Methan

Autor: Hans Lohninger

Formel	CH4
CAS-Nr.	74-82-8
Molekulargewicht (1)	16.03 amu
Schmelzpunkt	-182 °C
Siedepunkt	-162 °C
Dichte   [-170°C]   [0°C]	0.4352 g/cm3 0.72 g/L

Methan, CH₄, ist ein farbloses, brennbares, geruchloses Gas, das zur extrem großen Familie der Kohlenwasserstoffe gehört, die eines der zentralen Themen der organischen Chemie darstellen. Als einfachster Vertreter der Kohlenwasserstoffe ist Methan aber auch als anorganischer Stoff zu sehen, der zudem eine enorme wirtschaftliche Bedeutung hat (als Grundstoff für die chemische Industrie und als Energieträger).

Methan entsteht in der Natur durch Fäulnisprozesse unter Luftabschluss und kommt als Erdgas in riesigen Mengen vor - man schätzt die weltweiten Reserven an Erdgas (Stand 2010) auf 1.92*10¹⁴ m³, der Jahresverbrauch lag 2010 bei 3.25*10¹² m³, was ca. 25% des weltweiten Energieverbrauchs entspricht. Darüberhinaus wird Methan zur Energiegewinnung in Biogasanlagen auf mikrobiologischem Weg erzeugt.

Methan ist schlecht löslich in Wasser (33.8 mL/L bei 20°C), bildet aber unterhalb von -29°C bei Normaldruck, bzw. bei 0°C und 26 bar, mit Wasser Methanhydrat, CH₄6H₂O. Methanhydrat kommt vor allem in Meerestiefen unterhalb von 500 m in großen Mengen vor.

Bei der Verbrennung von Methan werden große Energiemengen frei (Heizwert 55.5 MJ/kg bei 25°C), weshalb es weltweit als Energielieferant für Heizungszwecke genutzt wird. Weiters wird Methan von der Grundstoffindustrie u.a. zur Erzeugung von Synthesegas (Spaltgas) verwendet, das seinerseits für die Ammoniakproduktion eingesetzt wird.

Methan kommt auch im Kohlebergbau als Grubengas vor, das zum einen beim Abbau aus der Kohle entweicht und zum anderen durch mikrobielle Prozesse auch nach Beendigung des Abbaus entsteht. Dabei ist darauf zu achten, dass sich mit der einströmenden Luft kein explosionsfähiges Gemisch bildet (die Explosionsgrenzen liegen zwischen 5.3 und 15 Vol-% Methan, bezogen auf Luft).

Methan ist ein potentes Treibhausgas, das etwa die 25-fache Wirkung von Kohlendioxid hat (auf 100 Jahre gerechnet). Lecks bei Öl- bzw. Gasbohrungen, aus denen Methan ausströmt, sind daher ein potentielles Problem. Ebenfalls problematisch aus Klimasicht ist die zunehmende Förderung von Schiefergas, bei der erhebliche Mengen Methan frei werden, so dass die an sich bessere Ökobilanz von Erdgas sehr schnell wieder zunichte gemacht wird.