Seit 2004 wird in Ketzin im Rahmen nationaler und europäischer Forschungsprojekte das wissenschaftliche Verständnis der geologischen Speicherung von CO₂ weiterentwickelt und die im Untergrund ablaufenden Prozesse der CO₂-Injektion und -Ausbreitung erforscht.

• Überwachung des Ausbreitungsverhalten des injizierten CO₂,
  • Bestimmung der Empfindlichkeit einzelner Überwachungsmethoden und
  • Entwicklung geophysikalischer Überwachungskonzepte für CO₂-Speicher
• Charakterisierung und Quantifizierung der CO₂-induzierten Wechselwirkungen zwischen Fluid, Gestein und mikrobieller Gemeinschaft im Speichersystem
• Validierung der Werkzeuge zur statischen Modellierung und dynamischen Simulation am realen Speicherstandort Ketzin
• Wissenstransfer in die Öffentlichkeit und zu Interessensgruppen, Entscheidungsträgern und Genehmigungsbehörden

Sämtliche Genehmigungen für den Pilotstandort Ketzin erfolgen durch das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR) in Cottbus.

• Die CO₂-Speicherung in Ketzin lief seit Beginn der Injektion (Juni 2008) bis zum Ende der Injektion (August 2013) sicher und verlässlich.
• Mit den geophysikalischen Methoden können sehr geringe Mengen CO₂ im Untergrund lokalisiert werden. Diese empfindlichen Messmethoden werden daher auch bei zukünftigen Standorten mit deutlich größeren CO₂-Mengen verlässlich funktionieren.
• Die Computersimulationen und die Ergebnisse der Überwachung stimmen sehr gut überein.

Die CO₂-Speicherung wird von einem detaillierten geophysikalischen und geochemischen wissenschaftlichen Überwachungsprogramm begleitet- vom Reservoir in 650 m Tiefe bis zur Erdoberfläche. Die am Pilotstandort Ketzin eingesetzten Überwachungsmethoden zählen zu den umfangreichsten und innovativsten, die im Bereich der CO₂-Speicherung weltweit eingesetzt werden.

Der derzeitige Planungszeitraum für die Forschungsarbeiten geht bis 2018.

Seit 2008 bis zum Injektionsstop (August 2013) wurden 67.271 Tonnen CO₂ injiziert.

CCS steht für "Carbon Capture and Storage" und bezeichnet die Abscheidung, den Transport und die dauerhafte geologische Speicherung von CO₂ in Gesteinsschichten des tiefen Untergrunds. CCS verfolgt das Ziel, das bei der Nutzung fossiler Energieträger sowie Industrieprozessen entstehende CO₂ nicht in die Atmosphäre gelangen zu lassen, wo es als Treibhausgas wirkt und maßgeblich für den zu beobachtenden Klimawandel verantwortlich ist. Weltweit wird derzeit daran gearbeitet, CCS als innovative Technologie einzusetzen, um den Klimawandel und seine negativen Auswirkungen abzuschwächen.

Es ist nicht sicher, ob der Ausbau der erneuerbaren Energien und die effizientere Nutzung von Energie als zentrale Strategien gegen den Klimawandel in der Zukunft ausreichen werden. Trotz aller Bemühungen um eine umweltfreund­liche Energieversorgung werden fos­sile Energieträger sehr wahrscheinlich noch für viele Jahr­zehnte weltweit und besonders in den heutigen Schwellenländern eine zentrale Rolle bei der Energieversorgung spielen. Für viele CO₂-intensive Industrieprozesse (z.B. Zement-, Stahlindustrie) gibt es zudem derzeit Alternativen zum Einsatz keine Aussicht auf CO₂-arme Alternativen. Um die globalen Klimaziele zu erreichen, erforschen deswegen viele Industrieländer die CCS-Technologie.

Bis der Ausbau der erneuerbaren Energien und die effizientere Nutzung der fossilen Energieträger weltweit voll greifen, wird die Abscheidung und Speicherung von CO₂ für eine Übergangszeit von einigen Jahrzehnten eine zentrale Rolle für den Klimaschutz spielen.

