Ab unter die Nordsee?

Möglichst umweltverträglich. Möglichst ohne Risiken. Kurz gesagt: möglichst sicher. So sollte die CO2-Speicherung umgesetzt werden – in Deutschland und natürlich auch in anderen Ländern. Doch welche Risiken bestehen überhaupt bei der Kohlenstofflagerung und wie lassen sie sich minimieren? Mit diesen Fragen befasst sich das Öko-Institut in unterschiedlichen Projekten. Ein Fokus liegt dabei auf der Nordsee, wo sich europäische Projekte zur CO2-Speicherung konzentrieren.

In Europa gibt es zahlreiche geeignete geologische Formationen für die Speicherung von Kohlendioxid. Laut Prognosen plant die EU, bis 2030 insgesamt 50 Millionen Tonnen CO2 zu speichern. Eine Menge, die auf dem Weg zur Klimaneutralität bis 2040 sicher erheblich steigen wird. „Es gibt bereits viele europäische Projekte zur CO2-Speicherung, sie wird derzeit vor allem von Norwegen, Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden vorangetrieben“, sagt Dr. Florian Krob, Senior Researcher am Öko-Institut. „So lagert Norwegen etwa seit Mitte 2025 im Projekt Northern Lights in der Nähe von Bergen Kohlendioxid ein.

Auch in Deutschland gibt es mehrere Gebiete, die für CCS grundsätzlich geeignet sind – dies sind vor allem so genannte salinare Aquifere – tiefe, Salzwasser führende Gesteinsschichten – sowie theoretisch auch erschöpfte Erdgaslagerstätten. Salinare Aquifere befinden sich vor allem in Norddeutschland, aber auch am im Oberrheingraben sowie im Alpenvorland. „Nicht alle Standorte sind tatsächlich passend, etwa, wenn es andere Nutzungen gibt. Die Pläne in Deutschland konzentrieren sich außerdem derzeit auf die Nordsee. Man geht hier von einer möglichen Gesamtspeichermenge von einer bis anderthalb Gigatonnen CO2 aus – ich schätze, dass der tatsächliche Wert eher unter einer Gigatonne liegt.“

Risiken. Welche Risiken?

In der Analyse „Securing the Underground – Managing the Risks of Carbon Storage through Effective Policy Design“, die vom Naturschutzbund Deutschland (NABU) initiiert und von der European Climate Foundation (ECF) gefördert wurde, hat das Öko-Institut mit Fokus auf die Lagerung unter dem Meeresboden untersucht, welche Risiken es bei der Einspeicherung von CO2 geben kann und auch, wie diese kontrolliert werden können. „Wir blicken dabei nicht nur auf die Technologien selbst, sondern auch auf die Regulierung, die es braucht, um Risiken zu minimieren sowie die Sicherheit und Nachhaltigkeit der CO2-Speicherung zu verbessern.“ Aber über welche Risiken sprechen wir überhaupt? „Erfahrungen bisheriger Projekte zeigen, dass bei der Injektion enorme betriebliche Schwierigkeiten vielfältiger Art auftreten können. Gleichzeitig gibt es viele weitere Herausforderungen, die damit in Wechselwirkung stehen. So etwa in Hinsicht auf die öffentliche Wahrnehmung, finanzielle Anreize, Umweltauswirkungen auf marine Ökosysteme und eine Verzögerung der tatsächlichen Wirksamkeit zur Emissionsreduktion.“

