Methanhydrat – Klimagas aus eisiger Tiefe

In der nahen Vergangenheit hat sich ein neues Bewusstsein im Umgang mit der Energie entwickelt. Nicht allein, weil die steigenden Benzinpreise die Privatverbraucher umdenken lassen und sich die Industrie teilweise bereits darauf einstellt. Auch die Nutzung alternativer Energieproduktion aus freien oder regenerativen Quellen wird zunehmend in breit angelegten, kleinen und großen Testobjekten zur Marktfähigkeit weiter entwickelt:

Eine grüne Philosophie wird nicht länger als unseriöse Hippie-Ideologie verschmäht, sondern hat eine moderne, hochtechnologisierte Branche hervorgebracht, die bereits zahlreiche Patente entwickelt und noch mehr Arbeitsplätze geschaffen hat.

Dass Al Gore mit seinem Horrorszenario „eine unbequeme Wahrheit“ zusätzlich dazu ermahnte, den Ausstoß von industriellen Abgasen drastisch zu verringern – und damit eine breite Vielzahl von Zuschauern inspirieren konnte, hat die öffentliche Diskussion weiter vorangetrieben.

Ein anderer Aspekt der Klimadebatte wird jedoch grundsätzlich fehlerhaft dargestellt: So wird vor allem das Kohlendioxid, namentlich die durch Menschen verursachten CO2-Emissionen, für den Treibhauseffekt verantwortlich gemacht.

Nun werden zunehmend Stimmen aus der Wissenschaft laut, die darauf hinweisen, dass ein anderer Stoff viel gefährlicher für unsere Atmosphäre ist: Methanhydrat.

Komprimiertes Klimagas

Methanhydrat ist Methangas, das im Wasser eingeschlossen ist, unter hohem Druck von etwa 20 atm verdichtet wird und dadurch eine feste Form annimmt. Da gasförmiges Methan hochentzündlich ist, sind hierfür besonders niedrige Temperaturen erforderlich. Methanhydrat entsteht daher natürlicherweise an Kontinentalabhängen in der Tiefsee, in Polargebieten und Permafrostböden. Darüber hinaus sind hohe Vorkommen im Bermuda-Dreieck und im Schwarzen Meer nachgewiesen.

Eine alternative Energiequelle?

Das feste, kristalline Methanhydrat entspricht der rund 160-fachen Menge an Methangas. Damit sind die riesigen Vorkommen an Methanhydrat die häufigste Quelle für Gasmethan: Rund 50 Prozent des organischen Kohlenstoffs der Erde ist in Methanhydrat enthalten – das ist weitaus mehr als alle Öl-, Kohle- und Gasvorräte zusammengenommen.

Während die Japaner und Russen bereits 20- bis 80-prozentiges Methan aus natürlichen Vorkommen abbauen, können durchaus höhere Konzentrationen erreicht werden: So konnten Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts bei Probebohrungen im Polarmeer beispielsweise Methanhydratfelder in der Tiefsee nachweisen, die eine hundertprozentige Reinheit von Methan im Gaschromotografen aufweisen.

Brennendes Eis

Der Abbau ist jedoch problematisch, da Methanhydrat sehr instabil ist: Bei der geringsten Änderung von Druck oder der Temperatur verflüchtigt sich die feste Form zu Gas. Dies geschieht bereits auf natürlichem Wege in den Permafrostböden Sibiriens, die durch die global steigenden Temperaturen zunehmend auftauen und gigantische Mengen an bislang eingeschlossenem Methan freigeben. Dies führt zu einem interessanten Phänomen: Um eine Tasse Tee zu kochen, wird einfach ein Loch in den Permafrost geschlagen. Die nun austretenden Methangase lassen sich leicht entzünden – das Eis brennt. Dies geschieht heute allerdings sehr häufig: Denn durch die milden Temperaturen unseres Jahrhunderts tauen die Permafrostböden zunehmend auf und geben so jedes Jahr hohe Mengen an Methangas frei: Faulgase der sumpfigen Tundra und der weiten sibirischen Wälder, die jahrtausendelang im Permafrostboden eingeschlossen waren.

Doppelter Treibhauseffekt durch Methan

Die Förderung aus russischen Methanhydratfeldern im sibirischen Krasnoyarsk ist derzeit die einzige industriell-kommerzielle Anlage weltweit, während in Japan, dem norwegischen Spitzbergen und weiteren Ländern bereits intensiv geforscht wird. Denn mit dem Abbau von Methanhydrat geht auch ein großes Problem einher:

Methanhydrat verbindet sich bei der Verflüchtigung mit der fast sechsfachen Menge an Wasser und bildet so das Methangas. Bei der Verbrennung von Methan wird wie bei der Verbrennung anderer fossiler Quellen wiederum Kohlendioxid freigegeben. Eine Nutzung von Methangas für die Energieproduktion im großen Maßstab kann daher nicht als praktikable Alternative zu den klassischen fossilen Energieträgern Öl und Kohle angesehen werden; als Übergangslösung vermutlich ebenso wenig.

Derzeit gehen die Forscher davon aus, dass unter anderem die globale Großindustrie im vergangenen Jahrhundert die globalen Temperaturen im Mittel haben ansteigen lassen, wodurch die bislang im Permafrost und den Polargebieten eingeschlossenen Methanhydratvorkommen freigesetzt werden. Nun ist Methan an sich bereits ein Klimagas – nicht zuletzt deshalb wurde schließlich die Besteuerung von Wiederkäuern ernsthaft diskutiert.

Eine industrielle Nutzung, also eine gezielte Freisetzung des Methangases zusätzlich zur natürlichen, hätte einen exponentiellen Anstieg des Treibhauseffekts zu Folge.

Warnhinweise aus der Natur

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts beobachteten auf ihrer Forschungsreise im Polarmeer zudem beunruhigende Anzeichen für eine Verschärfung des Problems:

Sie suchten auf ihrer Unterseeexpedition nach Bartwürmern als Indikatoren für austretendes Methangas am Meeresgrund, da diese sich vor allem von Methanbakterien ernähren. Die Methanbakterien ihrerseits bauen in einem chemosynthetischen Prozess ganz natürlich das austretende Methan, das ansonsten als Klimagas aufsteigt.

Nun fanden die Forscher wie erwartet die typischen Kalkröhrchen der Bartwürmer und ganz richtig auch eine unterseeische Methanquelle in der Nähe. Doch die Würmer waren alle tot. Nun versuchen die Forscher herauszufinden, was die Ursache dafür sein könnte. Bekannt ist, dass Methanbakterien sehr empfindlich auf die Qualität und Temperatur des Meerwassers reagieren.