Team GEOSTOR

Ich hoffe, dass die CO₂-Speicherung unter dem Boden der Nordsee dazu beitragen kann, das Klimaproblem zu lösen. Dazu muss allerdings gewährleistet werden, dass das CO₂ auch tatsächlich im Speicher bleibt und nicht wieder in die Atmosphäre freigesetzt wird. Um das Klimaproblem zu lösen, darf Deutschland bis spätestens 2045 kein CO₂ mehr emittieren. Das gelingt nur, wenn CO₂-Emissionen, die sich nicht vermeiden lassen, durch die Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre ausgeglichen werden. Dieses CO₂ kann dann zurück in geologische Formationen eingebracht und aufbewahrt werden. Auch deshalb ist es wichtig, zu untersuchen, ob und in welchem Ausmaß CO₂ unter dem Boden der Nordsee gespeichert werden kann.

Die Geowissenschaften sind leider zum Teil für das Klimaproblem verantwortlich, da sie dabei geholfen haben, Lagerstätten von Kohle, Erdöl und Erdgas zu finden und zu erschließen. Ich würde mich als Geowissenschaftler freuen, wenn wir unser Knowhow anwenden könnten, um mit Hilfe der CCS-Technologie, einen Beitrag zur Lösung des Problems zu leisten.

Dennoch ist in Deutschland bisher kein CO₂-Speicher im industriellen Maßstab in Betrieb. Der Rechtsahmen für die Erkundung und Überwachung von CO₂-Speichern ist in Deutschland durch das Kohlendioxid-Speicherungsgesetz vorgegeben. Anforderungen an Speicher oder deren Überwachung sind jedoch nicht im Detail festgelegt. Ich gehe hier der Frage nach, welche geotechnischen Möglichkeiten und Konzepte der Erkundung und Überwachung von Speichern den rechtlichen Anforderungen genügen und dabei sowohl dem Klimaschutz, als auch dem Schutz der Meeresumwelt gerecht werden könnten.

In GEOSTOR untersuche ich, welche Auswirkungen eine CO₂-Speicherung im Deutschen Nordseesektor auf bereits bestehende und zukünftige Nutzungen und Funktionen des dortigen Meeresgebietes haben könnte. Zusammen mit den anderen GEOSTOR-Partnern möchte ich versuchen, Lösungsstrategien für identifizierte Nutzungskonflikte zu entwickeln. Zudem wollen wir Vorschläge erarbeiten, wie eine CO₂-Speicherung und auch andere, vielleicht zukünftig nötige, Nutzungen des tieferen Untergrundes unter der Nordsee raumplanerisch berücksichtigt werden könnten.

Mit den Ergebnissen aus GEOSTOR möchte ich dabei helfen, die Chancen und Risiken verschiedener Möglichkeiten zur Minderung des CO₂-Austoßes in die Atmosphäre besser vergleichen und bewerten zu können. Damit möchte ich eine sachliche, gesamtgesellschaftliche Diskussion über die Maßnahmen unterstützen, mit denen unsere nationalen Emissionsminderungsziele erreicht werden sollen.

Zur Abbildung der dabei auftretenden Strömungs – und Transportprozesse entwickeln und wenden wir in der Arbeitsgruppe Geohydromodellierung an der CAU Kiel entsprechende numerische Simulationsprogramme an.

Im Rahmen von GEOSTOR interessiere ich mich im Wesentlichen für die Bestimmung der dynamisch erreichbaren Speicherkapazitäten im offshore-Bereich der deutschen Nordsee, sowie für die dadurch verursachten induzierten hydraulischen Auswirkungen und deren Raumwirkung. Dadurch möchte ich einen Beitrag zu einer verbesserten Bestimmung der Speicherkapazitäten für CO₂ leisten.

