Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Methanhydrat – Klimakiller oder Energiequelle der Zukunft Veranstaltung: Ingenieurhydrologie Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Isabelle Wagner und.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Methanhydrat – Klimakiller oder Energiequelle der Zukunft Veranstaltung: Ingenieurhydrologie Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Isabelle Wagner und."—  Präsentation transkript:

1 Methanhydrat – Klimakiller oder Energiequelle der Zukunft Veranstaltung: Ingenieurhydrologie Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Isabelle Wagner und Christine Becker | 1/20 Quelle: Geomar, Kiel / GEO MAGAZIN 2000

2 Isabelle Wagner und Christine Becker | 2/20 Gliederung 1.Grundlagen 1.Methan 2.Gashydrate 3.Methanhydrat 2.Klimaerwärmung 1.Gründe für den Zerfall 2.Mechanismen der Ausbreitung 3.Anaerobe und aerobe Methanoxidation 3.Energiequelle 1.Vorkommen 2.Risiken der Förderung 3.Lösungsansätze 4.Das SUGAR-Projekt 4.Zusammenfassung 5.Quellenverzeichnis

3 Isabelle Wagner und Christine Becker | 3/20 1. Grundlagen 1.1Methan Kohlenwasserstoff Summenformel CH 4 farb- und geruchloses Gas geringere Dichte als Luft 25-mal stärkeren Treibhauseffekt als Kohlendioxid CH O 2 CO H 2 O Lebensdauer In der Atmosphäre: ca Jahre Im Ozean: ca. 50 Jahre

4 Isabelle Wagner und Christine Becker | 4/ Gashydrate Hoher Druck + niedrige Temperatur Gehören zu den Clathraten Molekültyp bildet kristallartige Käfigstruktur aus Anderer Molekültyp wird in Käfig eingeschlossen Gas Eisähnliche feste Struktur Käfige ohne Inhalt instabil 1. Grundlagen

5 Isabelle Wagner und Christine Becker | 5/ Methanhydrat Wasser + Methangas 1 m³ Methanhydrat = 164 m³ Methangas und 0,8 m³ Wasser Hoher Druck Niedrige Temperatur 1. Grundlagen

6 Isabelle Wagner und Christine Becker | 7/ Methanhydrat Vorkommen : Untermeerischen Kontinentalhängen mit geophysikalischen Methoden (rote Punkte), direkte Beprobung (blaue Punkte) Arktischen Permafrostgebieten (grüne Punkte) Arktis auf dem flachen Kontinentalschelf Menge: Sedimentmenge innerhalb der Stabilitätszone * mittlerer Hydratgehalt Methankohlenstoffmenge höher als Kohle-, Erdöl-, und Erdgaslagerstätten zusammen 1. Grundlagen

7 Isabelle Wagner und Christine Becker | 8/ Methanhydrat Temperaturzunahme: 3 °C / 100 m Bohrung in 300 m Hydratschicht von 300 m Temperaturzunahme in Permafrostzone: 1,3 °C / 100 m Temperaturzunahme außerhalb: 2 °C / 100 m 1. Grundlagen

8 Isabelle Wagner und Christine Becker | 9/ Methanhydrat Boden-Simulierende-Reflexion: Schallwellen werden in Richtung Meeresboden geschickt Laufzeiten der reflektierten Schallwellen werden gemessen Reflexionen treten auf, wenn sich die Impedanz ändert Impedanz durch Dichteunterschied an Grenzfläche hohe Schallgeschwindigkeit der hydrathaltigen Sedimente, langsame Geschwindigkeit innerhalb der gashaltigen Sedimente Reflektor tritt in Tiefen bis 1000 m unterhalb des Meeresbodens auf, zeigt Untergrenze der Hydrat- Stabilitäts-Zone 1. Grundlagen

9 Isabelle Wagner und Christine Becker | 10/20 2. Klimaerwärmung 2.1 Gründe für den Zerfall Zerstörung der Stabilität CH 4 ist 25 mal stärker als Treibhausgas als CO 2 Quelle: TU-Dresden.de Klimaerwärmung Erwärmung des Meerwassers und -bodens Methanhydrat wird instabil RutschungenMethan wird frei Abhängig von: Temperatur Druck

10 Isabelle Wagner und Christine Becker | 11/20 Seebeben Anhebung des Meeresbodens Druck nimmt ab Methanhydrat wird frei RutschungenTsunami 2. Klimaerwärmung 2.1 Gründe für den Zerfall

11 Isabelle Wagner und Christine Becker | 12/20 Diffusion Quelle: worldoceanreview.de 2.3 Anaerobe und aerobe Methanoxidation Verbrauch von ca. 90 % des freiwerdenden Methans 2. Klimaerwärmung Probleme bei Blowout : Gasblasen für die Mikroorganismen nicht verwertbar geringe Wassertiefen 2.2 Mechanismen der Ausbreitung : Geschwindigkeit der Freisetzung Blowout Voraussetzung Langsame Freisetzung Diffusion des Methans

12 Isabelle Wagner und Christine Becker |13/ Aerobe und anaerobe Methanoxidation Quelle: worldoceanreview.de 2. Klimaerwärmung Versauerung der Ozean Sauerstoffarme Zonen

