Methanhydrat; Energie-Grundlagen von Dieter Freude und Randall Snurr

Methanhydrat

Es gibt einige unkonventionelle Energiequellen, deren Abbau mit hohen Umweltrisiken verbunden und relativ teuer ist. Dazu gehören Ölsand und Ölschiefer und vor allem Methanhydrat. Ölsand ist in die Ölreserven und Ölressourcen seit 2002 einbezogen worden, Ölschiefer wird in den Ölressourcen berücksichtigt. Methanhydrat hat weder in die Reserven noch in die Ressourcen Eingang gefunden, obwohl es wahrscheinlich die größte fossile Energiequelle ist.

Das Bild rechts zeigt eine von den Gashydrat-Seiten des IFM GEOMAR entnommene Schätzung des Anteils wichtiger fossiler Energiequellen. Die angegebenen Zahlen in der Abbildung entsprechen Gigatonnen (10⁹ t) Kohlenstoff.

Methan ist in den Ozeanen von Bakterien gebildet worden.
Sie haben das gelöste Kohlenstoffdioxid zu Methan umgewandelt
oder Biomaterial des Meeres abgebaut. Bei einer Entstehung von Methanhydrat müssen das Wasser mit Gas übersättigt sein und bestimmte Druck- und Temperatur-bedingungen herrschen.

Auch für die Stabilität des Methanhydrats sind hohe Drücke und niedrige Temperaturen notwendig. Werden durch Umwelteinflüsse
die Stabilitätsbedingungen verletzt, kann Methan in großen Mengen freigesetzt werden. Da es den 25-fachen Effekt des Kohlendioxids hat, würde einen gewaltigen Treibhauseffekt hervorrufen.

Das linke Bild aus Wikipedia zeigt das weiße Methanhydrat, das mit rot-gelber Flamme brennt, wobei Wasser herunter tropft und natürlich Kohlendioxid entsteht. Oben ist das Kalottenmodell eines Methangas-Moleküls gezeigt.

Die Elementarzelle der kubischen Kristallstruktur besteht aus acht Eiskäfigen, in denen die Wassermoleküle (rote Sauerstoffatome und weiße Wasserstoffatome ) über Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind. In den Eiskäfigen ist je ein Methanmolekül eingebaut. Die stöchiometrische Formel lautet 8 CH₄ 46 H₂O.

Einige Länder haben Forschungsprogramme zur Untersuchung der Möglichkeiten einer Energiegewinnung aus Methanhydratvorkommen begonnen.
Das Programm der Japanischen Regierung ist in der zweiten Phase bis 2015 verlängert worden. Eine Berichterstattung vom Dezember 2009 stellt den Beginn der kommerziellen Förderung nach 2018 in Aussicht.