Entwicklung eines Verfahrens zur Kopplung von Erdgasgewinnung aus maritimen Methanhydratlagerstätten und CO2-Speicherung - Modellierung und Simulation

Weltweit steigender Energiebedarf und damit zunehmender Verbrauch fossiler Energieträger führt zur Erschließung und Nutzung aus heutiger Sicht unkonventioneller Quellen. Methanhydrate, die ca. 90 % der natürlichen Hydratvorkommen ausmachen, könnten in Zukunft als Energieträger genutzt werden. Gashydrate sind käfigartige, eisähnliche, nicht-stöchiometrische Einschlussverbindungen aus Gas- und Wassermolekülen, die bei niedrigen Temperaturen und hohen Drücken entstehen können. Neben CH4 (Hauptkomponente von Erdgas) können verschiedene Gase, darunter CO2, H2S, C2H6, C3H8 zusammen mit Wasser Hydrate bilden. Natürliche Gashydrate kommen in Permafrostgebieten und im Meeresboden in Tiefen ab ca. 300-500 m vor. Weltweit werden riesige Mengen an Methanhydrat in Lagerstätten vermutet. Vorsichtigen Schätzungen zufolge ist dort mehr als doppelt so viel Kohlenstoff gebunden wie in Kohle, Erdgas und Erdöl zusammen (10.000 Gt C) vorliegt. Um ihr Potential nutzen zu können, werden heute intensive Anstrengungen unternommen, entsprechende Fördertechnologien und -verfahren zu entwickeln. Auf der einen Seite trägt die Verbrennung von Erdgas zur Deckung des Energiebedarfs bei, auf der anderen Seite ist sie mit klimarelevanten CO2-Emissionen verbunden. Die Abscheidung und Speicherung von CO2 gerät immer mehr in den Fokus der Forschung und Industrie. Eine vielversprechende Alternative zur Speicherung von CO2 in geologischen Formationen im flüssigen oder überkritischen Zustand stellt die Speicherung in Hydratform im Meeresboden dar. Ob beide Prozesse technologisch, ökologisch und wirtschaftlich miteinander gekoppelt werden können, wird anhand von Simulationen im Rahmen des Projektes SUGAR (Submarine Gashydrat Reservoirs) untersucht. Als Simulationswerkzeug wird neben einem selbstentwickelten wissenschaftlichen Code SUGAR HyReS der kommerzielle Simulator CMG STARS verwendet.