Nach Modellrechnungen des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) kann die CO₂-Speicherung zukünftig (im Rahmen von) mit bis zu 30 % zur Verringerung des globalen CO₂-Ausstoßes einen wesentlichen Beitrag zur Treibhausgasverminderung leisten.

Wie die zahlreichen natürlichen CO₂-Lagerstätten beweisen, ist die CO₂-Speicherung eine Erfindung der Natur.

Technologisch können vor allem die jahrzehntelangen Erfahrungen bei der Erdgasspeicherung in porösen Gesteinen genutzt werden. Deutschland ist in der EU der größte und weltweit der viertgrößte Anwender unterirdischer Erdgasspeicher.

Aus der Erdgas- und Erdölindustrie sind zahlreiche Verfahrensschritte bereits bekannt und Stand der Technik, andere müssen an die speziellen Anforderungen der CO₂-Speicherung angepasst werden.

Darüber hinaus wurden insbesondere in den folgenden laufenden großen Demonstrationsprojekten und kleineren Pilotstandorten zur geologischen CO₂-Speicherung zentrale Erkenntnisse gewonnen:

• In der norwegischen Nordsee werden im Sleipner Erdgasfeld seit 1996 ca. 1 Mio. Tonnen CO₂ pro Jahr in eine Sandsteinformation in ca. 800-1000 m Tiefe eingespeist.
• Im algerischen In Salah werden seit 2004 bis zu 1 Mio. Tonnen CO₂ jährlich in eine Sandsteinformation in 2000 m Tiefe gespeichert.
• Am Pilotstandort Ketzin wurden seit 2008 bis zum Injektionsstop (08.2013) 67.271 Tonnen CO₂ eingebracht.

Eine wirtschaftliche Abscheidung der unter Klimaaspekten notwendigen großen Mengen von CO₂ ist derzeit nur an sogenannten großen Punktquellen möglich. Hierbei handelt es sich vor allem um Kohle- und Gaskraftwerke, Raffinerien sowie Zement- und Stahlwerke. Erste Forschungsansätze untersuchen jedoch auch eine CO₂-Abscheidung außerhalb der großen Punktquellen, so z.B. die direkte Abscheidung von CO₂ aus der Luft.

Für die großen CO₂-Mengen, wie sie bei der Abscheidung an Industrieanlagen, insbesondere an Kraftwerken, anfallen, ist ein Transport per Pipelines am günstigsten. In den USA existiert bereits ein ausgedehntes Pipeline-Netz für den CO₂-Transport. Für den Transport größerer Mengen CO₂ auf dem Seeweg können große Flüssiggas-Tankschiffe eingesetzt werden, wie sie bereits heute aus dem Einsatz für Erdgas bekannt sind. Kleinere Mengen von CO₂ bis etwa 100.000 m³, wie sie z.B. von der Lebensmittelindustrie verwendet werden, werden per LKW, Bahn oder Schiff in Druckbehältern transportiert.

Kohlenstoffdioxid, umgangssprachlich Kohlendioxid genannt, ist eine chemische Verbindung aus einem Atom Kohlenstoff und zwei Atomen Sauerstoff (Summenformel CO₂). Unter normalen atmosphärischen Temperatur- und Druckbedingungen liegt CO₂ als Gas vor. Mit einer Dichte von 1,98 kg/m³ unter Atmosphärenbedingungen ist es rd. 1,5-mal schwerer als Luft. Das reaktionsträge Gas ist farb- und geruchlos, brennt und explodiert nicht und löst sich gut in Wasser unter Bildung von Kohlensäure.

Durch Druckerhöhung bzw. Temperaturerniedrigung wird gasförmiges CO₂ flüssig. Auf ca. -20°C gekühlt und bei ca. 18 bar Druck wird flüssiges CO₂ in Tanklastkraftwagen oder mit der Bahn zum Beispiel für die Getränkeindustrie transportiert. Bei Temperaturen unter -78°C und Atmosphärendruck geht das Gas direkt in festes CO₂, sogenanntes Trockeneis, über.

