Kiel ­ Die gräulich-weißen Brocken wirken wie dreckiges Eis. Und doch glauben Forscher in aller Welt, daß dieses unscheinbare Material die Lösung aller Energieprobleme sei.

Es handelt sich um sogenanntes Gashydrat, das ist eine Substanz aus Wasser und Gas. Unter hohem Druck und niedrigen Temperaturen können Wassermoleküle ein festes Gitter um die Gasteilchen formen und sie in einen „Käfig" einsperren. Daraus können sie dann nicht mehr entweichen. Erst wenn die Struktur durch Wärme oder Druckverlust aufgelöst wird, entweicht das Gas und kann brennen wie Benzin.

Schon vor mehr als 100 Jahren experimentierten französische Forscher in Laborversuchen mit Gashydraten. Erst 1964, als in einer nordsibirischen Gasförderungsstation „gefrorenes Methan" entdeckt wurde, begann man, sein Potential zu erkennen. Forscher aus aller Welt machten sich auf, um nach weiteren Lagerstätten dieses Brennstoffes zu suchen.

Fündig wurden sie außer in Sibirien vor allem im Sedimentgestein des Meeres an der Ost- und Westküste der USA. Insgesamt, so wird geschätzt, sollen dort elf Billiarden Kubikmeter Methanhydrat gespeichert sein ­ das ist das 80 000fache des weltweit bekannten Erdgasvorkommens. Diese Kohlenstoffmenge übersteigt alles, was bisher bekannt war. Selbst wenn jedes Gramm Kohlenstoff aus fossilen Lagerstätten, aus der Luft, ja selbst aus lebenden Organismen wie dem Menschen zusammengerechnet würde ­ das Gashydrat enthält mehr Kohlenstoff.

Robert Kripowicz, Leiter der Abteilung für Fossile Energie im US-Energieministerium, meint: „Könnten wir nur ein Prozent des Hydrates zugänglich machen, würden auf einen Schlag die Gasressourcen der USA mehr als verdoppelt werden." Damit würden die USA ihren Gasbedarf nicht mehr nur für 40 Jahre, sondern für 80 Jahre decken können. Noch in diesem Jahr sollen daher vier Millionen US-Dollar bewilligt werden, um die Gashydrate zu untersuchen. Im Jahr 2000 soll dann ein bisher einmaliges Forschungsprojekt starten, das die kommerzielle Förderung bis 2015 möglich macht.

Experten beurteilen dieses Datum als „ganz schön hochgestecktes Ziel", denn es sind noch viele Fragen offen. Noch nicht einmal die Nachweismethoden sind vollständig ausgereift. Wenn ein Schiff mit einem Sonargerät ein Gebiet ortet, in dem sich die ausgesendeten Schallwellen etwa doppelt so schnell ausbreiten wie in Wasser, deutet das auf ein Hydratlager hin. Mit Sonden und aufwendigen Bohrungen kann der Verdacht dann bestätigt werden. Die Menge des vorhandenen Gashydrates kann aber nur geschätzt werden. Außerdem ist völlig unklar, ob es sich bei den Vorkommen auch um abbaubare Lagerstätten handelt.

Die einzige Frage, bei der sich die Wissenschaftler weitgehend einig sind, ist die nach der Entstehung von Gashydraten. Denn sie wurde schon direkt beobachtet. 1997 ließen sich Forscher des Montana Bay Aquarium Research Institutes mit einem Tauchboot in 910 Meter Meerestiefe hinabgleiten. In einem Glasstab brachten sie Methan und Wasser zusammen. Sofort entstand das Hydrat.

„In der Natur findet dieser Prozeß meist in Meerestiefen ab 500 Metern direkt im Sedimentgestein statt", erklärt Gerhard Bohrmann vom Zentrum für marine Geowissenschaften (Geomar) in Kiel. An Druckgrenzschichten bildet sich immer wieder Gashydrat ­ auch heute noch. „Und wenn wir etwas wegnehmen, wird es wahrscheinlich wieder nachgebildet", meint Bohrmann.

