Fracking? – Eine etablierte Standardtechnologie!

12. November 2014 | Von | Kategorie: Artikel, Energieerzeugung, Politik, Unkonventionelles Gas und Öl

Fossil1Interview mit Prof. Dr.-Ing. Mohammed M. Amro, Professur für Geoströmungs-, Förder- und Speichertechnik und Direktor des Instituts für Bohrtechnik und Fluidbergbau an der TU Bergakademie Freiberg

Science Skeptical: Herr Professor Amro, das sogenannte „Hydraulic Fracturing“ oder kurz „Fracking“ wurde in Deutschland seit den 1960er Jahren schon häufig praktiziert…

Mohd Amro: Fracking wird seit 1948 in den USA und seit 1961 in Deutschland in Öl- und Gaslagerstätten praktiziert und hat sich wissenschaftlich-technisch zu einer Standardtechnologie beim Tiefbohren entwickelt.

Science Skeptical: Und warum findet die Debatte dann erst heute statt?

Mohd Amro: Bisher gab es in Deutschland keinen Umweltunfall bei Frack-Operationen, aber die Bevölkerung ist mit den Jahren immer sensibler in Sachen möglicher Umweltschäden geworden. Das betrifft eine Vielzahl von Bereichen wie z.B. die Nutzung der Kernkraft, der natürlichen Meeresressourcen – selbst die Errichtung neuer Windkraftanlagen oder Stromtrassen verliert an Akzeptanz. Die öffentliche Diskussion hat sich an den Fernsehberichten von tatsächlichen Unfällen in den USA, aber vor allem an den gefälschten Bildern von „brennendem Trinkwasser aus der Leitung“ entzündet.

Science Skeptical: Hat sich diese Technologie in den letzten Jahren in einer Weise entwickelt, die die oft geäußerten Ängste rechtfertigt?

Mohd Amro: Die Ängste sind an den Berichten über die Shale-Gas-Gewinnung in den USA entstanden. Es mag sein, dass bei diesen Arbeiten an Shale-Gas-Lagerstätten in geringer Tiefe von weniger als 600 Metern Durchbrüche von Fracfluiden und Gas in Trinkwasservorkommen entstanden sind. Ich kenne zwar keinen akuten Fall, aber ich halte es in dieser Anfangsphase der Entwicklung in den USA für möglich. In Deutschland sind diese Ängste nicht begründet.

Science Skeptical: Würden Sie Fracfluide trinken?

Mohd Amro: Ich würde technogisch hergestellte Fracfluide eben so wenig trinken, wie ich das gechlorte Wasser aus der Schwimmhalle trinken würde. Dennoch würde ich ein Fracfluid immer danach beurteilen, ob und was an wassergefährdenden Stoffen in ihnen enthalten ist.

Science Skeptical: Es heißt ja oft, die genaue Zusammensetzung der Flüssigkeit, die beim Hydraulic Fracturing verwendet wird, sei ein Geheimnis der Unternehmen. Niemand wisse also wirklich, was da in den Boden eingebracht wird. Stimmt das eigentlich? Kennen Sie die genaue Zusammensetzung der Fluide?

Mohd Amro: Die Zusammensetzung des Fracfluides ist verschieden und richtet sich nach der Formation, in der sie eingesetzt wird, sowie den Eigenschaften der Lagerstättenfluide. Die einzelnen Stoffgruppen sind jedoch bekannt. Dazu zählen Polymere, Tenside, Inhibitoren, Stützmittel (Sand, Korund) und Biozide. In Deutschland verlangen die Aufsichtsbehörden (Bergbehörde, Wasserbehörde) genaue Angaben zur Zusammensetzung der Fluide, ansonsten erfolgt keine Genehmigung.

Science Skeptical: Fracking erzeugt Risse im Gestein, durch die fein verteilte Vorkommen an Erdöl und Erdgas zum Bohrloch strömen. Die Diskussion in Deutschland begann mit dem Argument, durch solche Risse könnten giftige Stoffe in das Grundwasser gelangen. Ist diese Befürchtung stichhaltig?

Mohd Amro: Die Lagerstätten in Deutschland liegen in der Regel tiefer als 1.000 m und weit von grundwasserführenden Schichten und weisen immer eine ausreichende Mächtigkeit (50-300 m) an Deckschichten auf. Diese Deckschichten bestehen aus Ton- oder Salzgestein und sie sind hermetisch dicht (Durchlässigkeit Null), sonst wäre das darunterliegende Öl/Gas in den Jahrmillionen seit der Lagerstättenentstehung bereits entwichen. Während des Betreibens von Lagerstätten darf das Deckgebirge in keinem Fall geschädigt oder in Mitleidenschaft gezogen werden. Denn wenn z.B. Frackfluid entweicht, entweichen auch die Kohlenwasserstoff-Komponenten.