Verwendung findet CO₂ z.B. bei der Getränkeherstellung oder in Form von Trockeneis als Kühlmittel in der Industrie. Da es nicht brennbar und nicht explosiv ist, wird es aufgrund seiner sauerstoffverdrängenden Wirkung als Feuerlöschmittel eingesetzt.

CO₂ ist für das Leben auf der Erde von entscheidender Bedeutung, denn Pflanzen benötigen CO₂ für ihre Stoffwechselvorgänge, um organische Substanzen aufzubauen. Im globalen Kohlenstoff-Kreislauf besitzt CO₂ eine Schlüsselrolle.

CO₂ ist in der Erdgeschichte seit der Entstehung der Erdatmosphäre als eines der Treibhausgase entscheidend für das globale Klima mit verantwortlich. CO₂ hat einen Anteil von etwa 20 % am natürlichen Treibhauseffekt. Der natürliche Treibhauseffekt beruht darauf, dass die von der Erde ins Weltall rückgestrahlte Wärme von den Treibhausgasen in der Atmosphäre teilweise zurückgehalten wird. Nur so konnte ein lebensfreundliches Klima auf der Erde entstehen. Ansonsten läge die mittlere Temperatur auf der Erdoberfläche bei nur ca. -18°C. CO₂ macht mehr als 60 % des vom Menschen verursachten zusätzlichen Treibhauseffekts aus.

In der heutigen Erdatmosphäre beträgt die CO₂-Konzentration etwa 0,04 Volumen-% oder etwa 400 ppm (Stand 2012). Pflanzen nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und produzieren daraus mit Hilfe der Photosynthese Sauerstoff und Kohlenhydrate. CO₂ ist daher unverzichtbar für jedes tierische und pflanzliche Leben und Wachstum.
Auf Pflanzen wirken erhöhte CO₂-Konzentrationen in der Luft sogar wachstumsfördernd, deshalb wird der Luft in Gewächshäusern häufig CO₂ zugesetzt. Zu hohe CO₂-Konzentrationen (über 0,1 Vol.%) schädigen Pflanzen allerdings.

In Umkehrung zum Prozess der Photosynthese setzen Menschen und Tiere in ihren Stoffwechselprozessen durch den Abbau von organischen Stoffen (Nahrung) in Verbindung mit Sauerstoff CO₂ wieder frei, um Energie zu gewinnen. In unserer Atemluft ist der CO₂-Anteil beim Ausatmen um das Hundertfache auf 4 Vol. % angestiegen.

In geringen Konzentrationen ist CO₂ allgegenwärtig und nicht schädlich. In höheren Konzentrationen ist CO₂ allerdings gesundheitsgefährdend und führt bei Konzentrationen von ca. 5 Vol. % zu Schwindel, Kopfschmerz und Kurzatmigkeit. Der längere Aufenthalt (ca. 30 Minuten) bei Konzentrationen von mehr als 8 Vol. % CO₂ kann zum Tode führen.
Unglücksfälle sind unter anderem aus Weinkellern, Futtersilos, Brunnen oder Jauchegruben bekannt, wo sich durch Gärprozesse beträchtliche Mengen an CO₂ bilden. Wenn nicht für ausreichend Lüftung gesorgt ist, können sich aufgrund seiner höheren Dichte im Vergleich zu Luft vor allem in Bodennähe gefährliche Konzentrationen von CO₂ bilden.

Als Speicher für CO₂ kommen poröse Gesteinsschichten tief unter der Erdoberfläche an Land oder unter dem Meeresboden in Frage.

Die wichtigsten geologischen Speichermöglichkeiten für CO₂ in Deutschland, aber auch weltweit, sind gut durchlässige, poröse Gesteinsschichten, deren Poren mit Salzwasser gefüllt sind, die sogenannten salinen Aquifere. Erschöpfte Erdgas- oder Erdölfelder bieten bei deutlich geringerer Speicherkapazität ebenfalls prinzipiell vielversprechende Speichermöglichkeiten.

