritt in diese Richtung getan. Es kamen mit Gas betriebene Generatoren auf den Markt, die so klein sind, dass sie in Kellern von Mehrfamilienhäusern statt einer konventionellen Heizung eingebaut werden können. Dort erzeugen sie gleichzeitig Strom und Wärme für das Haus. Doch am besten vermeidet man Kohlendioxidausstoß, wenn statt Kohle, Öl und Gas andere Energiequellen wie Sonne, Wind oder Wasserkraft genutzt werden Doch es ist unwahrscheinlich, dass diese regenerativen Energien in absehbarer Zeit genug Strom liefern können, um die fossilen Brennstoffe überflüssig zu machen.