Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Knollen der Begierde

Knollen der Begierde

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.06.2009 13:19

Es sind wunderbare Zeiten für Länder, die reich an Erdöl und –gas sind. Die Weltnachfrage nach den Energieträgern explodiert förmlich, lässt den Preis von einem Hoch zum nächsten steigen, und die Kassen der Anbieter klingeln wie noch nie in der Geschichte. Der Boom hat das Interesse an Methanhydraten beflügelt. Die Gemische aus Erdgas und Wassereis kommen an vielen Stellen im Meeresboden vor und sind über Nacht zu viel versprechenden Vorkommen geworden. Ihr Abbau könnte sich lohnen und überdies sogar mit der Deponierung des Klimagases CO2 verbinden lassen.

Im Grunde wird bei Methanhydrat das energiereiche Erdgas in Käfigen aus Wassereiskristallen eingefangen, doch dafür braucht man sowohl hohe Drücke als auch tiefe Temperaturen. Diese  Bedingungen gibt es an Land nur in den Permafrostgebieten Nordamerikas und Sibiriens, wo der Boden bis zu einigen hundert Metern tief gefroren ist. Im sibirischen Permafrost wurde Methanhydrat in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts auch zum ersten Mal entdeckt, allerdings in einer künstlichen Form: Wasserhaltiges Erdgas fror in den Gaspipelines aus und verstopfte sie. Genutzt wurden die natürlichen Vorkommen im Boden jedoch nie. Inzwischen gibt es erste Versuche in Kanada, die Gashydrate im Permafrost abzubauen.

 Hydratpfropfen, klein

Methanhydrate verstopfen auch Gaspipelines. Foto: US-MMS

Viel häufiger kommt die Kombination dagegen in den Ozeanen vor, dort allerdings erst in größerer Wassertiefe. „Die variiert zwischen 400 und 3000 Meter“, berichtet Professor Klaus Wallmann, Leiter der Arbeitsgruppe „Marine Geosysteme“ am IFM-Geomar in Kiel. Das ist etwa entlang der Kontinentalschelfe der Fall, wo der Meeresboden vom Festland in Richtung Tiefsee abfällt, oder in Meeresbecken wie dem Golf von Mexiko. Entsprechend groß schätzt man das Vorkommen an Methanhydraten ein. „Die jüngsten Zahlen liegen so bei 3000 Gigatonnen Kohlenstoff“, berichtet Wallmann. Nach seinen Angaben würde das etwa das 30fache der derzeitigen Lagerstätten von Erdöl und Erdgas ausmachen.

Allerdings sind die Hydrate nicht überall wirtschaftlich abbaubar. Mal sind die Umgebungsbedingungen zu schwierig, mal die Vorkommen zu gering. „Der Aufwand diese Lagerstätte zu nutzen darf ja nicht so groß sein“, so der Hydratexperte Professor Gerhard Bohrmann von der Universität Bremen, „dass man mehr Geld reinstecken muss, als man rausholt.“ Von den beeindruckenden 3000 Gigatonnen sind also nur ein Teil abbauwürdig. „Meine Schätzung ist, dass wir irgendwo zwischen zehn und 50 Prozent dieser 3000 Gigatonnen abbauen können.“ Doch selbst im ungünstigeren Fall, wäre das immer noch dreimal so viel wie die derzeit abbauwürdigen Erdöl- und Erdgasvorkommen.

Und es käme noch ein weltpolitischer Aspekt hinzu. „Jetzt haben wir zwei große Player, Russland und Iran, die den Erdgasmarkt beherrschen“, so Wallmann, „wenn die Gashydrate erschlossen werden, dann haben wir plötzlich 20 oder mehr Länder, die in diesen Markt reingehen.“ Die Methanhydrate kommen an fast allen Kontinentalabhängen vor. Gerade haben Indien und China über große Vorkommen in ihren Hoheitsgebieten berichtet. Vor Chile werden ebenfalls viel versprechende Vorkommen vermutet und auch die USA, Kanada und Norwegen kalkulieren mit weitreichenden Reserven entlang ihrer Küstenlinien. Deutschland geht allerdings wieder leer aus. Weder die Nordsee noch die Ostsee sind tief genug, um dort das energiereiche Eis entstehen zu lassen.

Das Methan für die energiereichen Knollen steigt dabei aus den tieferen Schichten des Meeresbodens empor und wird beim Kontakt mit Wasser eingefroren. Ein kleinerer Teil des Methans perlt aus Erdgaslagerstätten nach oben, deren Deckschichten an einigen Stellen undicht sind. Der größte Teil kommt jedoch aus der tiefen Biosphäre, ist Produkt von unzähligen Einzellern, die in den tieferen Schichten unserer Erdkruste zuhause sind. Die tiefe Biosphäre ist wohl das größte Ökosystem auf unserem Planeten, viele Forscher glauben, dass sie wesentlich mehr Biomasse umfasst als alles, was sich an der Erdoberfläche tummelt. Ein Teil dieser Bakterien setzt beim Stoffwechsel Methan frei, und unter den richtigen Bedingungen verwandelt sich das in Methanhydrat. An vielen Stellen im Meeresboden macht dieses brennende Eis bis zu 50 Prozent des Volumens aus. Bei den derzeitigen Rohstoffpreisen sind das dann durchaus interessante Vorkommen.