Bei der Speicherung von CO₂ wird der natürlich vorhandene Porenraum in den Gesteinsschichten genutzt. Ein potenzielles Speichergestein muss daher über eine möglichst hohe Porosität und eine gute Verbindung dieser Poren untereinander verfügen, damit sich Gase oder Flüssigkeiten im Gestein schnell verteilen können. Zusätzlich muss die Gesteinsschicht hinreichend großräumig ausgebildet sein, um über genügend Speicherkapazität zu verfügen.

Für eine Speicherung von CO₂ kommen Gesteine ab einer Tiefe von 800 Metern in Betracht. Der Grund dafür ist die vergleichsweise hohe Dichte (ca. 600 kg/m³), die CO₂ unter den dort herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen besitzt. Unter diesen Bedingungen kann der Porenraum der Speichergesteine besonders effizient genutzt werden.

Da die Dichte des eingespeicherten CO₂ geringer ist als die Dichte des salzhaltigen Formationswassers (~1100 kg/m³), erfährt das eingespeicherte CO₂ einen Auftrieb. Die Speichergesteinsschicht muss daher von mindestens einer, idealerweise mehreren undurchlässigen Gesteinsschichten überlagert sein, damit das CO₂ im Speichergestein gehalten wird. Eine solche undurchlässige Barriere können z.B. Tonstein oder Salzgesteine bilden.

Die Lage des Speichers in einer geeigneten geologischen Struktur (z. B. eine Aufwölbung der Gesteinsschichten im Untergrund), schränkt ebenso die seitliche CO₂-Ausbreitung ein.

Poröse und gut durchlässige Gesteinsschichten finden sich vor allem in den großen Sedimentbecken der Welt. Sedimentbecken sind großräumige Absenkungsgebiete, in denen sich im Laufe langer geologischer Zeiträume mächtige Sedimentgesteine in übereinanderliegenden Schichten gebildet haben.

Der Untergrund Norddeutschlands zum Beispiel ist Teil eines großen Sedimentbeckens, das sich von England bis nach Polen erstreckt. Deshalb existieren in diesem Gebiet grundsätzlich gute Voraussetzungen für die geologische Speicherung von CO₂. Weitere, kleinere, mit Sedimentgesteinen gefüllte geologische Beckenstrukturen in Deutschland sind der Rheintalgraben, das Thüringer Becken oder das sogenannte Molasse-Becken am Nordrand der Alpen. Jeder potenzielle CO₂-Speicherstandort muss mit vielen Detailuntersuchungen individuell auf seine tatsächliche Eignung hin sorgfältig überprüft werden.

Für Deutschland schätzen Experten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe derzeit die CO₂-Speicherkapazität in porösen Gesteinen auf ca. 6 bis 12 Gigatonnen (6-12 Milliarden Tonnen). Dem stehen etwa 0,4 Gigatonnen CO₂-Emissionen jährlich aus der Energieerzeugung, Stahl-, Zement- und Petroindustrie gegenüber. Das bedeutet, dass die nationalen Kapazitäten für einige Jahrzehnte ausreichen könnten, um einen wesentlichen Teil der jährlich in Deutschland aus großen industriellen Punktquellen in die Atmosphäre ausgestoßenen CO₂-Menge aufzunehmen.

Weltweit werden die Speicherpotenziale mit mindestens 2.000 Milliarden Tonnen CO₂ abgeschätzt, optimistische Schätzungen vermuten sogar 11.000 Milliarden Tonnen an Speicherpotenzial. Im Vergleich zu den globalen Emissionen, die im Jahr 2011 mehr als 34 Milliarden Tonnen CO₂ betrugen, existiert hier eine theoretische Speicherkapazität von deutlich mehr als 50 Jahren.

