Wissen : Gefährlicher Schatz im Kivusee CHAMPAGNER-EFFEKT GASSEE ENERGIERESERVE

Eine riesige Gaswolke aus dem Nyossee tötete im August 1986 hunderte Menschen. In Ruanda versuchen Forscher eine ähnliche Tragödie zu verhindern – und Strom zu gewinnen

 Benjamin Dürr
Foto: IMAGO
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Die Gefahr kam von Süden, damals vor 25 Jahren. Die Berge rings um den See geben dort Täler frei, wie durch einen Abfluss drückte sich das Gas hindurch. 1,7 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) waren aus dem Nyossee in Kamerun in Westafrika aufgestiegen. Mit hundert Kilometern pro Stunde wälzte sich die unsichtbare Gefahr hinunter, über Weiden, Wälder und Dörfer hinweg. Über zwanzig Kilometer weit. Die Gaswolke tötete auf ihrem Weg Vögel, Kühe und Schafe, alles was atmete. Über 1700 Menschen kamen ums Leben.

Heute lauert eine ähnliche Gefahr im Kivusee an der Grenze zwischen Ruanda und dem Kongo. 250 Milliarden Kubikmeter Kohlendioxid seien im See gelöst, schätzt das Schweizer Wasserforschungs-Institut „Eawag“, außerdem zwischen 50 und 70 Milliarden Kubikmeter Methan. Jederzeit könnten Gas-Blasen aus dem See austreten, sagen die Experten. Die Folgen wären noch dramatischer als damals in Kamerun, denn hunderttausende Menschen leben am Ufer des Sees, der etwa fünf Mal so groß ist wie der Bodensee.

Eigentlich gebe es nur eine Lösung, sagen Experten wie Thomas Lege von der deutschen Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: die „Entschärfung“ des Sees. Wissenschaftler und Unternehmen wollen die Gas-Gefahr aus dem Kivusee ablassen, ehe es zur Katastrophe kommt – und mit dem Gas Strom gewinnen.

Die gewaltigen Mengen Methan und Kohlendioxid liegen tief im See begraben. „Gase lösen sich umso besser, je höher der Druck ist“, erklärt Lege. Im 490 Meter tiefen Kivusee herrscht in den unteren Wasserschichten ein gewaltiger Druck. Dort lagert das Gas. So lange das Wasser geschichtet bleibt, herrscht keine Gefahr. Erdbeben oder Vulkanausbrüche aber könnten die Ordnung im See zerstören.

Gas würde dann in obere Schichten strömen, wo der Druck geringer ist. Dort löst es sich nicht mehr, sondern dehnt sich aus, steigt nach oben, reißt Wasser mit sich. Derselbe Effekt trete beim Öffnen einer Sekt-Flasche ein, erklärt Lege. Die plötzliche Druck-Abnahme verursache den „Champagner-Effekt“.

Auch die Sättigung sei eine große Gefahr, sagt Lege. Irgendwann nehme das Wasser kein Gas mehr auf, Kohlendioxid und Methan würden in die oberen Schichten steigen und Wasser mitziehen. Damit fiele weiter unten der Druck, immer mehr Gas und Wasser würden austreten und so eine Spirale in Gang setzen.

Wissenschaftler haben bis heute keine genaue Erklärung für das, was am 21. August 1986 passierte. Klar ist: Gegen halb zehn Uhr abends stieg eine riesige Menge Kohlendioxid aus dem Nyossee in Kamerun auf. Die Wolke verdrängte die Atemluft und tötete mehr als 1700 Menschen. Nur ein Donnergrollen kündigte die Gefahr an. Wahrscheinlich hat ein Erdrutsch oder ein Erdbeben zur Abnahme des Drucks im See geführt und den „Champagner-Effekt“ ausgelöst. Bei einer früheren, kleinen Entgasung am nahe gelegenen Monounsee starben 1984 bereits 37 Menschen.