Das Projektteam betont mit Blick auf den rechtlichen und technischen Rahmen: Die EU-Direktive zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung sei eine Grundlage, um die CO2-Speicherung zu verwalten, aber auch verbesserungswürdig – etwa mit Blick auf Transparenz und das öffentliche Vertrauen. „Es braucht eine unabhängige Aufsicht durch Dritte, die vertrauliche Meldung von Unregelmäßigkeiten sowie harmonisierte CO2-Reinheitsstandards“, sagt Florian Krob. „Gibt es in der EU zudem nicht genug regulatorische Standardisierung, führt das zu Ineffizienz und höheren Betriebskosten für die Projektbetreiber.“ Apropos Betreiber: Bei den norwegischen Speicherprojekten Sleipner und Snøhvit wurden die Kosten erheblich überschritten, verursacht durch betriebliche Schwierigkeiten während der CO2-Injektion. „Es besteht zum Beispiel das Risiko, dass die Gesteinsschichten nicht das Injektions- und Speicherverhalten zeigen, das prognostiziert wurde. Die richtige Auswahl des Standorts und der Injektionsprotokolle – also des genauen Vorgehens für die Einspeicherung – ist daher entscheidend. Zusätzliche Risiken gibt es, wenn bestehende Infrastrukturen wie etwa Pipelines aus der fossilen Brennstoffindustrie wiederverwendet werden sollen. Sie sind technisch nicht mit den Anforderungen der CO2-Speicherung kompatibel.“

Geringe Umweltrisiken

Laut der Analyse ist die Offshore-Speicherung mit relativ geringen Umweltrisiken verbunden. Diese können aber natürlich nicht ignoriert werden. „Zu nennen sind hier direkte Effekte wie die Beeinträchtigung von Meeresökosystemen durch CO2-Leckagen, aber auch indirekte Folgen wie eine Lärmbelästigung durch den zunehmenden Schiffsverkehr.“ Das Projektteam empfiehlt daher, die Umweltverträglichkeitsprüfungen für CO2-Speicherprojekte auch auf solche indirekten Auswirkungen auszuweiten. Darüber hinaus fordert es eine umfassende und mehrdimensio­nale Raumplanung, um insbesondere in ökologisch sensiblen Gebieten Konflikte mit anderen Oberflächen- und Untergrundnutzungen zu vermeiden. „Es sollte auch versucht werden, Vereinbarkeiten mit anderen Nutzungen zu finden.“

Niedriges Expositionsrisiko

Für Menschen sei das Expositionsrisiko niedrig, es brauche dennoch eine umfassende und kontinuierliche Überwachung, damit Unregelmäßigkeiten bei der Lagerung erkannt und abgemildert werden können. Diese Überwachung brauche es sowohl während der Injektionsphase als auch nach der Schließung der Speicherstätte. „Da­rüber hinaus sollten unabhängige Verifizierer einbezogen werden und es braucht einen klaren Rahmen für die langfristige Haftung“, so der Senior Researcher. „Dieser muss sicherstellen, dass es finanzielle Vorkehrungen gibt, die Sanierungs- und Wartungskosten nach der Schließung der Lagerstätte abdecken.“ Bislang schreiben die EU-Leitlinien eine 20-jährige Nachsorgephase vor, in Deutschland sind 40 Jahre vorgesehen. Nach dieser übernehmen die staatlichen Behörden die Verantwortung. „Wichtig ist auch, dass die politischen Entscheidungsträger*innen die Rahmenbedingungen regelmäßig überprüfen und aktualisieren – etwa mit Blick auf eine Weiterentwicklung der Technologien oder den grenzüberschreitenden Kohlenstofftransport.“

Die Nordsee, unser Speicher?

In der Analyse „Anforderungen an ein Verfahren zur Identifikation umweltverträglicher CO2-Speicher“ für das Umweltbundesamt haben die Wissenschaftler*innen des Öko-Instituts die Eignung der Nordsee für deutsche CO2-Speicherprojekte genauer analysiert. „Rein geologisch scheint sie vielversprechend, doch es gibt hier ernstzunehmende Nutzungskonflikte – mit dem Natur- beziehungsweise dem Meeresschutz, der Windenergie, der Fischerei oder auch militärischen Zwecken. Werden hier keine Vereinbarkeiten oder Möglichkeiten zur Mehrfachnutzung gefunden, ist CCS auf dem deutschen Gebiet der Nordsee nur schwer umsetzbar.“ CCS brauche zum Beispiel ein begleitendes Monitoring, das die Speicherung überwacht, sagt der Wissenschaftler. „Hierfür werden von Schiffen aus in regelmäßigen Abständen seismische Messungen durchgeführt – diese müssen recht große Flächen systematisch abfahren. Das geht nicht, wenn da ein Windpark steht, weil man da nicht einfach mit dem Schiff durchkann und die Erschütterungen der Windparks seismische Messungen beeinträchtigen können. Auch auf den Flächen der Bundeswehr könnte eine Mehrfachnutzung schwierig sein.“ Darüber hinaus gibt es technische Ungewissheiten, die das mögliche Speicherpotenzial deutlich beeinflussen können.