Das CO₂ wird über eine oder mehrere Bohrungen unter Druck in die Speicherformation eingebracht. Dabei wird das in den Poren vorhandene Salzwasser verdrängt. Aufgrund der oberhalb des salinen Aquifers lagernden undurchlässigen Deckschicht, können das CO₂ und das Salzwasser nicht entweichen. Es muss vor der CO₂-Speicherung sichergestellt werden, dass die Deckschicht der Druckerhöhung standhält.

Das eingeleitete CO₂ wird aufgrund seiner im Vergleich geringen Dichte gegenüber dem Formationswasser bis in den höchsten Punkt der Speicherformation aufsteigen und sich unterhalb der undurchlässigen Deckschicht sammeln. Ein Teil des CO₂ wird bei seinem Aufstieg bereits durch kapillare Kräfte zurückgehalten. Weiteres CO₂ wird sich im Laufe der Zeit im Formationswasser lösen und es können neue Minerale entstehen, die CO₂ ebenfalls dauerhaft binden.

Für die Speicherung von CO₂ in Erdgas- und Erdöllagerstätten gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Fast erschöpfte Lagerstätten, in denen mit Hilfe des eingebrachten CO₂ noch zusätzliche Mengen Erdgas bzw. Erdöl gefördert werden können, die ansonsten in den Lagerstätten verbleiben würden. Dies wird meist mit den englischen Ausdrücken "Enhanced Gas Recovery (EGR)" und "Enhanced Oil Recovery (EOR)" bezeichnet.
2. Vollständig erschöpfte Erdgas- und Erdöllagerstätten bieten Raum in den Gesteinsporen für die Einlagerung von CO₂, nachdem Erdgas bzw. Erdöl aus ihnen gewonnen wurde.

Die Deckschichten von Erdgas- und Erdöllagerstätten sind nachweislich undurchlässig, denn sie haben das Gas bzw. Öl über Millionen von Jahren im Untergrund gehalten.

Zum Teil ja, denn der unterirdische Raum wird schon heute vielfältig genutzt, wie durch den Bergbau auf Kohle und Salz, der Förderung von Erdöl und Erdgas oder der Erdwärmegewinnung. Auch die unterirdische Speicherung von Erdöl und Erdgas aus Gründen der Rohstoffversorgung in Porenspeichern oder in künstlich im Salzgestein angelegten Kavernen zählt dazu. Zukünftig wird auch die Speicherung von durch erneuerbaren Energien hergestelltem Methan oder Wasserstoff eine Rolle spielen.

An allen Standorten, an denen verschiedene Nutzungsoptionen bestehen, gilt es die Vor- und Nachteile der verschiedenen Technologien gegeneinander abzuwägen und danach zu entscheiden, welche Nutzungsform den Vorzug erhält. Es gilt zu prüfen, ob auch eine gemeinsame Nutzung des Untergrundes in Frage kommt.

Zur oberflächennahen Geothermie, die die Erdwärme bis in max. 400 m Tiefe nutzt, oder Nutzungen, die Kavernen bedürfen, besteht keine Konkurrenz.

Bei der Speicherung von CO₂ in salzwasserführenden Gesteinsschichten wird es an bestimmten Standorten möglicherweise nötig sein, in einiger Entfernung von der CO₂-Einspeisung Entlastungsbohrungen für das verdrängte Salzwasser niederzubringen, um die resultierende Druckerhöhung zu reduzieren. Derzeit wird geprüft, ob solche Bohrungen auch für geothermische Energiegewinnung genutzt werden könnten. Somit würden sich zwei Nutzungsoptionen sogar ergänzen können.

Am Pilotstandort Ketzin in Brandenburg und an anderen Forschungsstandorten weltweit hat sich gezeigt, dass die CO₂-Speicherung in der Größenordnung von Forschungsvorhaben sicher und verlässlich durchführbar ist. Auch die beiden großindustriellen Speicherprojekte Sleipner (Norwegen) und In Salah (Algerien) untermauern, dass diese Technologie zukünftig einen Beitrag zum Klimaschutz leisten kann.

