Nutzung tieferer Untergrund / CO₂-Speicherung

Wechsel von Barriere- und Speichergesteinsschichten bis in eine Tiefe von einigen Kilometern (Beispiel aus Norddeutschland) Quelle: BGR

Der tiefere geologische Untergrund bietet vielfältige Nutzungsmöglichkeiten. Es werden nicht nur Rohstoffe wie beispielsweise Erdgas gefördert oder hydrothermale Wässer genutzt, der Untergrund dient auch zur temporären Speicherung etwa von Erdgas oder Druckluft und zur dauerhaften Lagerung von Abfällen.

Mit dem stetig steigenden Anteil der Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen nimmt die Notwendigkeit zu, überschüssige Energie temporär zu speichern. Stromüberschüsse aus Sonnen- und Windkraft können z. B. zur Produktion von Druckluft, Wasserstoff oder synthetischem Erdgas genutzt und so im Untergrund gespeichert werden. Aus diesen kann dann wieder Energie gewonnen werden, wenn wenig Wind weht oder die Sonne nicht scheint. Auch Wärme und Kälte lassen sich saisonal speichern.

Einen wesentlichen Beitrag zur Wärmeversorgung kann die Geothermie, also die Nutzung von Erdwärme, leisten, deren Ausbau in Deutschland in den kommenden Jahren vorangetrieben werden soll.

Eine weitere Nutzungsmöglichkeit des tieferen Untergrundes ist die Speicherung von Kohlendioxid (CO₂) in tiefen, Salzwasser führenden Gesteinsschichten (so genannten salinaren Aquiferen) oder erschöpften Erdgaslagerstätten. Industriebetriebe, wie etwa  Zementwerke, können durch Abscheidung von CO₂ aus ihren Prozessgasen und dessen Nutzung oder dauerhafter  Speicherung ihre anderweitig schwer vermeidbaren CO₂-Emissionen minimieren.

Die unterschiedlichen Nutzungsansprüche an den Untergrund werfen verschiedene Fragen auf, wie zum Beispiel:

• Welche Eigenschaften des Untergrundes sind für welche Nutzung besonders vorteilhaft bzw. ungünstig?
• Wo kann im Untergrund welche Nutzung in welchem Umfang erfolgen?
• Wie beeinflussen sich verschiedene Nutzungen?
• Was ist bei Nutzungen von verschiedenen Gesteinsschichten an einem Ort aber in unterschiedlichen Tiefen zu beachten (so genannte Stockwerksnutzung)?

Zur Beantwortung dieser Fragen werden möglichst aktuelle und umfassende Kenntnisse über
i) die Beschaffenheit des tieferen Untergrundes und
ii) die mit verschiedenen Nutzungen verbundenen Prozesse im Gestein

benötigt. Daher erarbeitet die BGR – zusammen mit den Staatlichen Geologischen Diensten der Bundesländer – Bundesland-übergreifend grundlegende Informationen zum Aufbau und den Eigenschaften des tieferen Untergrundes, stellt diese beispielsweise in Form von Berichten, dreidimensionalen Modellen, Karten und Geographischen Informationssystemen zusammen, bewertet sie und leitet daraus Nutzungspotenziale ab. Zudem entwickelt und erprobt die BGR im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten verschiedene Konzepte und Möglichkeiten zur Nutzung des tieferen Untergrundes für die tiefe Geothermie und die Speicherung von CO₂.