Auch in diesem Projekt haben die Wissenschaftler*innen Umweltrisiken betrachtet. Es gibt direkte Risiken – so etwa Probleme bei der Einspeicherung oder Leckagen. „Sollten unkontrolliert größere Mengen CO2 freigesetzt werden, wirkt sich das auf die Boden- und Wasserchemie aus, eine Versauerung sowie Risiken etwa für Krustentiere und Plankton wären die Folge.“ CCS könne sich aber auch indirekt auf die Umwelt auswirken. „Die Technologie kann sensible Arten wie Schweinswale beeinträchtigen – etwa bei der Erkundung, dem Pipelinebau oder seismischen Überwachungsmaßnahmen.“ Grundsätzlich sieht Krob nur geringe und vertretbare Risiken durch Leckagen, auch, weil diese recht unwahrscheinlich sind. Auswirkungen auf marine Ökosysteme etwa durch Lärm sind aus seiner Sicht hingegen sehr wahrscheinlich und sollten auf jeden Fall vermieden werden. „Unsere Studie dient auch dazu, die Frage zu beantworten, wie wir Langzeitsicherheit und Umweltverträglichkeit gewährleisten können. Zentrale Punkte sind zudem die Überwachung sowie ein Blick auf Prozesse und Methoden, um Umweltwirkungen zu verhindern.“

In der Nordsee sollte die Speicherung von CO2 daher nach dem Prinzip „Je weniger, desto besser“ erfolgen. „Damit sie für die Umwelt verträglich ist, braucht es einen moderaten und verantwortungsvoll geplanten Hochlauf, der Fehlentwicklungen vorbeugt und ausreichend Sicherheitsreserven bietet.“ So seien bei der Standortauswahl etwa klare Ausschlusskriterien und verbindliche Mindestanforderungen notwendig. Dazu gehören neben einer ausreichenden Speicherkapazität und einer günstigen geologischen Tiefe von mindestens 800 Metern ebenso eine Mindestmächtigkeit der primären, abdichtenden Deckschicht sowie eine langfristige Stabilität und Integrität dieser Barriere. „Darüber hinaus braucht eine sichere und umweltverträgliche CO2-Speicherung auch eine so genannte günstige Injektivität. Diese beugt technischen Schwierigkeiten bei der Injektion vor.“ Zu den Ausschlusskriterien gehören unter anderem aktive Störungen im Untergrund sowie großräumige Vertikalbewegungen, seismische oder vulkanische Aktivität oder auch die Beeinträchtigung nutzbarer Grundwasser durch die Speicherprojekte.

Aus Sicht von Dr. Florian Krob ist es zentral, die entsprechenden Prozesse frühzeitig und standardisiert aufzusetzen. „Derzeit sieht der gesetzliche Rahmen zum Beispiel die vertiefte Prüfung erst mit den Geländeuntersuchungen durch die Betreiber vor – das kommt zu spät, es braucht ein Verfahren, das frühzeitig deutlich macht, welche Gebiete wegen Umwelt- und Sicherheitsfragen oder Nutzungskonflikten nicht in Frage kommen.“ Erfahrungen aus Dänemark zeigten zudem, dass ein frühzeitiges, systematisches und transparentes Verfahren die gesellschaftliche Akzeptanz von CCS deutlich erhöhen kann. „Es ist wichtig, die Bevölkerung frühzeitig und kontinuierlich einzubeziehen, um Vertrauen zu schaffen“, betont der Wissenschaftler vom Öko-Institut.

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Der Geowissenschaftler Dr. Florian Krob ist seit 2022 für das Öko-Institut tätig. Im Bereich Nukleartechnik & Anlagensicherheit befasst er sich neben der CO2-Speicherung in geologischen Schichten auch mit geotechnischen Fragestellungen im Kontext der Entsorgung und Endlagerung radioaktiver Abfälle.