Natürliche CO₂-Vorkommen existieren weltweit und viele von ihnen sind sehr gut wissenschaftlich untersucht. CO₂-Vorkommen, in denen das Gas über Jahrmillionen im Untergrund zurückgehalten wurde, geben wichtige Hinweise auf Mechanismen und grundsätzlich günstige geologische Voraussetzungen der CO₂-Speicherung. Gasaustritte aus natürlichen CO₂-Quellen dagegen lassen Rückschlüsse auf ungeeignete geologische Bedingungen sowie Leckagewege und -mechanismen zu.

Natürliche CO₂-Vorkommen, die seit Jahrmillionen existieren, finden sich häufig in großen sedimentären Becken in geologisch stabilen Regionen. Diese Gebiete kommen daher besonders für die CO₂-Speicherung in Frage.

Es steht schon heute eine große Anzahl an Überwachungsmethoden zur Verfügung. Viele von ihnen sind Standardmethoden der Öl- und Gasindustrie, die für die Besonderheiten der CO₂-Speicherung z. T. schon angepasst wurden. Zugleich entwickelt die Forschung neue Methoden und verbessert die Überwachungsqualität von bereits vorhandenen. Am Pilotstandort Ketzin testen die Forscher des Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und der Projektpartner verschiedenste Überwachungssysteme auf unterschiedlichen Skalen (siehe http://www.co2ketzin.de).

Wichtig für eine umfassende Speicherüberwachung ist nicht nur die Kombination der verschiedenen Methoden wie z. B. Geoelektrik, Seismik, Temperatur- und Drucküberwachung sowie die Analyse von Flüssigkeits- und Gasproben, sondern auch die Kombination von unterschiedlichen Messanordnungen mit unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Auflösungsvermögen innerhalb der einzelnen Methoden.
Modellierungen und Simulationen sind weitere wichtige Werkzeuge, um die Vorgänge im Speichersystem zu beschreiben und zu prognostizieren.

Eine für jeden CO₂-Speicherstandort notwendige und individuell angepasste Überwachungsstrategie legt den Einsatz geeigneter Methoden fest und ist wesentlich für die Risikoanalyse und die Überprüfung der Sicherheit und Leistungsfähigkeit eines CO₂-Speichers.

Sollte CO₂ trotz aller Sicherheitsmaßnahmen dennoch an der Erdoberfläche entweichen, so sind die von ihm ausgehenden Gefahren im Vergleich zu anderen Gasen (z.B. Erdgas) gering, denn CO₂ ist ungiftig und auch nicht brennbar oder explosiv. In Abhängigkeit der Randbedingungen wie Fließrate, Geländeform, Windgeschwindigkeit und Richtung wird entweichendes CO₂ schnell mit der Umgebungsluft vermischt und dadurch auf ein ungefährliches Maß verdünnt. Weil jedoch zu hohe Konzentrationen, auf Dauer eingeatmet, ein gesundheitliches Risiko für den Menschen darstellen, müssen die Prozesse möglicher CO₂-Austritte aus Speichern und deren Auswirkungen vollständig verstanden sein, um Speicherstandorte mit höchstmöglicher Sicherheit auszuwählen und zu betreiben.

Erkenntnisse von natürlichen CO₂-Austritten helfen, das Gefährdungspotenzial abzuschätzen und Maßnahmen zur Gefahrenprävention durchzuführen. Viele Menschen leben in Gegenden mit natürlichen CO₂-Austritten. In der Nähe von Rom wohnen Menschen in 30 m Entfernung zu Gasaustrittsstellen, an denen täglich ca. 7 Tonnen CO₂ ausströmen und die Gaskonzentrationen im Boden 90 % erreichen.