13 Isabelle Wagner und Christine Becker |14/20 3. Energiequelle Vorkommen derzeit zwischen 100 – Gigatonnen Kohlenstoff Quelle: worldoceanreview.de Wahrscheinlicher Werte: – Gigatonnen Kohlenstoff 3.1 Vorkommen

14 Isabelle Wagner und Christine Becker |15/ Risiken der Förderung Quelle: worldoceanreview.de 3.3 Lösungsansätze Zerstörung komplexer Ökosysteme Abbau nur von sedimentbedeckten Hydratvorkommen (mind. 50m) Ökosystem wird nicht gefährdet Verhindert unkontrolliertes Entweichen von Methan Methanhydratersatz durch CO 2 -Hydrate Stabilisierung der Kontinentalhänge durch die CO 2 -Hydrate CO 2 -Hydrate thermisch stabil 3. Energiequelle Freisetzung von Methan Gefährdung der Stabilität der Kontinentalhänge Abbau nur im flachen Gelände

15 Isabelle Wagner und Christine Becker | 16/ Das SUGAR Projekt Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau und Transport Quelle: IFM-geomar 3. Energiequelle neusten Technologien zur Erdgasgewinnung (Methan) Quelle: sk-zag.de Ziele: Deutschland besitzt keine eigenen Hydrat-Lagerstätten Unterstützt von der Bundesregierung mit 13 Mio. Speicherung von Kohlendioxid (CO 2 ) als Hydrat

16 Isabelle Wagner und Christine Becker | 17/20 3. Energiequelle Quelle: beobachter.ch 3.4 Das SUGAR Projekt

17 Isabelle Wagner und Christine Becker | 18/20 Beschreibung des Ablaufes Methan wird in Gaskraftwerken verbrannt (wie Erdgas) 3. Energiequelle CO 2 wird in Gaskraftwerken abgeschieden CO 2 wird komprimiert (mit hohem Druck verflüssigt) Bei -160 °C per Schiff zum Bohrschiff transportiert Flüssiges CO 2 + warmes Meerwasser dringen in den Untergrund CO 2 ersetzt das Methan im Clathrat Methan wird als Gas freigesetzt und aufgefangen Methan wird als Methanhydrat in Pelletform gepresst und an Land transportiert (-15 °C) Ein Doppelrohr dringt in die Tiefe

18 Isabelle Wagner und Christine Becker | 19/20 4. Zusammenfassung Entstehung: Methangas + Wasser + hoher Druck + niedrige Temperatur Vorkommen: Kontinentalhänge, Permafrostböden, arktischer Kontinentalschelf Klimaerwärmung: CH 4 ist 25 mal stärkeres Treibhausgas als CO 2 Energiepotenzial: bis Gigatonnen Kohlenstoff, der in Gashydraten gebunden ist übersteigt die Kohlenstoffmenge der zur Zeit bekannten Vorkommen fossiler Brennstoffe FAZIT: Die Industrie sieht eine riesige Energiereserve, die Wissenschaft eine Zeitbombe

19 Isabelle Wagner und Christine Becker | 20/20 Geo (2000). Zeitbombe im Meeresboden – In: GEO, 04|April 2000, S und S World Ocean Review (2012). Wie das Methan ins Meer gelangte. Verfügbar unter [Zugriff am ] Bundesregierung (2008). Nachhaltigkeitsstrategie für Deutschland, Rohstoffe aus dem Meer. Verfügbar unter maritime-rohstoffe.html?__site=Nachhaltigkeit [Zugriff am ] Suess, E.; Methanhydrate: Verbindung aus Gas und Wasser – Energieträger der Zukunft? In: Kasseler Symposium Energie-Systemtechnik, 2002; S OrganischeSubstrate.jpg&width=800m&height=600m&bodyTag=%3Cbody%20style%3D%22margin%3A0%3B%20bac kground%3A%23fff%3B%22%3E&wrap=%3Ca%20href%3D%22javascript%3Aclose%28%29%3B%22%3E%20%7C%20 %3C%2Fa%3E&md5=5e29a27fb0ba8c65a4f3fe159c6d415e Bohrmann, G.; Suess, E.; Gashydrate der Meeresböden : ein dynamischer Methanspeicher im Ozean Perspektiven für die Energie der Zukunft: 13 Vorträge der Münchner Tagung (2004). DPG, Bad Honnef, pp Potentiale und Risiken der Nutzung von Methan aus Methanhydraten als Energieträger. Markus Groth. Online publiziert: 9. März © Vieweg+Teubner 2010 Lohmann, D.;Brennendes Eis – Gashydrate ; In Fokus: Bodenschätze (2012): , January 01, Schicks, J; Gasgewinnung aus hydratführenden Sedimenten: von den Grundlagen zur angewandten Forschung. Verfügbar unter 5. Quellenverzeichnis

20 Isabelle Wagner und Christine Becker | 21/20 Habt ihr noch Fragen? Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!


Herunterladen ppt "Methanhydrat – Klimakiller oder Energiequelle der Zukunft Veranstaltung: Ingenieurhydrologie Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Isabelle Wagner und."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen