Optimale Ausbeutung endlicher Methanhydrat-Vorkommen und ihre Rückwirkungen auf das Klima

Döpke, Lena-Katharina

Diese Arbeit untersucht anhand dreier verschiedener wirtschaftstheoretischer Modelle optimale Abbaustrategien der unkonventionellen Erdgasquelle Methan- oder Gashydrat, die aufgrund der dort vorherrschenden Druck-Temperatur-Verhältnisse vorrangig an den Kontinentalrändern der Ozeane auftritt und dort im Porenraum submariner Sedimente die Bodenfestigkeit erhöht. Die Verbrennung des in den Hydraten gebundenen Gases trägt durch CO2-Ausstoß zur Akkumulation von Treibhausgasen bei, Leckagen aufgrund sogenannter Blow-Outs durch CH4-Emissionen. Eine zweite Externalität tritt auf, da die Entfernung der festen Gashydrate aus den Sedimenten die Kontinentalhänge destabilisiert und das Risiko submariner Hangrutschungen birgt. Kapitel 3 bindet diese beiden Externalitäten wie auch den selbstständigen Abbau der Gashydrate, der aufgrund durch die globale Erwärmung veränderter Umweltbedingungen auftritt und CH4 freisetzt, in ein Modell zur optimalen Nutzung nicht-erneuerbarer fossiler Brennstoffe ein, welches die gesellschaftlichen Schäden infolge erhöhter Treibhausgasbestände in Form einer konvexen Schadensfunktion berücksichtigt. Kapitel 4 untersucht ebenfalls die optimalen dynamischen Abbaupfade eines einzelnen endlichen Ressourcenbestands mit den Eigenschaften von Gashydrat, wobei an die Stelle der konvexen Schadensfunktion hier eine exogen gegebene Beschränkung der atmosphärischen Konzentration von Treibhausgasen tritt. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der isoliert betrachteten Wirkung der einzelnen abgebildeten Eigenschaften des Gashydrats und der durch die Obergrenze auferlegten Restriktion. Kapitel 5 untersucht eine mögliche Rolle der Gashydrate im optimalen Energiemix anhand eines Modells, in dem unter Vernachlässigung von Kostenfragen und der zweiten beschriebenen Externalität drei Energiequellen verfügbar sind, deren optimale Reihenfolge der Ausbeutung und deren Abbaupfade bestimmt werden. Es handelt sich um zwei fossile Brennstoffe, Gashydrat und Kohle, die anhand ihrer CO2-Intensität und des selbstständigen Abbaus unterschieden werden, sowie eine emissionsfreie alternative Energieform.

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Döpke, Lena-Katharina: Optimale Ausbeutung endlicher Methanhydrat-Vorkommen und ihre Rückwirkungen auf das Klima. 2013.

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