Am russischen Erdgastropf

Im Sommer 2013 wurde ein großes europäisches Projekt zu Grabe getragen. Es war das Ende der Erdgaspipeline Nabucco, die die Europäer bauen wollten, um unabhängiger zu werden von russischen Lieferungen. Nabucco sollte Erdgas vom Kaspischen Meer nach Österreich und andere südlich von Deutschland gelegene Staaten transportieren, was den Regierenden in Moskau gar nicht gefiel. Sie beschlossen, eine weitere Leitung zu bauen. Ende 2012 begannen sie mit den Arbeiten an South Stream – einer Pipeline, die 2015 in Betrieb gehen sollte. Sie trat in Konkurrenz zu Nabucco und ließ das Interesse der Europäer an der von Russland unabhängigen Erdgas-Pipeline schwinden. Doch auch aus South Stream wird nun vorerst nichts. Russlands Präsident Wladimir Putin stoppte den Bau wegen des Ukraine-Konflikts.

Moskauer Monopol

Das alles ändert nichts an der Monopolstellung Russlands beim Transport von Erdgas aus dem Osten. Derzeit gibt es vier große Transportleitungen zur Ver-sorgung Europas mit Erdgas aus Russland und ehemaligen Sowjetrepubliken wie Kasachstan, Aserbeidschan und Turkmenistan. Die beiden jüngsten verbinden Russland via Ostsee mit Lubmin in der Nähe von Greifswald. Zwei weitere durchqueren auf dem Weg nach Deutschland die Ukraine beziehungsweise Weißrussland. Vor allem die Leitung durch die Ukraine, die kurioserweise den Namen „Pipeline der Freundschaft” trägt, ist vom Abschalten bedroht, wenn das Land seine Gasrechnung mal wieder nicht bezahlt – oder gar, wie der russische Gasriese Gazprom mutmaßt, heimlich Erdgas abzweigt. Derzeit deckt Deutschland, ebenso wie ganz Westeuropa, rund ein Drittel seines Erdgasbedarfs aus russischen und zentralasiatischen Quellen.

Kann Deutschland an dieser Abhängigkeit etwas ändern? Kurzfristig kaum. Langfristig schon, zumindest teilweise. Durch das umstrittene Fracking – das gewaltsame Aufbrechen von erdgashaltigem Gestein – ließen sich in Europa 16 Billionen Kubikmeter fördern, schätzen Experten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover. Lagerstätten, die sich auf konventionelle Art ausbeuten lassen, enthalten nur 5 Billionen Kubikmeter. Die sind schnell verbraucht. Der Jahresbedarf der EU liegt bei etwa 500 Milliarden Kubikmetern. Der deutsche Anteil beträgt rund 20 Prozent. Die klassisch förderbaren Vorräte in Europa reichen also nur noch für zehn Jahre. Doch in Deutschland sind bestimmte Arten von Fracking verpönt (siehe „Freispruch fürs Fracking” ab S. 98). Ohne Fracking kann Deutschland seinen Bedarf nur zu rund zehn Prozent selbst decken, Tendenz sinkend.

Riesige Gasmengen gebunkert

Deutschland gehört zu den Staaten mit den größten Erdgasvorräten. In Dutzenden Kavernen sind rund 21 Milliarden Kubikmeter gespeichert – ein Fünftel des Jahresverbrauchs. Österreich hat einen Vorrat von rund 4 Milliarden Kubikmetern, die für ein halbes Jahr reichen würden. Die Schweiz besitzt keine eigenen Erdgasspeicher. Doch das Versorgungsunternehmen Gaznat ist an einem Speicher in Frankreich beteiligt, der 7 Milliarden Kubikmeter fasst. Das ist das Doppelte des Jahresverbrauchs in der Schweiz.

Relativ kurzfristig könnte verflüssigtes Erdgas (LNG, Liquefied Natural Gas) – das aus Quellen in Übersee stammt und statt per Pipeline auf Tankschiffen transportiert wird – Russlands starke Position bei der Versorgung der europäischen, vor allem aber der deutschen Verbraucher schwächen. Doch LNG ist erheblich teurer als russisches Erdgas und auch nicht kurzfristig verfügbar, obwohl die Flüssiggas-Terminals in Europa längst nicht ausgelastet sind. Und es fehlen Pipelines, die das Flüssiggas aus europäischen Nachbarländern mit solchen Terminals nach Deutschland weiterleiten könnten.

Deutschland müsste also ein eigenes Terminal bauen. Die Planung dafür begann bereits vor rund 40 Jahren, doch es wurde nie verwirklicht, da es unrentabel zu sein schien. Standort sollte Wilhelmshaven sein. Dort können Schiffe mit einem Tiefgang von 18 Metern gelöscht werden, was in keinem anderen deutschen Hafen möglich ist. Da es Kaianlagen und in der Nähe vier große Erdgasspeicher gibt, würde es keine zwei Jahre dauern, bis ein solches Terminal betriebsbereit wäre. Doch 2008 stieg der Energiekonzern E.On aus dem Projekt aus und beteiligte sich stattdessen an einem Terminal in Rotterdam.