Science Skeptical: Unvermeidbar werden beim Fracking toxische und teils auch radioaktive Stoffe aus tiefen Gesteinsschichten durch das Bohrloch an die Erdoberfläche gespült. Wie gefährlich ist dieser sogenannte „Flowback“? Sind bei einer falschen Handhabung an der Bohrstelle eine Verseuchung des Grundwassers oder auch andere Umweltschäden in nennenswertem Ausmaß möglich?

Mohd Amro: Das Flowback besteht hauptsächlich aus dem Fracfluid, Lagerstättenwasser und Formationspartikeln. Das Lagerstättenwasser mit den möglichen Feststoffpartikeln darin ist so giftig oder ungiftig wie jedes Wasser aus der Tiefe, also auch das Thermalwasser in Heilbädern. Im berühmten Heilbad Piestany (Slowakei) wird solches Lagerstättenwasser zur Heilung von Gelenkschäden genutzt, das Heilwasser riecht nach Schwefel und Erdöl. Das Flowback kann auch noch Reste der Fracfluid-Chemikalien enthalten. In Deutschland ist es Stand der Technik, dass das Flowback in geschlossenen Behältern gelagert und sachgemäß entsorgt werden muss. Darüber hinaus kann man in bestimmten Fällen sogar Pipelines verlegen, die den Transport des Flowbacks zur Entsorgung ermöglichen, um den LKW-Transport zu vermeiden.

Science Skeptical: Und wie geht man dann mit dem Flowback um? Kann es gereinigt werden? Oder ist eine dauerhafte und sichere Lagerung erforderlich?

Mohd Amro: Das injizierte Frackfluid muss schnellstmöglich wieder zutage gefördert werden, um Schäden an der geologischen Formation zu minimieren. Von der verpressten Flüssigkeit kommt ein Anteil von ca. 40 bis 60 % an die Erdoberfläche unmittelbar nach Beendigung der Stimulation zurück. Es kann zur Wiederverwendung aufbereitet (z.B. mit Membrantechnologie) oder sachgemäß entsorgt werden. Für die Entsorgung von industriellen Abwässern gelten scharfe Vorschriften.

Science Skeptical: Über welche Mengen an kontaminiertem Wasser sprechen wir?

Mohd Amro: In der Regel werden nicht weniger als ca. 1.000 und nicht mehr 10.000 m³ pro Bohrung bei einem mehrstufigen Frackvorgang eingesetzt.

Science Skeptical: Fracking löst einen künstlichen Erdstoß in tiefen Gesteinsschichten aus. Dieser ist in der Regel an der Oberfläche nicht spürbar. Ein Risiko besteht vor allem dann, wenn man in Gebieten arbeitet, die bereits unter Spannung stehen. Kann man solche Zonen durch geeignete Explorationstechniken sicher identifizieren? Können durch Fracking Erdbeben induziert werden, die Schäden an Gebäuden und Infrastruktur anrichten?

Mohd Amro: Die induzierte Seismizität ist in der Tat an der Oberfläche für Menschen kaum spürbar, weil die Sedimentbecken, in denen Kohlenwasserstofflagerstätten zu finden sind, immer mächtige Tonschichten enthalten, die die Seismizität stark dämpfen. Um die Gefahr eines Bebens auszuschließen, darf meiner Meinung nach in tektonisch als aktiv ausgewiesenen Gebieten nicht gefract werden. Des Weiteren empfiehlt sich durchaus die Überwachung mit entsprechenden Messgeräten (seismisches Monitoring), um den Frackfortschritt aufzuzeichnen und damit zu dokumentieren. Das ist bereits Stand der Technik.

Science Skeptical: Das Ziel der Industrie sollte angesichts der Skepsis der Bevölkerung doch sein, auf toxische Zusätze in den Fracfluiden zu verzichten, technische Verfahren zu sicheren Handhabung und gegebenenfalls auch Reinigung des Flowback zu entwickeln und die seismische Überwachung von Fracprozessen zu verbessern. Arbeitet man in der Industrie an solchen Themen?

