Für die geologische Speicherung von CO2 in Deutschland kommen im Wesentlichen ausgebeutete Öl- und Erdgaslagerstätten sowie tiefliegende Salzwasser-führende Sandsteinschichten (saline Aquifere) in Frage. Andere Optionen, wie die Speicherung in Kohleflözen oder in Kavernen werden derzeit kaum diskutiert (Geotechnologien Science Report, 2009).
Die Nutzung einer potenziellen Speicherformation setzt folgende Punkte voraus:
Die Speicherkapazität definiert sich über Mächtigkeit des Speicherhorizontes, räumliche Verbreitung, Porosität und Permeabilität. Eine hohe Porosität bedeutet, dass das Gestein einen großen Anteil von Poren am Gesamtvolumen hat und die Permeabilität ist ein Maß für die Fähigkeit von eben solchen porösen Gesteinen, eine Flüssigkeit durchzuleiten.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Dichte des CO2, die sich über die Druck- und Temperaturbedingungen im Speicherhorizont und über die Reinheit des CO2 definiert. Da CO2 eine geringere Dichte als das in den Porenräumen befindliche Wasser hat, beginnt es nach der Injektion nach oben zu steigen. Die wichtigste Voraussetzung für die Speicherung ist daher ein abdeckendes Barrieregestein, zum Beispiel aus Salz oder Ton, das als Verschluss wirkt. Die Beschaffenheit der Speicherformation und des Deckgebirges bestimmt die maximal zulässigen Speicherdrücke. Vorteilhaft für die Speicherung sind sogenannte Antiklinalen (Aufwölbungen), die als natürliche Fallen genutzt werden können, so dass sich das CO2 wie unter einer Glocke ansammelt.
Das eingebrachte CO2 verdrängt teilweise das im Gestein vorhandene Formationswasser. Weiterhin kommt es zu Wechselwirkungen mit den verschiedenen Medien im Reservoir (Flüssigkeiten, Gase und Gestein).
Durch Mineralneubildungen, Bindung des CO2 in kleinen Poren und Lösung des CO2 im vorhandenen salzhaltigen Formationswasser ergeben sich mögliche Rückhaltemechanismen, die das CO2 dauerhaft binden können.
Wichtig ist vor allem zu wissen, wo und in welchem Maße geeignete Speicherhorizonte vorhanden sind, und wo gegebenenfalls natürliche oder auch anthropogene Störungen (z.B. Bohrungen) zu berücksichtigen sind. Hierzu startete 2008 die BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) in enger Kooperation mit den staatlichen geologischen Diensten der Länder eine Initiative (Speicher-Kataster).
Das mit Abstand größte Potenzial zur tiefen geologischen CO2-Speicherung in Deutschland besitzt das Norddeutsche Becken (siehe Abb. rechts). Mit einer Ausbreitung über den gesamten norddeutschen Raum besitzt es große Bedeutung für die geotechnische und energetische Nutzung des tieferen Untergrundes (Geotechnologien Science Report, 2009).
