Methanhydrat - Energie der Zukunft?

Dieser Rohstoff könnte, wenn man es schafft ihn unbeschadet abzubauen und zu lagern (was wegen des hohen Drucks, in den Tiefen in denen er entsteht, sehr schwierig ist), der Energieträger der Zukunft sein. In den letzten Jahren hört man immer wieder davon, nur richtig wissenschaftliche Meldungen sind rar. Ich würde hier gerne einen Thread aufmachen, in dem jeder der sich dafür interessiert die Meldungen und News reinstellt über die er so stolpert und welche er für wichtig erachtet.

Methanhydrat (Wikipedia)

Methanhydrat (Methanklathrat, nicht ganz richtig auch: Methaneis) besteht aus Methan, das in gefrorenes Wasser eingelagert ist, wobei die Wassermoleküle das Methan vollständig umschließen. Man spricht daher auch von einer Einlagerungsverbindung (Klathrat). Erstmals wurde Methanhydrat 1971 im Schwarzen Meer entdeckt.

Eigenschaften
Das Methan liegt in einer hoch konzentrierten Form vor, denn ein Liter festes Methanhydrat enthält eine Menge Methan, die unter Normalbedingungen 168 Liter einnimmt. Bei Raumtemperatur entweicht Methan, das angezündet werden kann, es handelt sich um "brennbares Eis“.

Vorkommen
Methanhydrat bildet sich in überraschend großer Menge am Boden von Ozeanen, wo der Druck hoch und die Temperatur niedrig genug ist. Bei geschätzten zwölf Billionen Tonnen Methanhydrat ist dort mehr als doppelt so viel Kohlenstoff gebunden wie in allen Erdöl-, Erdgas- und Kohlevorräten der Welt. Methanhydrat kommt gewöhnlich in Tiefen von 500-1000 Metern vor.

Entstehung
Methanhydrat entsteht durch abgestorbene Pflanzen und Tierkadaver, die sich im Meeresboden sammeln und durch Druck und Temperatur zu Methan werden.

Bedeutung
Die großen Mengen gebundenen Methans lassen auf einen Energieträger der Zukunft hoffen, doch gestaltet sich der Abbau der Methanhydratfelder schwierig. Grund dafür ist, dass sich Methanhydrat in den höheren Wasserschichten, bei geringerem Druck und höherer Temperatur zersetzt und große Mengen gasförmigen Methans entweicht.
Methanhydrat scheint auch großen Einfluss auf das Klima zu haben, denn Methan ist ein Treibhausgas, mit 30-mal stärkerem Effekt als Kohlendioxid. Wenn sich warme Meeresströmungen in Richtung Methanfelder verlagern und das Wasser um fünf Grad Celsius erwärmen, kann es zur Freisetzung von großen Mengen Methan kommen. Genau dies scheint vor 55 Millionen Jahren geschehen zu sein. Damals kam es zu einer weltweiten Erwärmung der Atmosphäre; in den Gesteinen dieser Zeit finden Geologen heute Belege für einen schnellen Anstieg des Methangehaltes der Luft. Es besteht die Gefahr, durch den Treibhauseffekt könnten Methanhydrate im Permafrost und im Meer freigesetzt werden und so eine sich selbst verstärkende zusätzliche Wärmefalle für den Planeten bilden mit katastrophalen Folgen.
Das Vorhandensein von großen Mengen Methanhydrat im Bermudadreieck wird seit Jahren als wichtigster Erklärungsansatz für die dort auftretenden Phänomene herangezogen. Näheres dazu bei Bermudadreieck - Methangas-Vorkommen.  

ist ganz sicher ein potenter Energieträger. Die Infos über Vorkommen am Meeresboden sind mir neu.
Bislang kannte ich es nur als Biogas, das jede Kuh im Stall in Unmengen produziert.
Wir Menschen übrigens auch, wenn unsere Innereien mit Methanobrevibacter smithii kolonisiert sind.
Es gibt reichlich wissenschaftliche Literatur zu dem Thema.

Interessant wäre zu wissen, welche Firmen sich mit der Materie befassen.

