RECOBIO: Recycling von sequestriertem Kohlendioxid durch mikrobielle-biogeochemische Transformation im tiefen Untergrund
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RECOBIO: Recycling von sequestriertem Kohlendioxid durch mikrobielle-biogeochemische Transformation im tiefen Untergrund
01.08.2005 bis 31.07.2008
Dr. N. Hoth
Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau
Agricolastraße 44
09599 Freiberg
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Erkundung, Nutzung und Schutz des unterirdischen Raumes
Im Rahmen des Verbundvorhabens RECOBIO ist geplant, die Bedeutung der autotrophen bakterieller Reduktion für die Sequestrierung von Kohlendioxid zu untersuchen. Hierbei soll ein besonderes Augenmerk auf die Prozesse gerichtet werden, die bei der Methanogenese und Acetogenese ablaufen.
Kohlendioxid-Reduktion durch bakterielle Umwandlung wurde z. B. für das San Juan Becken (New Mexico, USA) und das Michigan Becken (Michigan, USA) nachgewiesen. Diese Umwandlung wird vor allem auf die Anwesenheit von Archaebakterien zurückgeführt, die dort in den Formationswässern auftreten.
Mit zunehmender Tiefe werden Formationswässer durch reduzierende Verhältnisse (hohe Fe-Konzentrationen, abnehmender pH-Wert) gekennzeichnet. Kohlendioxid ist aufgrund des Fehlens anderer Elektronenakzeptoren in stark reduzierenden tieferen Formationen für mikrobielle Stoffwechselprozesse von besonderer Bedeutung.
Für den Ablauf der Methanogenese und Acetogenese ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff wichtig. Der benötigte Wasserstoff soll entweder durch in situ Prozesse oder durch externe Zufuhr bereitgestellt werden. In situ ist das Angebot an Wasserstoff in tiefen Formationswässern durch abiotische Wasserstoff-Quellen generell größer als in oberflächennahen Wässern. Zu den möglichen Wasserstoff-Quellen zählt die Verwitterung von Eisensilikaten durch Bildung von Eisenoxid, die Umwandlung von Eisenhydroxid zu Magnetit sowie die Herkunft aus Reaktionen zwischen Tonmineralen und organischem Kohlenstoff. Eine externe Zufuhr von Wasserstoff kann entweder durch Schrottkonditionierung (Eisenoxid führt zu reduzierenden Bedingungen) oder durch die Verwendung von Abgasen aus der Synthesegasproduktion erfolgen.
Die Untersuchungen im Rahmen des Verbundprojektes RECOBIO sollen an ausgewählten Öl- und Gasfeldern durchgeführt werden, wobei das Hauptaugenmerk auf lokale Aquiferstrukturen gerichtet ist. In der dreijährigen Projektphase ist die Durchführung realitätsnaher Laborversuche zur Untersuchung der biogeochemischen Kohlendioxid-Reduktion mit Schwerpunkt auf Methanbildung geplant.