Methanhydrat China zapft neuartige Energiequelle am Meeresgrund an

Methanhydrat lässt sich bei Zimmertemperatur anzünden - im Eis sind fossile Brennstoffe gebunden.

(Foto: GEIR MOGEN, NTNU)

Methanhydrat gilt als möglicher Energieträger der Zukunft. Das brennbare Eis schlummert massenhaft in den Ozeanen. Nun melden China und Japan fast zeitgleich einen Durchbruch.

Von Christoph Behrens

China und Japan ist es nach eigenen Angaben gelungen, Methanhydrat am Meeresgrund abzubauen - eine fossile Ressouce, die in rauen Mengen in den Ozeanen und Eiskappen des Planeten gebunden ist und als Energieträger der Zukunft gehandelt wird. Von einer Bohrinsel im Südchinesischen Meer aus sei der Rohstoff in einer Tiefe von 1266 Metern gefördert worden, gab die Nachrichtenagentur Xinhua diese Woche bekannt. Es sei das erste Mal, das China die Ressource sammeln konnte. Japan meldete vor zwei Wochen einen ähnlichen Durchbruch beim Anzapfen von Methanhydrat vor der eigenen Küste.

Damit rückt die Erschließung eines Rohstoffs näher, dessen Vorräte die von konventionellem Öl und Gas deutlich übersteigen. Methanhydrat wird auch "brennbares Eis" genannt, weil sich die schneeartigen Klumpen bei Raumtemperatur anzünden lassen. Der Stoff ist eine Mischung aus Wasser und Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas. In Form von Methanhydrat bilden die Wassermoleküle eine Art Gerüst und umschließen das energiereiche Methan. Nur bei hohem Druck und tiefen Temperaturen ist der Stoff stabil, er findet sich daher vor allem im Sediment des Meeresbodens oder im Permafrost der Arktis. Auch im gefrorenen Boden des Tibetischen Plateaus werden große Mengen Methanhydrat vermutet.

Bis zu 28 Billiarden Kubikmeter Methan sind im Eis komprimiert

Für China ist die Erschließung der Ressource von hoher strategischer Bedeutung. Das Land verfügt kaum über eigenes Erdöl; Schiefergas mithilfe von Fracking zu gewinnen, ist aufgrund der komplexen geologischen Verhältnisse schwierig. Die Methanhydrat-Bohrungen südöstlich von Hongkong nannte der Minister für Ressourcen Jiang Daming nun "einen großen Durchbruch, der zu einer weltweiten Energierevolution führen könnte". Insgesamt fördern die Chinesen laut Xinhua bei den derzeitigen Probebohrungen täglich etwa 16 000 Kubikmeter Gas vom Meeresgrund. Verglichen mit den japanischen Bohrungen "haben die chinesischen Wissenschaftlicher sehr viel mehr Gas bei ihren Anstrengungen gewonnen", sagte der Chemieingenieur Praveen Linga von der Nationalen Universität Singapur der BBC. Dies sei "ein großer Schritt" bei der Entwicklung der Technologie.

Die USA, Japan, Indien, Südkorea und Kanada verfolgen ebenfalls Forschungsprogramme, um die Ressource abzubauen. Das US-Energieministerium schätzt, dass weltweit zwischen 2800 Billionen und 28 000 Billionen Kubikmeter Methan zusammengepresst im Eis schlummern. Zum Vergleich: 2015 wurden weltweit etwa 3,5 Milliarden Kubikmeter Erdgas produziert, also weniger als ein Tausendstel der Gashydrat-Vorräte.

Gashydrat-Vorkommen in 1000 Meter Tiefe im Golf von Mexiko unter einem mit Muscheln bewachsenen Felsen: Viele der Vorkommen liegen in ökologisch empfindlichen Regionen.

(Foto: United States Geological Survey (USGS))

Allerdings widersetzt sich die neuartige Ressource bislang einer kommerziellen Gewinnung, die Bohrungen bewegen sich noch auf der Ebene der Grundlagenforschung. Nur ein kleiner Teil des brennbaren Eises liegt in einfach erreichbaren Schichten am Meeresgrund oder in arktischem Sandgestein. Das meiste ist dagegen zu flüchtig, niedrig konzentriert oder tief gelegen, um technisch interessant zu sein. Auch wissen Geologen bislang nur sehr wenig darüber, wie sich Methanhydrat verhält. Bei Störungen reagiert der Stoff jedenfalls äußerst sensibel. Wird die Gitterstruktur zerstört, so kann das enthaltene Methan leicht verloren gehen.

Dieser Mechanismus birgt vermutlich auch neue Risiken. So führen Geologen einen zerstörerischen Erdrutsch vor 8000 Jahren auf Methanhydrate zurück. Vor der Küste Norwegens bildete sich damals eine bis zu sechs Meter hohe Flutwelle. Forscher vermuten, dass eine explosive Freisetzung von Methangas am Erdboden die prähistorische Naturkatastrophe auslöste. Im Fachjournal Nature Communications berichteten Materialwissenschaftler kürzlich, dass eine menschgemachte Störung der Eiskristalle wohl ähnliche Kräfte freisetzen könnte. Dazu kommen Risiken für die Umwelt: Wie die Tiefseebohrungen die Ökosysteme am Meeresgrund beeinflussen ist bislang unbekannt.

Klimaforscher fürchten zudem, dass eine Erwärmung der Ozeane auch das Methan-Eis zum Schmelzen bringen könnte und das entweichende Gas die Erderwärmung noch anheizen könnte. Zumindest diese Gefahr ist laut einer aktuellen Analyse der US-amerikanischen Akademie der Wissenschaften aber gering: Das gashaltige Eis schmelze zwar an einigen Orten, doch das Methan verteile sich hauptsächlich im Ozean, statt die Atmosphäre zu erreichen.

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