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auf der Schattenseite bist Du nicht geblendet

 

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Lustig: Zum Bermudadreieck:
Methanhydrat-Vorkommen und Blowout
Einige Geowissenschaftler aus Japan, Deutschland und den USA haben riesige Methangas-Vorkommen im Gebiet des Bermudadreiecks gefunden, die für das spurlose Verschwinden von Schiffen verantwortlich sein könnten.
In Wassertiefen von 500 bis 2.000 m kann sich Methanhydrat bilden, wenn Methan vorhanden ist und die Temperatur das zulässt. Ändern sich Druck und Temperatur mit der Zeit, entweicht Methan langsam aus diesen eisähnlichen Brocken. Geschehen diese Änderungen jedoch abrupt, z. B. durch ein Seebeben (bzw. in küstennahen Regionen auch durch Erdbeben) oder tektonische Verschiebungen, kann innerhalb kurzer Zeit ein großer Teil eines Methanhydratvorkommens in seine Bestandteile (Methan und Wasser) zerlegt werden. Das gasförmige Methan steigt in Blasen auf und verringert dabei die Dichte des Wassers erheblich. Der Auftrieb von Schiffen und U-Booten nimmt dadurch so rasch und stark ab, dass sie innerhalb von Sekunden unter die Wasseroberfläche sinken bzw. auf den Meeresboden aufschlagen. Dieses Phänomen wird als "Blowout" bezeichnet.
Außerdem entstehen beim Aufsteigen einer Gasblase durch die Reibung mit dem Wasser elektrische Ladungen, die durch die Aufwärtsbewegung einen elektrischen Strom und dadurch Magnetfelder erzeugen, welche das Auftreten von Ausfällen elektrischer und magnetischer Geräte und Instrumente, so auch von Kompassen, erklären können. Anschauliche Erklärungen dazu bietet auch eine Ausgabe der Fernsehsendung „Alpha Centauri“.
Nach dem Verschwinden von Flug 19 gaben mehrere Zeugen an, eine Explosion am Himmel gesehen zu haben. Manche schließen daraus, dass sich aufgestiegenes Methangas an den Motoren der Flugzeuge entzündet haben könnte, was zu einer großen Verpuffung geführt haben könnte, der die Maschinen schließlich zum Opfer fielen. Allerdings gibt es bisher keinen einzigen Hinweis darauf, dass es bei aus dem Meer aufsteigenden Methangas in der Flughöhe von Flugzeugen zu Verpuffungen kommen könnte.
Das Verschwinden eines im Rahmen der Suchaktion nach Flug 19 gleichfalls verschwundenen Martin-Mariner-Flugbootes lässt sich durch die bereits damals wohlbekannte Tatsache erklären, dass die Maschinen dieses Typs durch einen Konstruktionsfehler zu plötzlichen Verpuffungen des Kraftstoffs neigten. Die im Zusammenhang mit Flug 19 manchmal erwähnte "Explosion" dürfte auf den Absturz dieses Flugzeugs zurückzuführen sein. Die Zeugen fanden sich in der Gegend der geplanten Route dieses Suchflugzeuges und weit weg von der vermuteten Route der Flug-19-Piloten.  

Untersuchungen mit Tiefseetauchbooten
am norwegischen Kontinentalabhang

Einführung

Als Gashydrat bezeichnet man die feste (kristalline) Phase eines Gemisches aus Wasser und natürlichen Gasen wie etwa Stickstoff, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid oder diverse Kohlenwasserstoffe, allen voran Methan.  
Dieses gashaltige "Eis" ist nur bei hohen Drucken und niedrigen Temperaturen beständig, z.B. für Methanhydrat bei mehr als 20 Atmosphären am Gefrierpunkt von Wasser. Vorkommen in der Natur findet man deshalb in tiefen Lagen von Permafrostböden und hauptsächlich im Porenraum der Sedimente des Meeresbodens. Dabei macht Methanhydrat über 90 % aller Hydrate aus.  

Nach dem heutigen Stand der Forschung ist die Abschätzung gerechtfertigt, daß weltweit mehr Kohlenstoff in ozeanischen Gashydraten gebunden vorliegt als in allen anderen fossilen Lagerstätten (Erdöl, Erdgas, Kohle) zusammen.  

Methanhydrat wird aber nicht nur als eine mögliche Energiequelle der Zukunft angesehen. Man vermutet heute, daß sich größere Hydrat-Reservoirs mancherorts im Grenzbereich ihrer Stabilität befinden, so daß sie sich bei konstantem Druck aber geringfügig steigender Temperatur zersetzen könnten. Es gibt Hinweise, daß dies in der Vergangenheit schon geschehen ist - insbesondere auch im Bereich des norwegischen Kontinentalabhangs - infolge der globalen Erwärmung seit dem letzten glazialen Maximum vor etwa 18000 Jahren.  

