Fracking: Mit der Förderung von Erdgas steigt der Ausstoß von Methan

Die Arktis hat sich in den vergangenen Jahrzehnten viel schneller erwärmt als der Rest der Erde. Weil der einst dauerhaft gefrorene Boden, der Permafrost, taut, sind alte Seen größer geworden, neue haben sich gebildet. Aus ihren schlammigen Tiefen steigen überall Methanblasen auf. Die Arbeit der Umweltforscherin Katey Walter Anthonys soll dabei helfen, die austretende Menge genauer festzustellen.

Methan brennt nicht nur, es heizt auch die globale Erwärmung viel stärker an als das bekannte Klimagas Kohlendioxid (CO2). Der Klimawandel hat also die Voraussetzung dafür geschaffen, dass mehr Methan in die Atmosphäre gelangt - und das Methan wiederum verstärkt den Klimawandel. Das gehört zur Schattenseite der Geschichte vom umweltfreundlichen Energieträger Erdgas.

In den USA sind im vergangenen Jahr die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen - Öl, Kohle, Erdgas - gefallen, während weltweit ein neuer Rekord aufgestellt wurde. Ein Grund ist, dass in Kraftwerken der Vereinigten Staaten statt Kohle mehr Gas verbrannt wurde. Das ist billiger und enthält weniger CO2. Und Erdgas gibt es seit einiger Zeit ziemlich viel. Dank einer neuen Fördermethode, HydroFracking genannt - oder kurz Fracking.

Über Fracking wird weltweit diskutiert

Diese Technik macht es möglich, bislang unzugängliches Erdgas aus tiefen Schiefergesteinen anzuzapfen. Über Fracking wird weltweit diskutiert, auch in Deutschland, und meistens höchst kontrovers. Der Schiefergasboom hat Landschaften geschädigt und Wasser verseucht. Außerdem sind dadurch eben die Methan-Emissionen angestiegen.

Denn Methan blubbert eben nicht nur aus den tauenden arktischen Gewässern und tief darunter liegenden Gesteinsschichten, wo es ein Deckel aus Permafrost bislang festgehalten hat. Immer mehr von diesem Treibhausgas strömt an Bohrstellen und aus Rohrleitungen in unsere Luft. Wie weit sich unsere Erde in diesem Jahrhundert noch erwärmt, hängt zum Teil davon ab, ob wir die Vor- und Nachteile der Verbrennung von Methan ausbalancieren können.

Die Energiewirtschaft sucht mit gewaltigem Aufwand nach Wegen, das größte aller Vorkommen anzuzapfen: das Methanhydrat, das unter dem Meeresboden und dem arktischen Permafrost lagert. In solchen Hydraten könnte mehr Energie gespeichert sein als in allen anderen fossilen Brennstoffen zusammen.

Doch weil Methan nicht nur brennt, sondern auch ein potentes Treibhausgas ist, macht es den Klimaforschern Sorge: Sie fürchten, dass wärmere Ozeane und steigende Temperaturen in der Arktis das Methanhydrat destabilisieren könnten. Dann würde Methan in gewaltigen Mengen frei - und die Erderwärmung zusätzlich anheizen. Alle Absichtserklärungen, den Temperaturanstieg auf zwei Grad (inzwischen kaum noch realistisch) oder maximal vier Grad zu begrenzen, hätten sich dann erledigt.

Seit 2006 zeigen Messungen, dass der Methan-Anteil in der Atmosphäre wieder steigt. Viele Experten sagen, es sei sicher kein Zufall, dass der Anstieg gleichzeitig mit dem stark intensivierten Anbohren der Schiefergasvorkommen registriert werde.

Die größte derartige Lagerstätte in den USA ist die Marcellus-Formation. Sie liegt etwa 2000 Meter unter dem Appalachen-Gebirge, zu einem großen Teil unter dem Bundesstaat Pennsylvania.

Die Gasförderung hat Pennsylvanias Landschaft seit 2008 in großen Teilen deutlich verändert. Den Auslöser dafür lieferte vor gut 30 Jahren ein Texaner, George Mitchell, ein unabhängiger Prospektor, der auf eigenes Risiko Öl suchte. Mitchell hatte angesichts sinkender Fördermengen nach neuen Vorkommen gebohrt. Sein Ziel war die Gesteinsformation Barnett bei Dallas. Der schwarze Tonschiefer dort besteht aus dem zusammengepressten Schlamm einstiger Meere und enthält oft Rohöl und Erdgas. Ein Teil davon wandert im Laufe geologischer Epochen aus dem Tonschiefer in poröse Sandsteinformationen hinüber. In denen hatte die Ölindustrie bislang ihre Bohrungen niedergebracht. Den Tonschiefer direkt auszubeuten war lange Zeit nicht wirtschaftlich. Das Gestein war zu dicht und ließ das Gas kaum fließen.

Bis Mitchell Energy kam. Das Unternehmen entwickelte über zwei Jahrzehnte hinweg mit Unterstützung des Energieministeriums eine Methode, diese Gaslager dennoch gewinnbringend anzuzapfen: das Fracking. Es erfolgt in zwei Schritten: Erst bohrt man senkrecht zum Tonschiefer hinab und dann innerhalb der Formation horizontal weiter, oft über ein, zwei Kilometer. Beim zweiten Schritt presst man viele Millionen Liter Wasser, chemische Lösungsmittel und Sand unter hohem Druck in das Bohrloch, um den Tonschiefer aufzubrechen (auf Englisch: to fracture). So entstehen Risse im Gestein, durch die das Methan zum Bohrloch und weiter an die Erdoberfläche strömt.

Es gibt in der Erdgeschichte ein vergleichbares Ereignis: Vor etwa 56 Millionen Jahren, im Paläozän, kam es am Ende einer langen Phase der Erwärmung unseres Planeten plötzlich zu einem Temperatursprung von fünf Grad. Viele Wissenschaftler vermuten, dass damals Methanhydrat in großen Mengen destabilisiert wurde. Zwar halten die meisten Forscher eine solche Katastrophe gegenwärtig nicht für wahrscheinlich. Dennoch könne das Methan aus der Arktis in den nächsten Jahrhunderten die globale Erwärmung deutlich beschleunigen.

Gekürzte Fassung aus National Geographic Deutschland, Ausgabe März 2013, www.nationalgeographic.de