Seit jener Nacht vor 25 Jahren nennen Menschen und Medien den Lake Nyos den „Killer-See“. Weltweit sind nur drei dieser Seen bekannt: Nyos und Monoun in Kamerun und Kivu in Ost-Afrika. Sie alle sind wie ein Eimer, haben steile Ufer und einen tiefen Grund. „Außerdem muss das Wasser so geschichtet sein, dass im Jahresverlauf keine komplette Durchmischung stattfindet“, erklärt Lege. In vielen Seen weltweit sind Gase gelöst – durch die Zirkulation des Wassers werden sie wieder abgebaut. In den tiefen Schichten der afrikanischen Seen am Äquator wird das Wasser allerdings nicht durchmischt, auch die Temperatur ändert sich nicht – wie bei anderen Seen – im Rhythmus der Jahreszeiten.

Dadurch reichere sich in den drei Seen über die Jahre Gas an, erläutert Lege. „Liegen sie in vulkanischem Gebiet wie die drei afrikanischen Seen, ist vor allem Kohlendioxid gelöst.“ Aber auch durch das Absinken toter Pflanzen und Tiere könne Gas entstehen: „Dann reichert sich, wie beim Kivusee, zusätzlich Methan an.“

So sind die Seen zur tickenden Zeitbombe geworden. Inzwischen haben Wissenschaftler begonnen, das Gas aus den Seen in Kamerun zu leiten und Messstationen am Ufer aufzubauen, die die CO2-Konzentration messen. Amerikanische Forscher beurteilen die beiden westafrikanischen Seen heute als relativ stabil. Man habe eine mögliche Gefahr im Blick.

Dass im Kivusee zusätzlich große Mengen Methan lagern, ist Glücksfall und Gefahr zugleich: „Methan ist etwa 25-mal weniger löslich in Wasser als CO2“, sagt Lege. Bei einer „Explosion“ wäre es der Zünder. Andererseits ist Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, ein wichtiger fossiler Energieträger. Das farblose, geruchlose Gas im See könnte verbrannt und in Strom umgewandelt werden. Die Menge ist so groß, dass Ruanda damit für mehrere Jahrzehnte Energie erzeugen könnte. 55 Kubikkilometer Methan, das zu Strom umgewandelt werden kann – das entspricht laut Eawag bei heutigen Energie-Preisen einem Wert von zwanzig Milliarden Dollar. Ein Schatz im See.

Dieses Vermögen will die Regierung Ruandas fördern. Sie hat um Investoren geworben, ist bei der Projektgesellschaft Kivuwatt eingestiegen. Auf dem See schwimmt inzwischen eine Insel, die aus der Ferne einem Bohrturm gleicht. Von dort ragt ein Rohr 320 Meter in die Tiefe. „Das Wasser wird aus der Tiefe gesogen und die Gase herausgezogen“, erklärt William Barry, der Projektmanager von Kivuwatt. Noch auf dem See werden Methan und Wasser getrennt. Das Kohlendioxid wird zurück ins Wasser geleitet, das Methan durch eine Leitung ans Ufer gepumpt. Dort wird das Gas verbrannt, die heiße Luft treibt eine Turbine an. Eine Pilotanlage nahe der Kleinstadt Gisenyi läuft bereits, Kivuwatt baut bei Kibuye ein Kraftwerk. „Ab dem nächsten Jahr produzieren wir 25 Megawatt“, sagt Barry. Danach soll ein weiterer Block mit 75 Megawatt ans Netz gehen.

Das ist genug, um vorerst die Region mit Strom zu versorgen, später soll das Methan Ruanda unabhängig machen. Bisher ist die Energieversorgung in Afrika wacklig, das kleine Ruanda besitzt kaum Energiequellen und Rohstoffe. Mit dem Gas aber, so hoffen Ökonomen und Politiker, gäbe es genug Energie um ganz Ruanda und dazu die Nachbarländer mit Strom zu versorgen.

Mit dem Energieexport könnte der Staat Geld einnehmen, mit einer stabilen Stromversorgung gar ausländische Investoren und Industrie locken. So könnte die Gas-Gefahr zur Entwicklungschance werden, das Methan zum Wirtschaftsmotor. Ruandas Präsident Paul Kagame will sein Land mit einem ehrgeizigen Plan vom Entwicklungs- zum Schwellenland führen. Das Gas von Kivu spielt bei seiner „Vision 2020“ eine wichtige Rolle, die Regierung treibt die Förderung voran.