Wilhelmshaven hätte nach den früheren Plänen eine Kapazität von etwa zehn Milliarden Kubikmetern Flüssiggas pro Jahr, könnte also ein Drittel des russischen Erdgases ersetzen. In Rotterdam, dessen Terminal ähnlich groß ist wie das in Wilhelmshaven geplante, hat E.On Ruhrgas, wie die Gassparte des Konzerns mittlerweile heißt, eine „Regasifizierungskapazität” von drei Milliarden Kubikmetern Erdgas pro Jahr, die großenteils deutschen Verbrauchern zugutekommt. Allerdings entspricht diese Gasmenge gerade einmal drei Prozent des deutschen Jahresbedarfs.

Die Gasförderer etwa in Algerien, Katar und Indonesien, aber auch im Norden Norwegens produzieren LNG in riesigen Anlagen. Schwefelverbindungen, Kohlendioxid und andere Verunreinigungen werden entfernt. Das saubere Gas wird danach auf minus 160 Grad Celsius heruntergekühlt und strömt als Flüssigkeit in die riesigen Tanks der Spezialfrachter. Beim Verflüssigen schrumpft das Volumen des Gases auf ein Sechshundertstel. Viel geringer ist die Volumenminderung, wenn Erdgas mit 200 Bar und mehr in Druckflaschen gepresst wird. Doch LNG lässt sich in drucklosen Tanks transportieren – ein entscheidender Vorteil.

Obwohl die Tanks extrem gut isoliert sind, erwärmt sich das darin schwappende Flüssiggas. Damit der Druck dadurch nicht zu stark steigt, muss hin und wieder ein wenig Erdgasdampf abgelassen werden. Moderne Großtanker besitzen Verflüssigungsanlagen, die das entweichende Gas wieder abkühlen, sodass es sich in die Tanks zurückpumpen lässt. Einige dieser Frachter sind mit sogenannten Dual-Fuel-Motoren ausgestattet, die Diesel, Schweröl und Erdgas verbrennen können. Damit lässt sich das abgelassene Gas als Treibstoff nutzen, was auch die Emissionen von Kohlendioxid und Schwefeldioxid verringert.

Am Zielterminal wird die Verflüssigung durch Erhitzen rückgängig gemacht. Dabei geht ein Teil des frisch angelieferten Gases verloren. Der Rest strömt ins nationale und internationale Leitungsnetz. Wie hoch die Verluste durch Verflüssigen, Verschiffen und Rückumwandlung der Flüssigkeit in ein Gas insgesamt ausfallen, hängt davon ab, über welche Entfernung der Rohstoff transportiert wird. Für Transporte von Katar in die USA etwa liegen sie bei 15 Prozent. Auf dem Weg nach Europa geht deutlich weniger verloren.

Neue Gasgroßmacht: Australien

Selbst wenn das Terminal in Wilhelmshaven noch gebaut würde: Die deutsche Versorgung wäre nicht gesichert. Nach Russland lagern die größten Erdgasreserven im Nahen Osten. Das kleine Emirat Katar sitzt sogar auf der weltweit größten bekannten Gasblase. Iran, Saudi-Arabien, die Vereinigten Arabischen Emirate und alle anderen Staaten in dieser Region sind keineswegs politisch stabil. Und das gilt auch für Indonesien. Lediglich die kommende LNG-Großmacht Australien bietet ausreichend Sicherheit. Vor der Nordwestküste das Landes haben die Australier in den letzten Jahren riesige Anlagen für die Förderung und Verflüssigung von Erdgas errichtet.

Vielleicht ist es dann doch besser, sich auf eigene Ressourcen zu verlassen, „Power-to-Gas” etwa. Das ist Methan, hergestellt aus überschüssigem Windstrom und dem Klimagas Kohlendioxid. Allein in Deutschland blasen Kraftwerke, Heizungsanlagen und Autos jährlich rund 800 Millionen Tonnen davon in die Luft – genug, um jede Menge synthetisches Methan damit herzustellen.

Zwar reichen die Windstrom-Kapazitäten noch nicht aus, doch vor allem in Nord- und Ostsee sollen in den nächsten Jahren viele neue Rotoren wie Reispflanzen aus dem Wasser sprießen. Die Umweltschützer von Greenpeace sind schon vorgeprescht. Seit einiger Zeit bieten sie einen Tarif namens „proWindgas” an, „ einen Gastarif, der die innovative Windgas-Technologie fördert”, wie es auf der Greenpeace-Homepage heißt. Damit soll die Technologie gefördert werden.