Doch die Gashydrate sind hart wie Zement ­ ausgesprochen ungeeignet, um sie vom Meeresgrund hochzupumpen. Eine Möglichkeit wäre, einen sogenannten „Inhibitor" zu injizieren. Das ist ein chemischer Stoff, der die molekulare Struktur auflöst. Bei anderen Methoden soll entweder die Kälte oder der Druck reduziert werden ­ das Eis müßte schmelzen.

Wenn aber die gitterartige Struktur beginnt, flüssig und beweglich zu werden, sind die Käfige für die Gasmoleküle nicht mehr so stabil ­ das Methan kann entweichen. Und weil ein Gas immer wesentlich mehr Raum einnimmt als die Flüssigkeit, dehnt sich das Methan aus. „Eine Hydrateinheit kann das 160fache Volumen in Gasform einnehmen", erklärt William Dillon, Leiter des Gashydrat-Projektes des US Geological Survey.

So könnten im Meer Gasblasen entstehen, die sogar Schiffe zum Kentern bringen könnten. Eine Freisetzung von größeren Methanmengen wäre auch ökologisch äußerst bedenklich, denn das Gas ist als Verursacher des Treibhauseffektes rund zehnmal so wirksam wie Kohlendioxid. „So eine Katastrophe sollte aber vermieden werden können", meint Dillon. Man müsse den Abbau nur geschickt anfangen.

Da sich das Gashydrat vornehmlich im Sediment bildet und dort alle Poren ausfüllt, wird diese Schicht für weiteres, von unten nachkommendes Gas undurchlässig. „So entstehen lauter Gasfallen", beschreibt Dillon. Diese könnten abgebaut werden, ohne die Gashydrate zu verflüssigen. „Wenn wir das Gas vorsichtig durch ein Rohr an die Oberfläche leiten, sinkt der Druck in der Falle. Dadurch formt sich automatisch das angrenzende Hydrat in flüchtiges Gas um, was wir dann wieder abzapfen können", erklärt Dillon die Theorie.

Außerdem besteht auch bei diesem möglichen Verfahren noch eine große Unbekannte: Wie stabil ist der Meeresboden nach dem Hydratabbau? Zur Zeit „zementieren" die Gashydrate die Randgebiete der großen kontinentalen Schollen, und niemand weiß, was passieren könnte, wenn diese Festigung wegfallen würde. „Vielleicht würden große Verschiebungen stattfinden", rätselt Dillon. Eine definitive Antwort hat er genausowenig parat wie andere Gashydratforscher.

Führend auf dem Gebiet sind neben den Amerikanern vor allem die Japaner. Sie haben ein großes Interesse, weil sie über keine eigenen Energieressourcen verfügen, aber große Gashydratlagerstätten in ihren Gewässern haben. „Weder in der Nord- noch in der Ostsee gibt es so etwas", weiß Klaus Wallmann, stellvertretender Leiter der Geomar-Abteilung für marine Umweltgeologie. Das hieße aber nicht, daß Deutschland sich nicht an der Forschung beteilige. „Jetzt sind erst einmal zwei große Forschungsprojekte geplant", erklärt Wallmann. Das Bundesforschungsministerium und die Deutsche Foerschungsgemeinschaft (DFG) wollten die Gashydratforschung mit „etlichen Millionen" Mark fördern.

Die Pläne des amerikanischen Energieministeriums:

http://www.fe.doe.gov/oil_/gas/methanehydrates/hydrateplan.html

Die Geomar-Arbeitsgruppe:

http://www.geomar.desci_dpmt/umwelt/
gas_hydr/index.html


Weblinks:
Gashydrat in Wikipedia
Homepage über Gashydrate beim Leibniz-Institut für Meereswissenschaften

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