Die möglichen Folgen solcher Hydrat-Auflösung sind zum einen, daß die verfestigende Wirkung der Hydrate auf die ozeanischen Sedimente wegfällt. Ohne diese "Zementierung" besteht in Hanglagen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, daß submarine Rutschungen stattfinden können, bei denen bis zu mehrere Hundert Kubikkilometer Material in Bewegung geraten (z.B. Storegga Rutschmasse). Es ist denkbar, daß etwa Erdbeben hierbei als auslösende Momente wirken. Zum anderen werden bei der Hydrat-Auflösung erhebliche Mengen Methan-Gas frei, die womöglich nach einer gewissen Verweilzeit in den Ozeanen z.T. in die Atmosphäre gelangen. Dort vermag Methan als starkes Treibhausgas einen massiven Beitrag zur globalen Klimaerwärmung zu leisten  

Neben den möglichen globalen Auswirkungen der Hydrat-Zersetzung ist auch die Stabilität kleinerer, lokal begrenzter Reservoirs von unmittelbarem Interesse. Etwa das "Anstechen" instabiler Hydrate bei der Erdöl-Exploration kann Risiken für Personal und Ausrüstung mit sich bringen, z.B. wenn die Gasfreisetzung aus den Sedimenten ein Ausmaß annimmt, bei dem große Gasmengen direkt an die Meeresoberfläche - zur Explorations-Plattform - gelangen.  

Trotz seiner offenkundigen ökonomischen wie ökologischen Bedeutung ist bis heute wenig über die Verteilung, die Zusammensetzung und die Stabilität des natürlichen Gashydrats bekannt. Einer der Hauptgründe für diesen Mangel an Information besteht in der Schwierigkeit, Hydrate direkt nachzuweisen und zu beproben.  

Geophysikalisch lassen sich Hydrate indirekt über den genannten Effekt der Hydrat-Zementierung detektieren. Mittels seismischer Messungen werden die Schallgeschwindigkeiten verschiedener Sedimentlagen vermessen, und jene mit anomal hohen Geschwindigkeiten sind gute Kandidaten für die Präsenz von Hydraten. Weiterhin wird die Aufzeichnung eines sogenannten "bottom simulating reflector" (BSR) heute gemeinhin als Nachweis für eine Grenzfläche zwischen hydrathaltigen und darunterliegenden gashaltigen Sedimenten interpretiert. Allerdings sind seismische Indikatoren i.a. nicht notwendig und nicht immer hinreichend zur Lokalisierung von Gashydraten. Insbesondere liefert Seismik bislang auch keine Quantifizierung der Vorkommen.  

Geologisch werden u.a. hydrathaltige Sedimente durch das Abteufen von Bohrungen erkundet. Die Untersuchung der erbohrten Proben ergibt sehr wohl ein detaillierteres Bild von der vertikalen Struktur einiger Hydrat-Lager, doch ist die Übertragbarkeit dieser Ergebnisse auf andere Lokationen eher fraglich, und die erheblichen Kosten solcher Bohrungen verbieten z. Z. die Erfassung solcher Daten auf einem engmaschigen Netz. Darüberhinaus verfälschen der Bohrprozeß selbst sowie die Probenextraktion aus der Hochdruckumgebung gerade im Hinblick auf Hydrate das Bild. Jedoch kommen in jüngster Zeit bei Bohrprogrammen zunehmend in-situ Meßgeräte zum Einsatz, welche Temperatur, elektrische Leitfähigkeit, seismische Kompressionswellengeschwindigkeit u.a. Meßgrößen direkt im Bohrloch aufzeichnen können.  

Insgesamt kann das großflächige Vorkommen der Gashydrate bislang nur indirekt, qualitativ und lückenhaft kartiert werden, während quantitative Aussagen über ihre Verteilung und Zusammensetzung nur punktuell zur Verfügung stehen. Es liegt dehalb nahe, die direkte Beprobung der Hydrate am Meeresboden mit einer Beweglichkeit zu verbinden, die ausreicht, zahlreiche Meßstationen eines begrenzten Gebietes zu untersuchen. Somit ist der Einsatz von Tauchbooten und - wo moeglich - von Tiefsee-Robotern ("remote operated vehicles" (ROV)) der nächste logische Schritt.

http://www.geomar.de/projekte/gashydrate/wwwtext.html  

Meer birgt unerschöpfliche Energievorräte

VDI nachrichten, Kiel, 25. 2. 05 - Methanhydrat gilt als mögliche Energiequelle der Zukunft, der Abbau jedoch birgt Risiken für Klima und Umwelt. Umso wichtiger ist die Forschung in Hinsicht auf die Prozesse, die Methanhydrate entstehen und zersetzen lassen. Ein neues Projekt erarbeitet jetzt die notwendigen Grundlagen.