Doch erst seit Ende 2014 hat das Erdgas, das die Umweltschützer ihren Kunden verkaufen, tatsächlich etwas mit Windenergie zu tun. Seither fließt ein Teil des Wasserstoffs, der in einem „Hybridkraftwerk” der Firma Enertrag im brandenburgischen Prenzlau aus Windstrom hergestellt wird, ins Erdgasnetz. Dieses verträgt eine Beimischung von bis zu drei Prozent Wasserstoff. Greenpeace hat sich ein Jahreskontingent von 400 Megawattstunden gesichert, verkauft also gewissermaßen Wasserstoff als Methan. Allzu weit kommt man damit nicht. Das Gas reicht gerade mal zum Beheizen von 20 normal gedämmten Einfamilienhäusern.

Im niedersächsischen Werlte haben das Stuttgarter Unternehmen Etogas und der Automobilhersteller Audi eine Anlage gebaut, die Methan aus Überschussstrom und dem CO2 aus einer Biogasanlage herstellt. Die Ingolstädter Autobauer sitzen mit im Boot, weil sie Fahrzeuge für den Betrieb mit Erdgas herstellen. Die Menge an synthetischem Erdgas, die in Werlte gewonnen wird, reicht für den Betrieb von 1500 Fahrzeugen des Typs A3. Mittlerweile ist die Technik so weit fortgeschritten, dass das Abtrennen des Kohlendioxids aus dem Biogas überflüssig ist. „Das Roh-Biogas strömt direkt in die Anlage zur Methan-Erzeugung”, sagt Stephan Rieke, Vertriebsleiter bei Etogas.

Aus Strom wird Gas

60 Prozent der Energie, die in dem eingesetzten Strom steckt, fließt in das synthetische Methan. Um einen Kubikmeter Erdgas herzustellen, sind 17 Kilowattstunden Strom und gerade mal zwei Kilogramm Kohlendioxid nötig. Die vermeintlich verlorenen 40 Prozent der aufgebrachten Energie, die zu Wärme werden, nutzt Etogas zum Beheizen der Biogasanlage.

Ein Teil der Wärme entsteht beim Zerlegen von Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff in einem Hydrolyseur. Der Rest wird bei der „Methanisierung” frei. Die erfolgt in einem Reaktor, der Wasserstoff und CO2 oder das Roh-Biogas enthält. Ein spezieller Katalysator zwingt das reaktionsträge CO2, sich mit Wasserstoff zu Methan zu vereinen.

Die Technologie haben vor allem Forscher und Ingenieure von Etogas (früher SolarFuel) und am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg in Stuttgart entwickelt. In zwei deutlich kleineren Pilotanlagen hatten die Partner zuvor erfolgreich demonstriert, dass das Verfahren funktioniert.

Überschlägig gerechnet verbraucht Deutschland pro Jahr eine Billion Kilowattstunden Energie in Form von Erdgas – das Doppelte des Stromkonsums. Um diese Erdgasmenge synthetisch herzustellen, wäre demnach bei einem Wirkungsgrad von 60 Prozent die dreifache Strommenge nötig, die heute in Deutschland verbraucht wird. Das zu erreichen, ist illusorisch. Möglich wäre es jedoch, mittelfristig vielleicht zehn Prozent des Bedarfs mit der Power-to-Gas-Technik zu decken.

Auf russisches Erdgas könnte dadurch nicht verzichtet werden. Es würde auch dann nicht überflüssig, wenn Deutschland auf eine andere Zukunftstechnik setzen würde: die Förderung von Methanhydrat. Die wie schmutziges Eis aussehenden Klumpen enthalten Erdgas. Mit den gigantischen Mengen an Methanhydrat, die vor allem im Meer lagern, ließe sich die Menschheit Hunderte Jahre lang versorgen. Doch bisher gibt es keine anwendungsreife Technologie für eine umweltverträgliche Förderung. Das Gas entweicht aus den Klumpen, wenn der Umgebungsdruck sinkt und die Temperatur steigt.

An Bord eines Forschungsschiffs haben japanische Wissenschaftler kürzlich eine neuartige Fördertechnik getestet. Sie stülpten eine Glocke über die Hydratklumpen und senkten darin den Druck. Das Methan entwich und floss durch ein Rohr in einen Tank.

Am Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel läuft seit 2008 das Projekt „Sugar” (Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau und Transport). Eine der darin entwickelten Ideen könnte zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Es ließe sich damit Erdgas gewinnen – und CO2 aus Kraftwerksabgasen sicher lagern. Wenn CO2 auf Methanhydrat trifft, verdrängt es das Erdgas darin – dieses strömt aus und lässt sich auffangen. Das könnte in einer Kuppel nach japanischem Vorbild geschehen. Doch die Krux ist: Einige der größten Vorkommen der eisigen Klumpen liegen ausgerechnet unter Russland. •

von Wolfgang Kempkens