Prinzipiell ist das möglich, wenn sich natürliche oder anthropogene Leckagewege für das CO₂ oberhalb eines Speichers befinden. Möglicherweise vorhandene Brüche oder Störungszonen in den abdeckenden Gesteinsschichten könnten natürliche Wegsamkeiten für das CO₂ in höher gelegene Grundwasserhorizonte darstellen. Durch eine sorgfältige geologische Erkundung des potenziellen Speicherstandortes muss dieses Risiko minimiert werden.

Durch den Menschen entstandene Wegsamkeiten können an aktiven oder bereits stillgelegten Bohrungen auftreten. Es gibt jedoch schon jahrzehntelange Erfahrung mit dem sicheren Verschluss von Bohrungen in Erdöl-, Erdgas- und auch natürlichen CO₂-Lagerstätten. Weltweit werden derzeit diese Verfahren weiter- und neuentwickelt, um sie für die Anforderungen von CO₂-Speichern zu optimieren.

Durch die Lösung von CO₂ im Salzwasser der Speichergesteinsformation bildet sich Kohlensäure, die das Wasser saurer macht. Das kohlensaure Wasser kann Stoffe aus den Gesteinen des Grundwasserleiters lösen und auf diese Weise die Wasserzusammensetzung verändern. Grad und Art einer möglichen Veränderung lassen sich nicht pauschal voraussagen, sondern hängen vor allem von der mineralogischen Zusammensetzung des Speichergesteins aber auch der Qualität des Wassers ab, können im Vorfeld der geologischen Erkundung aber abgeschätzt werden.

Im Süßwasser spielen sich im Kontakt mit CO₂ prinzipiell die gleichen Vorgänge ab wie im Salzwasser. Gelöstes CO₂ kann unterschiedliche Effekte auf die mögliche Nutzung als Trinkwasser haben. Einerseits können im Wasser gelöstes CO₂ inklusive der aus dem Gestein des Grundwasserleiters gelösten Mineralbestandteile das Wasser möglicherweise ungeeignet für die menschliche Nutzung machen. Andererseits sind dagegen weltweit viele mit CO₂ angereicherte Grundwässer begehrte Mineralwässer, die für medizinische Zwecke verwendet werden oder in Flaschen abgefüllt verkauft werden.

Generell ist die Entstehung von Erdbeben durch die Druckerhöhung während der CO₂-Speicherung möglich. Kaum spürbare Mikrobeben sind hier sehr gut bekannt. Das Risiko von Rissbildungen und daraus resultierenden Erdbeben wird durch die langsame Injektion von CO₂ in die geologischen Speicherhorizonte unter permanenter Druckkontrolle, die die Integrität der Deckschichten nicht gefährden, minimiert.

Die Gasspeichertechnik liefert Erkenntnisse z. B. für die Technologie der Gasinjektion oder zur generellen Ausbreitung von Gasen in porösen Gesteinen.

Die Technologie zur Speicherung großer Erdgasmengen in tiefen unterirdischen Gesteinsformationen zum Ausgleich von saisonalen Bedarfsschwankungen hat sich in vielen Teilen der Welt seit Jahrzehnten bewährt. Das Speichervolumen der über 40 Gasspeicher in Deutschland beläuft sich auf ca. 20 Milliarden Kubikmeter Erdgas.

Gegenwärtig wird die geologische Speicherung von CO₂ bei Ketzin/Havel westlich von Berlin erforscht. Dabei wird CO₂ in ca. 650 m tiefe poröse Sandsteinschichten eingeleitet. Seit 2008 bis zum Injektionsstop (08.2013) wurden 67.271 Tonnen CO₂ injiziert. Das wissenschaftliche Untersuchungsprogramm konzentriert sich dabei auf die Überwachungsmethoden. Mit einem modernen und sehr umfangreichen geochemischen und geophysikalischen Überwachungsprogramm wurden fundierte wissenschaftliche Erkenntnisse zur Ausbreitung des CO₂ im Untergrund gewonnen. Der Pilotstandort Ketzin/Havel zeigt, dass die geologische CO₂-Speicherung im Forschungsmaßstab sicher und verlässlich durchführbar ist.

(Siehe http://www.co2ketzin.de).