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1 Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere

Hoffnungsträger Methandhydrat

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Eine künftige Energiequelle?

Die riesigen Methanhydratvorkommen sind nicht nur ein Klimarisiko, sondern auch eine potenzielle Energiequelle. Die Menge an Erdgas, die in den Hydraten gebunden ist, übersteigt die Erdgasreserven in konventionellen Lagerstätten um ein Vielfaches. Erdgas, das aus konventionellen Quellen in die Versorgungsleitungen eingespeist wird, besteht bereits heute zu mehr als 95 Prozent aus Methan. Bislang war der Hydratabbau im Meer vergleichsweise teuer. Mit den steigenden Rohstoffpreisen rückt diese Ressource aber in den Fokus der Offshore-Industrie. Viele Wissenschaftler schätzen, dass der Abbau der Hydrate ab einem Erdölpreis von etwa 50 bis 60 US-Dollar pro Barrel wirtschaftlich sein kann. Damit wäre die Gewinnung schon heute rentabel. Besonders in Japan, China, Indien, Südkorea und Taiwan werden derzeit große Anstrengungen unternommen, um die Hydratvorkommen in den nationalen Hoheitsgebieten zu erschließen.

7.8 > Methanhydrat kommt weltweit vor. Dieser eisähnliche Block mit Wabenstruktur wurde während einer Forschungsfahrt vor der Küste Oregons vom Meeresboden geerntet.

7.9 > Im Methanhydrat sind die Methangasmoleküle fest in Käfige aus Wassermolekülen eingesperrt. Mit steigender Temperatur wird dieser Käfig instabil. Das Gas entweicht wieder.

7.8 > Methanhydrat kommt weltweit vor. Dieser eisähnliche Block mit Wabenstruktur wurde während einer Forschungsfahrt vor der Küste Oregons vom Meeresboden geerntet. 
© http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Gashydrat_mit_Struktur.jpg [Stand: 5.10.2010]
7.9 > Im Methanhydrat sind die Methangasmoleküle fest in Käfige aus Wassermolekülen eingesperrt. Mit steigender Temperatur wird dieser Käfig instabil. Das Gas entweicht wieder. © maribus (nach IFM-GEOMAR)

Kohlendioxidendlager im Ozean

Gleichzeitig werden in Deutschland neue Technologien entwickelt, die für die Erkundung der Vorkommen und den Abbau der Hydrate genutzt werden können. Die Kern­idee ist ganz einfach: Man erntet das Methan (CH4) aus den Hydraten, indem man es gegen Kohlendioxid (CO2) austauscht. Studien zeigen, dass das grundsätzlich möglich ist, weil flüssiges CO2 spontan mit Methanhydrat reagiert. Ließe sich dieses Konzept tatsächlich wirtschaftlich umsetzen, hätte man zwei positive Effekte auf einmal erzielt, denn der Gasaustausch in den Hydraten ist sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus klimapolitischer Perspektive eine interessante Option.
Erdgas ist eine relativ saubere fossile Energiequelle. So stoßen Erdgaskraftwerke etwa 50 Prozent weniger CO2 aus als herkömmliche Kohlekraftwerke. Doch auch die Emissionen moderner Gaskraftwerke lassen sich noch beträchlich verringern, wenn in den Kraftwerken die sogenannte CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) eingesetzt würde. Dabei wird CO2 direkt am Kraftwerk abgeschieden und im geologischen Untergrund gespeichert. Eine andere Option wäre, das CO2 in die marinen Methanhydrate einzuleiten, wodurch nicht nur Methangas gewonnen, sondern auch das Kohlendi­oxid sicher unter Verschluss gehalten würde. Denn bei der Speicherung an Land liegt das CO2 als superkriti­sches Fluid vor, das mobil und chemisch sehr aggressiv ist. Manche Experten befürchten, dass die unterirdischen Lager deshalb mit der Zeit möglicherweise leckschlagen könnten. Speicherte man Kohlendioxid stattdessen im kalten tiefen Mee­resboden als Hydrat, wäre es viel sicherer entsorgt, denn CO2-Hydrate sind thermisch deutlich stabiler als Methanhydrate. Ihnen kann selbst eine Erwärmung des Meeresbodens überhaupt nichts anhaben.
Aber auch dieser Ansatz birgt ökologische Risiken. So könnte beim Hydratabbau unkontrolliert Methan in das Bode nwasser entweichen. Um dieses Risko auszuschließen, sollten nur tief liegende Hydratvorkommen erschlossen werden, die von einer mindestens 100 Meter mächtigen feinkörnigen Sedimentschicht überdeckt sind. Nur so kann das Methangas gezielt und kontrolliert über eine Bohrung gefördert werden, ohne dass es in die Umwelt gelangt. Zudem muss darauf geachtet werden, dass der Lagerstättendruck beim Abbau nur um maximal 10 bar erhöht wird, da die Sedimentschichten anson­sten aufreißen und große Methanmengen entweichen könnten.

7.10 > Die in Methanhydrat am Meeresboden gespeicherte Menge an Kohlenstoff (C in Gigatonnen) übersteigt die in Gas, Öl und Kohle um ein Vielfaches.

7.11 > Auf dem Deck eines Forschungsschiffs entzünden Wissenschaftler Methangas, das aus einem zerfallenden Hydratbrocken entweicht.

7.10 > Die in Methanhydrat am Meeresboden gespeicherte Menge an Kohlenstoff (C in Gigatonnen) übersteigt die in Gas, Öl und Kohle um ein Vielfaches. © maribus (nach Energy Outlook 2007; Buffett & Archer, 2004)
7.11 > Auf dem Deck eines Forschungsschiffs entzünden Wissenschaftler Methangas, das aus einem zerfallenden Hydratbrocken entweicht. © Marc Steinmetz/Visum

Ist in Zukunft eine Methanförderung denkbar?

Die für einen Abbau erforderliche Technologie wurde bisher nur im Labormaßstab erprobt. Noch sind viele Jahre Entwicklungsarbeit nötig, um die Potenziale und Risiken zuverlässig einschätzen zu können und den Abbau im industriellen Maßstab zu realisieren. An Land wurde die Erdgasgewinnung aus Methanhydraten indes schon im Jahr 2008 erstmals erfolgreich von japanischen und kanadischen Wissenschaftlern getestet. In nördlichen Regionen lagern die Methanhydrate Hunderte von Metern tief unter den Permafrost-ablagerungen. Auch dort ist es kalt und der Druck hoch genug, dass sich Hydrate bilden können. Anders als die Lagerstätten im Meeresboden sind diese Hydratvorkommen aber leicht zugänglich und damit für Produktionstests geeignet. Die Tests zeigten, dass es möglich ist, Methanhydrate durch Wärmezufuhr oder Druckentlas­tung zu zersetzen und dadurch Erdgas zu gewinnen.
Derzeit soll an Land auch die Ernte von Methan durch die Einlagerung von Kohlendioxid getestet werden. Dazu wird ein norwegisch-amerikanisches Konsortium einen Produktionstest in Alaska durchführen. Die ersten Offshore-Versuche sind dann für die Jahre 2012 bis 2014 am Kontinentalhang vor Japan geplant. Wann und wie die Methanhydrate künftig abgebaut werden, hängt nicht zuletzt von den Ergebnissen dieser Felduntersuchungen ab. Und natürlich kommt es auch auf die Entwicklung der Weltmarktpreise für Erdgas und CO2-Emissionsrechte an, die mit einen Einfluss darauf haben, wann der Abbau im Meer in großem Stil beginnen kann. Textende
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