„Das Hauptproblem zurzeit ist: Es gibt keine Fördermethode, die ökonomisch sinnvoll wäre“, wendet allerdings Gerhard Bohrmann ein. Der Tiefseebergbau insgesamt befindet sich gerade erst in den Kinderschuhen und die Methanhydrate bieten den Förderfirmen dann noch ein paar Extraschwierigkeiten, weil sie ja nur unter den Druck- und Temperaturbedingungen der Tiefsee überhaupt stabil sind. Doch dürfte genau darin auch der Schlüssel zur Hebung der Hydratschätze liegen. Senkt man vor Ort den Druck oder erhöht die Temperatur, trennen sich Gas und Wasser und man muss nur noch verhindern, dass das Gas ungenutzt ins Meer perlt. Für die konventionelle Erdgasindustrie hat ein großer Fördertechnik-Hersteller bereits ein Werkzeug zur Druckentlastung entwickelt, das muss jetzt nur noch an die Situation bei Gashydraten angepasst werden. Die Experten erwarten daher, dass die Technologie relativ schnell entwickelt sein wird, wenn der Marktpreis für Erdgas weiterhin steigt.

Möglicherweise stellt sich jedoch bei vielen der erfolgversprechenden Vorkommen heraus, dass die geologischen Schwierigkeiten vor Ort größer als erwartet sind. Denn oft wirken die Methanhydrate in den Sedimenten sozusagen wie Zement, der die Körner zusammenhält. Entfernt man die Hydrate, könnte der Meeresboden instabil werden. „Eine der Sachen, die man untersuchen muss“, so Klaus Wallmann, „ist tatsächlich, hat das irgend eine Konsequenz auf das Gefüge, auf die Stabilität des Gefüges, wenn man die Gashydrate da herausnimmt, oder nicht.“ Instabile Kontinentalhänge können jedoch zu gigantischen untermeerischen Erdrutschen führen, die dann ebenso gewaltige Flutwellen zur Folge haben. Vor der Küste Mittelnorwegens hat sich vor 8000 Jahren ein solch gewaltiger Erdrutsch ereignet, der Flutwellen bis in die mittlere Nordsee und nach Irland aussandte. Lange Zeit vermutete man, dass schmelzende Gashydrate für diesen Storegga-Erdrutsch verantwortlich gewesen seien. „Inzwischen wissen wir, dass das nicht der Fall war“, so Wallmann, „wir haben sicherlich die Bedeutung der Gashydrate für die Rutschung überschätzt.“ Dennoch ist das Risiko auf abfallenden Abhängen nicht zu unterschätzen.

 Sleipner-Bohrplattform, klein

Im norwegischen Sleipner-Erdgasfeld wird bereits CO2 in leergepumpte Vorkommen eingeleitet. Foto: Statoil-Hydro

Hilfe könnte das in der Atmosphäre so wenig geschätzte Treibhausgas CO2 bringen. Mit dem breit aufgestellten SUGAR-Konsortium aus Wissenschaft und Wirtschaft will Klaus Wallmann in den kommenden Jahren erkunden, inwieweit man bei der Hebung von Methanhydraten Kohlendioxid als Förderhilfe einsetzen kann. „Gashydrate sowohl bei CO2 als auch bei Methan“, erklärt Gerhard Bohrmann. Beide Gashydrate sind unter den Bedingungen der Tiefsee gleichermaßen stabil, „und deshalb“, so Bohrmann, „kann man theoretisch Methanhydrate abbauen, indem man CO2 injiziert“.

Offenbar setzt das verflüssigte Kohlendioxid im Sediment das im Wasserkäfig gefangene Methan frei und baut sich aus den Eiskristallen eigene Käfige. Am Ende steht gasförmiges Methan und CO2-Hydrat, das obendrein temperaturfester als Methanhydrat ist und die für die Zukunft vorhergesagten Temperatursteigerungen in der Tiefsee aushält. „Man könnte in Gebieten mit Rutschungsrisiko dieses Risiko weiter minimieren, weil man einen Zement herausnimmt und durch einen anderen ersetzt“, so Klaus Wallmann. Neben der Förderung eines wertvollen Brennstoffs könnten so viele Millionen Tonnen Kohlendioxid könnten in den Kontinentalhängen der Welt versenkt werden, ohne dass eine größere Gefahr bestünde, dass sie unbemerkt wieder freigesetzt werden. Kein Wunder also, dass zu Wallmanns Konsortium auch namhafte deutsche Energieversorger gehören.

Verweise
Bild(er)