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Störenfried in der Erdgastechnologie

Gashydrate sind  in der Fördertechnologie und beim Transport von Erdgas seit vielen Jahren als Störenfried bekannt (Nixdorf et al. 1995) und sind ein potentieller Verursacher von Schäden und hohen Kosten. Aufgrund unerwünschter und unkontrollierter Hydratbildung in Erdgaspipelines kommt  es  zur Ablagerung fester Gashydraten an den Pipelinewänden, die zu einer erheblichen Behinderung des Förderstromes bis hin zu einer vollständigen Blockade der Rohrleitung führen können. Um die Entstehung von Gashydraten bei den Betriebsbedingungen von Erdgaspipelines a priori zu vermeiden, wird das Erdgas heutzutage vor der Einspeisung in das Transportnetz getrocknet. Bei der Förderung werden in der Regel große Mengen an sog. thermodynamischen Inhibitoren (z.B. Methanol, Ethylenglykol) zudosiert. Das Wirkprinzip dieser Substanzen ist dabei analog zum Phänomen der Gefrierpunktserniedrigung anzusehen.

Die Zersetzung eines gebildeten Hydratpfropfens stellt für die Pipelinebetreiber einen erheblichen Kosten- und Zeitfaktor dar und kann darüber hinaus, unter unkontrollierten Zersetzungsbedingungen, auch zu erheblichen Schäden führen (Peters et al. 2000). In diesem Zusammenhang ist es deshalb von großem Interesse, Informationen über den Einfluss von Zusätzen auf die thermodynamischen Stabilitätsbedingungen und das intrinsische Zersetzungsverhalten der Hydrate zu bekommen. Dabei das Ziel verfolgt, die Entstehung von Hydratablagerungen zu vermeiden und bereits gebildete Hydratpfropfen schnellstmöglich und kontrolliert zu beseitigen.

Potentielle Energieressource

Eine weitere und immer aktueller werdende praktische Bedeutung von Gashydraten findet sich in den seit den 60er Jahren entdeckten riesigen im Sediment und in Permafrostgebieten eingelagerten natürlichen Methanhydratvorkommen. Diese potentielle Energiequelle befindet sich, im Prinzip über die gesamte Welt verteilt, in sowohl on- als auch off shore in situ vorhandenen Lagerstätten. Nach konservativen Schätzungen liegt die dort eingelagerte  Erdgasmenge in der Größenordung von 3*1015-8*1018 m3NTP (Kvenvolden et al. 1994), was ca. der  doppelten Energiemenge aller heutzutage bekannter und nutzbarer, konventionellen fossilen Brennstoffreserven (Erdgas, Erdöl, Kohle) zusammen entspricht.

Zur zukünftigen Erstellung von Förderprognosen wird es dabei unabdingbar sein, detaillierte Kenntnisse über die intrinsische Zerfallskinetik von Erdgashydraten zu erhalten und besonders, wie diese durch das Vorhandensein von diversen Salzen (z.B. NaCl, CaCl2), wie sie z.B. im Meerwasser vorliegen, beeinflusst wird.