Für die zukünftige groß-skalige industrielle Anwendung der CCS-Technologie und deren Akzeptanzerhöhung in der breiten Öffentlichkeit ist die Entwicklung und Bewertung von Monitoringtechnologien und die Verfügbarkeit einer integrierten Erfassung der damit verbundenen Risiken erforderlich.
Das Hauptziel des Projektes MONACO war die Weiterentwicklung und Validation eines integrativen hierarchischen Monitoring-Konzeptes für die verlässliche Detektierung und Erfassung möglicher CO2-Leakagen aus geologischen Speicherformationen in oberflächennahe Bereiche (Grundwasserleiter, ungesättigte Bodenzone) und in die Atmosphäre. Dabei zielte die Arbeit hauptsächlich auf die Überwachung eventueller Deckgebirgsstörungen und der damit verbundenen potentiellen Leckagen ab. Dabei basiert das Konzept auf der Anwendung verschiedenster Techniken aus Chemie, Hydrogeologie, Geophysik, Meteorologie und Fernerkundung mit verschiedenen Überdeckungs- und Auflösungsstufen: Es hat sich gezeigt, dass bodengestützte Fern-erkundung auf der Basis der Open Path Fourier-Transform (OP FTIR) Infarotspektroskopie und die Eddy Covariance (EC)-Methode passende Werkzeuge im Sinne eines Frühwarn-Monitoringkonzeptes sind, welche die Detektion von diffusen oder fokussierten Entgasungen über größere Skalen ermöglichen. Aufbauend auf den Ergebnissen der OP FTIR und EC lieferten die angewandten geophysikalischen Verfahren (Elektromagnetische Induktionsverfahren, Eigenpotentialmessungen, Geoelektrik) im meso-skaligen Bereich schnell und kostengünstig einen Überblick über die geologische Untergrundsituation, welche die CO₂-Akkumulation oder –Migration begünstigen kann. Auf Grundlage der Ergebnisse der meso-skaligen Untersuchungen konnten Bereiche identifiziert werden, wo eine detaillierte Überwachung punktuell-abgegrenzter Untergrundinformationen notwendig ist. Ebenso wurde die Detektion von Höhenbewegungen im Bereich weniger mm anhand kontinuierlicher GNSS Aufzeichnungen bestätigt.
Im Verlauf des Projektes wurden die Realisierbarkeit und die Vorteile dieses Konzeptes anhand von Feldversuchen auf Standorten mit natürlichen CO₂-Ausgasungen als auch auf Pilot-Speicheranlagen demonstriert. In der letzten Projektphase wurde die Anwendbarkeit des entwickelten hierarchischen Monitoringkonzeptes für CCS Fragstellungen validiert.
Die Ergebnisse zeigen, dass der hierarchische Monitoringansatz ein bewährtes, multidisziplinares modulares Messkonzept repräsentiert. Die vorgeschlagene Methodenkombination ermöglicht die verlässliche Verbindung zwischen groß-skaligen und punkt-skaligen Untersuchungen mittels geophysikalischer, geodätischer und bodengasanalytischer Methoden zur Detektion von CO₂ Leckagen.