Im Rahmen des GEOSTOR-Projekts untersuche ich unterirdische Speicher mit Hilfe numerischer Simulationstechniken. Unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften von CO₂ und der spezifischen Art der geologischen Falle ermöglicht meine numerische Analyse die Bestimmung der erreichbaren dynamischen Speicherkapazität, der optimalen Injektionsstrategien, der induzierten hydraulischen Fernfeldeffekte, des Raumbedarfs im Untergrund sowie der Überwachungseinrichtungen im Feldmaßstab.

Aus diesem Grund beschäftigen wir uns auch schon lange intensiv mit der effizienten Erzeugung von Strom aus Photovoltaik, Windenergie und mit der Wasserstofferzeugung mit Hilfe dieser erneuerbaren Energien.

Für das Projekt GEOSTOR, stelle ich die technischen Bausteine zum Transport, der Zwischenlagerung und dem Export zum finalen Speicherort unter dem Meeresboden für das CO₂ zusammen. Wenn ich die technischen Fragen mit meinem Team geklärt habe, schätzen wir die Kosten für diese Logistikkette ab, denn die CO₂-Speicherung ist nur dann akzeptabel, wenn sie mit vernünftigen Kosten verbunden ist.

Ich baue den Meeresboden in kleinem Maßstab im Labor nach und kann dann Messinstrumente zur Beobachtung nutzen, die nur im Labor an Land funktionieren.

Durch meine Messmethoden bekomme ich ein viel detaillierteres Bild davon, was genau bei der Einspeicherung von CO₂ passiert. Für dieses Projekt kann ich zum Beispiel untersuchen, inwieweit sich das Gestein im Meeresboden verändert, wenn CO₂ eingeleitet wird.

Der Klimawandel wird einen viel größeren Einfluss auf unsere Zukunft haben, als den meisten Menschen bewusst ist. Die veränderten Umweltbedingungen werden es uns irgendwann nicht mehr erlauben, genauso weiter zu leben, wie bisher. Und je schneller der Wandel kommt, desto schwieriger wird es für die Menschheit sein, sich an die veränderten Bedingungen anzupassen. Damit das nicht notwendig sein wird, müssen wir jetzt etwas tun.

CCS ist ein interessanter und vielleicht sogar notwendiger Ansatz, um das Klimaproblem in den Griff zu bekommen. Ich finde es aber wichtig, dass vor einer Anwendung dieser Idee sorgfältig und unvoreingenommen geprüft wird, ob Gefahren damit verbunden sind und ob das CO₂ wirklich im Speicher bleibt und nicht gleich wieder freigesetzt wird. Mit meiner Arbeit will ich dazu beitragen, diese Punkte zu klären. Einerseits, damit diese Technologie nicht unüberlegt eingesetzt wird. Aber auch, damit die Möglichkeiten von CCS nicht verschenkt werden, falls die Wissenschaft findet, dass es machbar und unbedenklich ist.

Mittlerweile habe ich an mehr als 20 wissenschaftlichen Offshore-Expeditionen teilgenommen und Hunderte autonome Geräte erfolgreich eingesetzt. Als Diplomphysiker haben mich schon immer die fundamentalen Prozesse hinter den sichtbaren Auswirkungen interessiert. Vor diesem Hintergrund werden auch die Geräte bei uns entwickelt, beim Monitoring haben wir nie nur den direkten Untersuchungsgegenstands im Blick, sondern auch stets dessen kaskadierende Wechselwirkungen mit der Umgebung. Die dahinterliegende Sensorik ist meist hochkomplex, oft aber trotzdem robuster und sensitiver als konventionelle Meßtechnik. Monitoring spielt meiner Meinung nach eine Schlüsselrolle bei allen Vorgängen, die in die natürlichen Prozesse eingreifen.

Ich analysiere, unter welchen rechtlichen Voraussetzungen Demonstrationsprojekte zur CO₂-Speicherung unter der Nordsee durchgeführt werden können, und versuche, etwaige Reformbedarfe auf den Ebenen des internationalen, europäischen und nationalen Rechts zu identifizieren.

