Methanhydrat – Energieträger der Zukunft oder Klimakiller?

Methanhydrat ist brennbares Eis. Das Methangas (CH₄) steckt in einen Käfig aus gefrorenem Wasser. Es handelt sich um eine Einschlussverbindung (Clathrat) in Wasser, welche man als Gashydrat (gefrorenes Gas) bezeichnet.
Unter Atmosphärenbedingungen kommt diese Verbindung nicht zustande. Gashydrate können nur bei tiefen Temperaturen und hohem Druck ihre Struktur aufrecht erhalten. Ändern sich die äußeren Bedingungen, werden die Hydrate instabil und zerfallen in flüssiges Wasser und gasförmiges Methan.

Methan
Methan ist ein Faulgas. Es entsteht in großen Mengen durch biologische Zerfallsprozesse. Hierbei wird organisches Material, wie Tier- und Pflanzenrückstände (Überresten abgestorbenen Pflanzenmaterials und Tiere sowie deren Exkremente), durch Mikroorganismen zersetzt.
Auch bei der Viehhaltung (z.B. Kühe) entsteht Methan. Denn Kühe fressen Gras. Da Gras schwer zu verdauen ist, sind Kühe Wiederkäuer. In ihren sechs Mägen verdauen Bakterien das Gras und produzieren dabei verschiedene Gase. Eines davon ist Methangas. Dieses entweicht durch pupsen und rülpsen aus der Kuh in die Atmosphäre. Eine Kuh stößt täglich zwischen 150 und 250 Liter Methan aus.

Lagerstätten von Methanhydraten
Methanhydrate kommen im Meeresboden und an Kontinentalabhängen, sowie in Permafrostböden und der Antarktis vor. In den Methanhydratfeldern ist wahrscheinlich mehr Kohlenstoff gebunden wie in allen Erdöl-, Erdgas- und Kohlevorräten der Erde. Wie groß das Methanhydrat-Vorkommen weltweit ist, ist jedoch nicht bekannt. Die Angaben beruhen auf Schätzungen, die auf Testbohrungen basieren.

Entstehung von Methanhydrat
Methanhydrate bilden sich nur unter ganz bestimmten physikalischen, chemischen und geologischen Bedingungen. Hohe Wasserdrücke und tiefe Temperaturen sind die besten Vo­­­­raus­­setzungen für die Entstehung von Methanhydrat in Tiefen von 500 bis 1000 Metern.
An den Kontinentalabhängen werden große Mengen organischen Materials abgelagert und von Mikroorganismen zersetzt, wobei Methangas entsteht. Ist das Wasser sehr kalt, so können sich Methanhydrate unter Umständen auch schon bei sehr geringen Wassertiefen oder sogar bei atmosphärischem Druck bilden. Im offenen Ozean mit einer durchschnittlichen Wassertemperatur von 2 bis 4 Grad Celsius am Meeresboden entstehen Methanhydrate schon ab einer Wassertiefe von ungefähr 500 Metern.

Methanhydrat und der Klimawandel
Methanhydrat könnte in Zukunft als neue Energiequelle dienen. Doch der Abbau von Methanhydrat ist technisch schwierig. Denn wenn es an die Meeresoberfläche gelangt, zersetzt es sich umgehend. Methan ist ein starkes Treibhausgas. Es wirkt 20 bis 30 Mal stärker als Kohlenstoffdioxid  (CO₂) und fördert somit den Treibhauseffekt und die damit verbundene Klimaerwärmung. Einige Klimaforscher befürchten eine Kettenreaktion, die durch die massenhafte Freisetzung von Methan in die Atmosphäre zu einem Klimakollaps führen könnte. Denn durch eine Klimaerwärmung und damit verbunden eine Zunahme der durchschnittlichen Meerestemperatur würde immer mehr gebundenes Methangas entweichen und den Prozess so weiter anheizen.
Ein weiterer Nachteil von Methanhydrat als Energiereserve ist, dass die Menschheit dann weiterhin von nicht nachwachsenden Rohstoffen (neben Erdgas, Erdöl und Kohle) abhängig bleibt.

Quellen:

• World Ocean Review: Wirkung des Klimawandels auf Methanhydrate
• Klett (Terrasse online): Infoblatt Methanhydrate (PDF), 30.7.2014
• Geomar: Methanhydrat – das brennende Eis