Methanhydrat. Gefahr oder Energiequelle?


Facharbeit (Schule), 2011
14 Seiten

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Entstehung von Methanhydrat

3. Methanhydrat als Rohstoffquelle
3.1 Förderung
3.1.1 Risiken und Probleme bei der Förderung
3.1.2 Austausch mit Kohlenstoffdioxid

4. Gefahren durch Methanhydrat

5. Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhang

1. Einleitung

In den letzten Jahren werden aufgrund des Klimawandels und durch die Begrenztheit vieler fossiler Brennstoffe zunehmend neue Energiequellen gesucht. Neben erneuerbaren Energien wird auch Methanhydrat immer interessanter, da dieses noch, im Gegensatz zu anderen fossi- len Brennstoffen, in großen Mengen vorhanden ist. Außerdem bildet es sich relativ schnell nach, in guten Fällen in nur 100 Jahren.1 Es wird geschätzt, dass die Hälfte aller Kohlenstoff- Atome in Methanhydrat gebunden ist (siehe Abbildung 1). Die darin enthaltene Energie könn- te den Bedarf für ca. 1000 Jahre decken, das macht Methanhydrat so interessant.2

Methanhydrat hat aber nicht nur gute Eigenschaften. Sollte eine große Menge Methanhydrat freigesetzt werden, könnte dies auch zu einem deutlich verstärkten Klimawandel führen oder zu direkten oder indirekten Naturkatastrophen. Zudem ist die Förderung heute noch schwierig und unrentabel.

In dieser Seminararbeit soll der Versuch unternommen werden aufzeigen, ob Methanhydrat eine Lösung der Energieprobleme darstellt oder ob es im Gegenteil den Klimawandel um einiges verschlimmert und beschleunigt.

Im ersten Teil dieser Arbeit geht es um Methanhydrat als Rohstoffquelle, um die Vorteile, Nachteile, Effektivität und Probleme bei der Förderung. Im zweiten Teil geht es dann um die von Methanhydrat ausgehende Gefahr.

2. Entstehung von Methanhydrat

Methanhydrat besteht aus einem Methanmolekül, umschlossen von Wassermolekülen (siehe Abbildung 2). Normalerweise würden die beiden Moleküle keine Bindung eingehen, dies geht erst unter Druck und niedrigen Temperaturen. Methanhydrat entsteht besonders an den Konti- nentalhängen, weil es dort viel Plankton gibt. Wenn das Plankton abstirbt, sinkt es auf den Meeresboden, wo die enthaltene Glukose durch Bakterien zersetzt wird. Dabei entstehen die Abfall-Produkte Methan und Kohlenstoffdioxid[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] stoffdioxid reagiert mit den Sedimenten zu Calciumcarbonat, das Methan wird als Hydrat eingefroren.4 Dabei müssen aber ganz bestimmte Bedingungen herrschen (Temperatur, Druck und gelöste Salze, siehe Abbildung 3). Methanhydrat entsteht aufgrund dieser benötigten Bedingungen in Wassertiefen von 400-1000 m, deshalb ist es z. B. in der Nord- oder Ostsee nicht zu finden.5 Trotzdem sind diese Bedingungen, im Gegensatz zu den Entstehungsbedingungen für Öl, sehr viel häufiger auf der Erde zu finden. Auch bildet sich Methanhydrat sehr viel schneller als z. B. Öl, im besten Fall sogar in gut 100 Jahren.6

3. Methanhydrat als Rohstoffquelle

Schon in den 70er Jahren führte die Sowjetunion auf der Suche nach alternativen Energien Forschungen mit Methanhydrat durch, damals meist auf theoretischer Ebene.7 Nach dem Fall des Eisernen Vorhangs wurden diese Forschungen unterbrochen. Erst seit ca. 10 Jahren wird wieder intensiv nach Möglichkeiten zur Nutzung und Förderung gesucht.

3.1 Förderung

Immer mehr Länder beschäftigen sich mit dieser potentiellen Energiequelle. Im Moment for- schen Kanada, China, Japan, Südkorea, Norwegen und die USA.8 Methanhydrat kommt an fast allen Kontinentalhängen vor (siehe Abbildung 4). Experten des US-Energieminsteriums schätzen, dass es noch ungefähr zehn Jahre bis zur kommerziellen Förderung dauern wird, denn es müssen noch einige Probleme und Fragen geklärt werden. Besonders Japan als roh- stoffarmes Land ist an Methanhydrat interessiert, denn nach Fukushima ist die Atomkraft, die Hauptenergiequelle Japans, nicht mehr so positiv angesehen. Außerdem gibt es rund um Ja- pan Methanhydrat-Vorkommen (siehe Abbildung 4). Deshalb hat Japan eine der ersten Me- thanhydratförderstellen geplant, welche eigentlich schon 2007 in Betrieb gehen sollte.9 Da es aber immer wieder Probleme gab, müssen erst weitere Bohrungen durchgeführt werden. Soll- ten diese Tests erfolgreich sein, könnte Japan frühestens ab 2013 mit dem Abbau beginnen.