Mit meiner Arbeit möchte ich einen Beitrag dazu leisten, Rechtsklarheit hinsichtlich der CO₂-Speicherung im Meeresuntergrund zu erzielen. Das ist deshalb von praktischer Bedeutung, weil ohne die Abscheidung und dauerhafte Speicherung von Treibhausgasen die Klimaschutzziele des Übereinkommens von Paris möglicherweise nicht erreicht werden können. Daneben muss das Recht sicherstellen, dass Schädigungen der Meeresumwelt und der marinen Ökosysteme sowie Konflikte mit anderen Meeresnutzungen vermieden werden.

Meine Hoffnung ist, dass ich mit meiner Forschung einen Beitrag zu einer nachhaltigen Nutzung des Meeres, die diese Bezeichnung verdient, leisten kann.

Kürzlich bin ich aus dem wissenschaftlichen Bereich zu K.U.M. GmbH gewechselt und werde mich im GEOSTOR Projekt engagieren. Meine wesentliche Aufgabe besteht darin eine optimale Konfiguration von seismischen Sensoren zu entwickeln, um ein passives Monitoring des sich ausbreitenden CO₂ nach der Injektion in geologische Formationen unter dem Meeresboden zu ermöglichen. Die Einlagerung von CO₂ unter dem Meeresboden, welches aus industriellen Quellen eingefangen wurde, halte ich für eine gute und naheliegende Option um die CO₂ Emissionen zu reduzieren. Es spornt mich an, mittels Monitoring einen aktiven Beitrag leisten zu können und so die Sicherheit von potentiellen CCS Projekten zu erhöhen.

Diese Untersuchungen bilden auch die Grundlage für eine spätere Bestimmung der jeweiligen gesteinsphysikalischen Parameter der geologischen Schichten. Dadurch sind diese Daten ein wichtiger Baustein zur quantitativen Beschreibung des Untergrundes. Aktuell erscheint die CO₂-Speicherung im Bereich der deutschen Nordsee als ein möglicher Baustein, um die zukünftige CO₂-Konzentration in der Atmosphäre zu verringern. Im Vorfeld einer derartigen Nutzung des Untergrundes müssen jedoch damit verbundene Risiken – also ein ungewolltes Entweichen des CO₂ aus dem Untergrund – sorgfältig untersucht werden.

Die Anwendung modernster geophysikalischer Erkundungsverfahren auf solch praktische Fragestellungen ist für mich persönlich eine besondere Herausforderung am Projekt GEOSTOR.

Genauer gesagt beteiligte ich mich in den meisten Projekten an der Entwicklung von Lösungen für die digitale Signal- und Bildverarbeitung, Verbesserung bestehender Algorithmen, um deren Rechenleistung zu erhöhen.

Im Rahmen des GEOSTOR-Projekts soll der Bau von Monitoring-Systemen für CCS umgesetzt werden, was offensichtlich neue Technologien zur Verarbeitung riesiger Datenmengen erfordert, um relevante Informationen zu bekommen.

Ich freue mich darauf, gemeinsam Technologien zu entwickeln, die diese Welt ein wenig sauberer und besser machen, damit unsere Kinder in einer sauberen und freundlichen Umgebung leben können.

Im Rahmen von GEOSTOR bin ich in die Vorbereitung und Durchführungen von Ausfahrten in die Nordsee, sowie in die Auswertung der erhobenen Daten eingebunden. Bei den Untersuchungen, geht es um das Verständnis und die Risikobewertung von potentiellen CO2-Leckagen entlang vorhandener Bohrlöcher in den Sedimenten oberhalb von CO2-Speicherformationen. Hierbei möchte ich den Mechanismus und die mögliche Auswirkung von Leckagen genauer untersuchen.

Mit meiner Arbeit im Rahmen des GEOSTOR Projekts, hoffe ich einen Beitrag dazu zu leisten eine sichere Speicherung von CO2 in Sandsteinformationen im tieferen Untergrund der Nordsee zu gewährleisten.