Eigentlich sollte schon Ende 2010 Strom fließen. Doch es gab Finanzierungsprobleme, die ruandische Regierung drohte, sich aus dem Projekt zurückzuziehen. Im Mai hat die Multilateral Investment Guarantee Agency, eine Tochterorganisation der Weltbank, dann 140 Millionen Dollar Investment-Garantien gegeben und das Gas-Projekt so gegen „politische Risiken“ abgesichert. Für die Wirtschaft des Landes mit einem Wachstum von derzeit sieben Prozent seien das Kivuwatt-Projekt und der Ausbau der Energieversorgung dringend notwendig, so die Begründung.

Nun gibt es vor allem technische Fragen zu lösen. „Noch nie wurde so viel Gas aus einem See geholt wie bei unserem Projekt“, sagt Barry. Über Rohre wird das Gas-Wasser aus der Tiefe geleitet: Wenn der Druck auf dem Weg nach oben geringer wird, trennen sich Gas und Wasser automatisch. Methan scheidet sich schon in Tiefen von rund 120 Metern ab. Das CO2 dagegen trennt sich erst in einer Tiefe von 15 Metern ab. Es ist nützlich, weil es für ein größeres Volumen in den Leitungen sorgt und Auftrieb erzeugt.

Wie mit dem Kohlendioxid aber umzugehen ist, sei keine einfache Frage, sagt Martin Schmid vom Wasserforschungs-Institut „Eawag“. Zukünftig soll das CO2 mit dem Wasser in den See zurückgeleitet werden. Das stelle keine Gefahr dar, denn die CO2-Sättigung läge nirgends im Kivu-See deutlich über zehn Prozent. Außerdem sei der CO2-Druck viermal so gering wie der Gasdruck des Methans. Eine „Explosion“ würde deshalb hauptsächlich durch Methan ausgelöst.

Das zumindest ist die Theorie – in der Praxis kämpfen die Ingenieure allerdings mit komplizierten chemisch-physikalischen Prozessen. So trennen sich Methan und CO2 nicht komplett unabhängig in unterschiedlichen Tiefen, sondern beeinflussen einander.

Auch die schiere Menge ist eine Herausforderung: Auf der einen Seite müsse für die Strom-Produktion viel abgepumpt werden; auf der anderen Seite dürfe die langfristige Stabilität des Sees nicht gefährdet werden. Beispielsweise müsse die Gefahr eines Sauerstoffmangels ausgeschlossen werden. Auch das Zurückleiten des CO2 ist eine Herausforderung. „Solange das CO2 wieder in das Tiefenwasser geleitet wird, ergeben sich keine zusätzlichen Risiken“, so Martin Schmid von „Eawag“. Wenn das kohlendioxidreiche Wasser allerdings in geringen Tiefen landet, könnte die Konzentration zu hoch werden und einen Gas-Ausbruch verursachen.

Wenn das Kraftwerk brummt, das Methan strömt, ist allen geholfen. „Mit dem Gas steht erstens eine saubere Energiequelle zur Verfügung, wir versorgen die Region mit dem dringend benötigten Strom“, sagt Kivuwatt-Manager Barry. Und zweitens werde die Gefahr eines Gas-Austritts, einer „Explosion“ vermindert.

Gelangt das gasreiche Wasser etwa durch ein Erdbeben in höhere Schichten, dehnt es sich aus und steigt nach oben. Dabei reißt es weiteres Wasser mit sich: Der See explodiert. Ganz Ähnliches passiert, wenn man eine Flasche Champagner öffnet.

In den Tiefen des Kivusees lagern 250 Milliarden Kubikmeter Kohlendioxid und bis zu 70 Milliarden Kubikmeter Methan.

Die ruandische Regierung will nun das Methan aus dem See pumpen lassen, um die Gefahr für die Menschen am Ufer zu verringern – und um aus dem Methan Strom zu gewinnen.

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