Das neue Projekt heißt Comet, obwohl es nicht den Sternenhimmel fokussiert, sondern die Weltmeere. Anfang Februar wurde der COMET (COntrols on METhane fluxes and their climatic relevance in marine gas hydrate-bearing sediments) mit einem Treffen aller Beteiligten in Kiel offiziell gestartet. Das Forschungsvorhaben ist im Bereich Geotechnologien eins von vier Projekten, die sich dem "Methan im Geo-/Biosystem" widmen und wird mit 2,7 Mio.  € gefördert.
Daran beteiligt sind neben dem Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-Geomar) die Technische Universität Hamburg-Harburg, das Geowissenschaftliche Zentrum der Universität Göttingen, das Institut für Geowissenschaften der Universität Kiel und die Elac Nautik GmbH aus Kiel.
Ziel von Comet ist die Untersuchung der komplexen Steuerparameter, die die Freisetzung und den Umsatz von Methan im Wasser und in der Atmosphäre entscheidend beeinflussen. Damit erhoffen sich die Forscher Erkenntnisse über die Klimawirksamkeit von Methan in Vergangenheit, vor allem aber Gegenwart.
Das Projektteam setzt gleich eine ganze Reihe modernster Technologien für ihre Untersuchungen ein: integrative Langzeitobservatorien, spezielle hydroakustische Systeme, ferngesteuerte Bohrplattformen und ein neuartiges Drucklabor. Messbegleitend werden bestehende numerische Modelle weiterentwickelt, um die Fluidfreisetzung und den biogeochemischen Stoffumsatz in hydrathaltigen Sedimenten und das Schicksal des Methans in der Wassersäule zu untersuchen.
Forschungsgebiete sind die Nordsee, der Golf von Cadiz, und - wie jetzt offiziell bestätigt wurde - erstmals der Pazifik vor der neuseeländischen Küste. Mit dem deutschen Forschungsschiff "Sonne" geht es im Frühjahr 2007 in diese Region, die in der Gashydratforschung ein noch völlig unbeschriebenes Blatt ist.
Bis jetzt ist nicht bekannt, ob es vor der neuseeländischen Küste überhaupt Methanhydrat gibt, doch die Forscher vermuten dort ein ähnlich großes Vorkommen wie am Hydratrücken vor Oregon, dem bisherigen Rekordhalter. "Alle Vorzeichen sprechen dafür", sagt Projektleiter Peter Linke vom IfM-Geomar, "und das Gebiet bietet zudem ein großes Potenzial für neue internationale Forschungskooperationen". Neuseeland wird also dabei sein, aber auch Australien, Großbritannien und Belgien haben bereits Interesse signalisiert, sich an der Suche nach Methanhydrat zu beteiligen.
Methanhydrat ist von einem Käfig aus Wassermolekülen umschlossenes, hoch konzentriertes Methan. Ein Liter dieses Stoffgemischs enthält ca. 165 l Methangas. Es entsteht am Meeresboden ab einer Tiefe von 500 m bei Temperaturen von 2 °C bis 4 °C. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt kann es sich auch in flacheren Regionen bilden.
Aufgrund seiner leichten Brennbarkeit wird Methanhydrat als mögliche Energiequelle der Zukunft hoch gehandelt, denn die Vorkommen an den Kontinentalrändern und im Permafrost enthalten mehr Gas als alle bekannten Erdgasreservoirs zusammen.
Doch der Abbau ist nicht ohne Risiken. Denn zum einen halten die Gashydrate die Sedimente am Meeresgrund zusammen wie Zement. Schon relativ geringe Änderungen von Druck und Temperatur lassen sie zerfallen und ausgasen, gewaltige Hangrutschungen und Tsunamis könnten dadurch ausgelöst werden.
Zum anderen ist Methan als Treibhausgas 30-mal wirksamer als Kohlendioxid, was die globale Erderwärmung zusätzlich beschleunigen könnte. Ob diese Risiken zu kontrollieren sind, ist in Politik und Wissenschaft derzeit ein heißes Thema. Im Moment scheint nur eins sicher: Die Prozesse zur Entstehung und Zersetzung von Methanhydrat müssen gründlicher erforscht werden, um sowohl Gefahrenpotenzial als auch mögliche Nutzbarkeit fundiert beurteilen zu können. Genau das will Comet leisten.id/wip

http://www.vdi-nachrichten.com/vdi_nachrichten/...cat=2&id=21063&cp=1