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Energie-Frage der Woche: Kann "brennendes Eis" die Energieprobleme lösen?

28. Juni 2010, 10.19, Jan Oliver Löfken, 0 Kommentar/e
Nicht nur Erdöl, Kohle und Erdgas schlummern als fossile Energieträger im Untergrund. Enorme Mengen an Methanhydrat finden sich an zahlreichen Stellen rund um den Globus, wie viele spätestens seit dem Roman "Der Schwarm" von Frank Schätzing wissen. Dieses weiße und brennbare Eis besteht aus Wasser und Methangas. Wenn es kontrolliert auftaut, könnten viele Milliarden Tonnen des Energieträgers Methan gewonnen werden. Aber taugt Methanhydrat tatsächlich für die Energieversorgung der Zukunft?

Nach aktuellen Schätzungen umfassen die bekannten Vorkommen etwa 12.000 Milliarden Tonnen Methanhydrat. Vor allem an den Kontinentalhängen im Pazifik rund um Japan, vor der amerikanischen Pazifikküste und im Norden Kanadas und Sibiriens finden sich umfangreiche Lager. Tief im Meeresboden und im Permafrostboden liegen sie aus gutem Grund: denn nur bei Drücken von über 20 bar und Temperaturen unter vier Grad Celsius können sich die festen Methanhydrat-Eiskristalle bilden. Bei geringerem Druck oder höheren Temperaturen verdampft das Eis und setzt dabei das 164-fache seines Volumens als Gas frei.

Tausche Methan gegen Kohlendioxid

In Japan, Russland, den USA und Deutschland wird intensiv an einer Gewinnung der Vorräte gearbeitet. Doch die Auswirkungen des vor Jahrmillionen gebildeten Methaneises auf das Klima wären verheerend: es bindet etwa doppelt soviel Kohlenstoff wie alle Erdöl-, Erdgas- und Kohlevorkommen zusammen. Bei der Verbrennung von Methan wird dieser Kohlenstoff zum Treibhausgas Kohlendioxid umgesetzt. Andererseits kann es hoch effizient in modernen Gaskraftwerken zur Stromerzeugung genutzt werden. Viele Wissenschaftler arbeiten derzeit an der Möglichkeit, das Kohlendioxid aus den Verbrennungsgasen der Kraftwerke in Zukunft abzuscheiden und separat in unterirdischen Lagerstätten zu pumpen.

Nicht nur als Erdöl, Kohle und Erdgas schlummern fossile Energieträger im Untergrund. Enorme Mengen an Methanhydrat finden sich an vielen Stellen rund um den Globus, wie viele spätestens seit dem Roman

Gashydratblock aus etwa 1200 Meter Wassertiefe, Quelle: Wikimedia Commons. Bild oben: Brennendes Eis, Quelle: IFM - GEOMAR.

Interessant ist daher der Ansatz von deutschen Methanhydrat-Forschern am IFM-Geomar-Institut (Leibniz-Institut für Meereswissenschaften) an der Universität Kiel. Im Rahmen des SUGAR-Projektes ("Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau, Transport") wollen sie testen, ob das aus Methanhydrat gewonnene Methan durch eingepumptes Kohlendioxid ausgetauscht werden kann. Wasser soll sich über eine chemische Reaktion mit Kohlendioxid zu stabilen und festen Kohlendioxid-Hydraten verbinden.

Sollte Methanhydrat an den Kontinentalhängen ohne Schutzvorkehrungen gewonnen werden, könnte das Katastrophen-Szenario von Schwarm-Autor Schätzing eintreten: Ohne Methanhydrat werden die Hänge an den Küsten instabil, gewaltige Landmassen könnten ins Rutschen kommen und Tsunamis auslösen. Auch Experten nehmen diese Risiken ernst und experimentieren mit der Methanhydrat-Gewinnung nur in flachen Lagerstätten abseits der Kontinentalhänge.

Wirtschaftliche Gewinnung fraglich

Noch gibt es viele technische Fragen, die zu beantworten sind, ehe das Methan im "brennbaren Eis" nutzbar an die Oberfläche gelangen kann. Dieses Jahr beginnt voraussichtlich ein Testabbau in Alaska, bei dem die stabilisierende Kohlendioxid-Einleitung versucht wird. Vor Japan könnten dann in einigen Jahren ähnliche Pilotprojekte an Lagerstätten am Meeresgrund folgen. Die Frage, ob eine Förderung von Methanhydraten jemals wirtschaftlich und zugleich mit vertretbaren Risiken für Klima und geologische Stabilität möglich sein wird, ist aus heutiger Sicht nicht zu beantworten.

Weitere Information: SUGAR-Projekt beim IFM-GEOMAR

Die DLR-Energiefrage der Woche im Wissenschaftsjahr "Die Zukunft der Energie"

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Wissenschaftsjahr 2010 unter das Motto "Die Zukunft der Energie" gestellt. Aus diesem Anlass beantwortet der Wissenschaftsjournalist Jan Oliver Löfken in diesem Jahr jede Woche eine Frage zum Thema Energie in diesem Blog. Haben Sie Fragen, wie unsere Energieversorgung in Zukunft aussehen könnte? Oder wollen Sie wissen, wie beispielsweise ein Wellenkraftwerk funktioniert und wie effizient damit Strom erzeugt werden kann? Dann schicken Sie uns Ihre Fragen. Wissenschaftsjournalist Jan Oliver Löfken recherchiert die Antworten und veröffentlicht sie jede Woche in diesem Blog. 


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