Allein vor der Küste von Honshu sollen die Methanhydratvorkommen den Energiebedarf Ja pans für 13 Jahre komplett decken können.10

3.1.1 Risiken und Probleme bei der Förderung

Eines der größten Probleme bei der Förderung von Methanhydrat ist, dass man sehr tief und sehr weit draußen auf dem Meer bohren muss. Je weiter entfernt von der Küste bohrt und je tiefer man bohrt, desto risikoreicher wird die Bohrung, da man die Ozeane in diesen Tiefen noch nicht genug erforscht hat. Außerdem zerfällt Methanhydrat umso schneller, je näher es an die Erdoberfläche kommt, da der Druck dort abnimmt. Die entstehenden Blasen könnten sehr leicht verheerende Betriebsunfälle auslösen.11

Gefahr von Flutwellen & Tsunamis

Ein besonders großes Risiko geht bei dem Abbau auch von den zurückbleibenden Hohlräu- men am Kontinentalhang aus. Das Methanhydrat verbindet wie eine Art Kitt die Sedimente und das Geröll und stabilisiert diese. Würde man das Vorkommen anbohren und fördern, würde der Kontinentalhang instabil und könnte abrutschten. Diese Massen an Geröll und Se- dimenten könnten einen Tsunami mit zerstörerischen Ausmaßen auslösen (siehe Abbildung 5).12

„Dass die Gefahr real ist, zeigt der sogenannte Storegga-Rutsch. Vor 8000 Jahren kollabierte vor Westnorwegen ein 400 Kilometer langer Abschnitt eines unterseeischen Kliffs. Eine gewal- tige Masse aus Gestein und Sediment mit einem Volumen von 3500 Kubikkilometern stürzte in die Tiefsee. Die resultierende Schutthalde erstreckt sich rund 850 Kilometer weit in Richtung Nordwesten und ist bis zu 400 Meter hoch. Damit bedeckt sie eine Fläche von ungefähr der Größe Schottlands. Die Rutschung löste nach Berechnungen von Forschern der Universität Bergen einen Tsunami aus, vergleichbar mit demjenigen, der 2004 die Strände in Süd- ostasien.“13

Ökologische Aspekte

Aber selbst wenn bei der Förderung keine Probleme auftauchen würden, könnte man das Me- thanhydrat nicht ohne Weiteres fördern, denn man weiß nur sehr wenig über die Rolle des Methanhydrats im Ökosystem. Außerdem müsste man den Meeresboden stark aufwühlen, sodass das ozeanische Ökosystem gefährdet würde.14

3.1.2 Austausch mit Kohlenstoffdioxid

Ein vielversprechendes Verfahren, um die Stabilität des Kontinentalhangs zu gewähren, ist der Austausch mit Kohlenstoffdioxid.

Als Erstes wird das Methanhydratvorkommen an zwei Stellen angebohrt, und es werden Lei- tungen, beispielsweise zu einem Gaskraftwerk, gelegt. Dann wird durch die eine Leitung das Methan abgepumpt und durch die andere Kohlenstoffdioxid eingeleitet (siehe Abbildung 6).

Dabei findet folgende Reaktion statt:

[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]15

Kohlenstoffdioxidhydrat ist um einiges stabiler als Methanhydrat, was auch in Abbildung 3 zu erkennen ist. Somit würde auch das Kohlenstoffdioxidhydrat bei kleineren Temperaturund Druckschwankungen nicht entweichen.16

4. Gefahren durch Methanhydrat

Schon seit Jahrzehnten sorgt das Bermudadreieck immer wieder für Aufsehen, indem Schiffe Fliegerstaffeln usw. verschwanden, Kompasse ausfielen etc. Es gab Theorien von Außerirdi- schen bis zur Existenz von Zeitlöchern. Der wahrscheinlichste Grund ist ein Blow-out durch Methanhydrat. Ein Blow-out ist vergleichbar mit einer geöffneten Mineralwasserflasche. Wenn sich Methan vom Meeresboden löst, wird die Dichte des Wassers durch das Gas sehr gering, sodass das Boot zu wenig Auftrieb hat und untergeht. Allerdings sind diese Blow-outs noch relativ klein.

Da solche Blow-outs bis heute nur durch natürliche Schwankungen von Druck, Temperatur oder kleine Erdbeben ausgelöst wurden, kann man sich vorstellen, was für enorme Auswir- kungen es hätte, wenn der Mensch diese Einflussfaktoren zusätzlich verändern würde.

[...]


1 Vgl. Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 15.02.2004, Nr. 7., S. 63.

2 Vgl. Blatter 2011, S. 11.

3 Vgl. http://www.phys.uni-paderborn.de/~wgs/Dlehre/Methanhydrat.pdf (03.11.2011).

4 Ebenda.

5 Vgl. http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/klima/methanhydrat-energiequelle-im- meeresboden_aid_345036.html (17.10.2011).

6 Vgl. Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 15.02.2004, Nr. 7. S. 63.

7 Vgl. Rettberg 2007, S. 92.

8 Vgl. http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/wissenschafts-dossiers/tid-14909/methanhydrat-energie-aus- meer-und-eis_aid_417386.html (17.10.2011).

9 Vgl. Rettberg 2007, S. 93.

10 Vgl. http://www.japanmarkt.de/index.php/trends/energie/japan-will-nach-methangas-bohren/#more-10820 (27.10.2011).

11 Vgl. Duda 2006, S. 16.

12 Vgl. http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/klima/tid-17446/methanhydrat-der-kommerzielle- aspekt_aid_486349.html (17.10.2011).

13 http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/klima/tid-17446/methanhydrat-der-kommerzielle- aspekt_aid_486349.html (17.10.2011).

14 Vgl. Gründinger 2006, S. 27.

15 Vgl. Zellner 2011, S. 67.

16 Ebenda.

Ende der Leseprobe aus 14 Seiten

Details

Titel
Methanhydrat. Gefahr oder Energiequelle?
Hochschule
Gymnasium Bruchhausen-Vilsen
Autor
Jahr
2011
Seiten
14
Katalognummer
V182561
ISBN (eBook)
9783656061922
Dateigröße
1269 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Methanhydrat, Enegie aus dem Meer, brennendes eis
Arbeit zitieren
Ehler Benjes (Autor), 2011, Methanhydrat. Gefahr oder Energiequelle?, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/182561

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