Mohd Amro: Das Fracfluid beinhaltet in vielen Fällen toxische Zusätze (z.B. Biozide), die durch andere Chemikalien ersetzt werden müssen. Hier laufen Forschungen, um bestimmte Zusätze durch besser umweltverträgliche Additive zu kompensieren. Es ist wichtig zu erwähnen, dass die bekannten Umweltprobleme (Boden- bzw. Grundwasserkontamination) an Bohrungen nicht wegen Fracking entstanden sind, sondern sie resultierten aus Unachtsamkeit oder Unfällen auf dem Bohrplatz.

Science Skeptical: Welchen Beitrag kann die Wissenschaft leisten?

Mohd Amro: Die Forschung befasst sich zurzeit mit der Erhöhung der Effektivität der verwendeten und der Verwendung neuartiger Fracfluide unter maßgeblicher Berücksichtigung von Umweltaspekten. Außerdem werden neuartige technologische Ansätzen zum Fracking. Untersucht.

Science Skeptical: Mit welchen Fragen beschäftigen Sie persönlich sich in diesem Zusammenhang?

Mohd Amro: Persönlich arbeite ich im Bereich von neuen Technologien sowie die Erhöhung der Stützmittelwirksamkeit.

Science Skeptical: Verfolgt man die öffentliche Debatte, kann man den Eindruck gewinnen, jeder dürfe in Deutschland an jedem Ort und zu jeder Zeit ohne Aufsicht und Kontrolle fracken. Jedenfalls wird von vielen Politikern vehement eine gesetzliche Grundlage für diese Technologie gefordert. Gibt es eine solche tatsächlich nicht?

Mohd Amro: Der von Ihnen skizzierte Ansatz resultiert aus der Übertragung des rechtlichen Verständnisses in den USA auf Deutschland, wo ein Eigentümer in relativ freier Entscheidung Bodenschätze abbauen darf. Das unkontrollierte Fracken ist natürlich in Deutschland nicht möglich. Nicht überall, wo man Gas vermutet oder findet, darf also gefrackt werden. Die für die bergbehördliche Genehmigung notwendigen Voruntersuchungen befassen sich mit der Gebirgsmechanik sowie die herrschenden In-situ-Spannungen sowie den genauen Verlauf des beabsichtigenden Fracks. Die vom Bundesbergesetz geforderte Betriebsplangenehmigung bietet bereits heute auch für Frack-Operationen ein klar geregeltes Szenario, Berg- und Wasserhaushaltsgesetze bedürfen meines Erachtens keine speziellen Frack-Paragraphen. Und ich möchte hinzufügen, dass es in Deutschland ein großes Potential an technologischem Wissen zum Fracken gibt, das dem internationalen Höchststand entspricht.

Science Skeptical: Es bedarf also keiner neuen Gesetze?

Mohd Amro: Grundlage für die Aufsuchung und Gewinnung von Bodenschätzen in Deutschland ist das Bundesberggesetz (BBergG). Hier ist die Vorgehensweise klar aufgezeigt und wird seit Jahrzehnten so auch für konventionelle Lagerstätten praktiziert.

Science Skeptical: Die Bundesregierung will noch in diesem Jahr einen Gesetzentwurf vorstellen. Umweltministerin Hendricks betont, durch eine entsprechend unattraktive Gestaltung der Rahmenbedingungen würde dieses Gesetz Fracking in Deutschland im Prinzip verhindern. Wissen Sie schon etwas über diese neue Regelung, das Sie uns hier bereits verraten können?

Mohd Amro: Nach meiner heutigen Kenntnis soll Fracking in Schutzgebieten (Grundwasserschutzgebieten, an Heilwasserquellen etc.) verboten werden. Unterhalb 3000 m Tiefe soll es weiterhin nach BbergG erlaubt sein (eventuell mit Umweltverträglichkeitsprüfung), in Shale-Gas-Lagerstätten in geringerer Tiefe sollen wissenschaftlich begleitete Versuche möglich sein. Ich halte das für einen tragfähigen Kompromiss.

Science Skeptical: Und was würden Sie der Umweltministerin empfehlen?

Mohd Amro: Man sollte die Tiefenbegrenzung durch Vorschriften ersetzen, die die Deckschichtmächtigkeiten (Schutzschichten des Grundwassers) beschreiben. In Norddeutschen Becken könnte man damit die Tiefenbegrenzung von 3000m begründet ersetzen. Ein Monitoring des Frackvorgangs sollte vorgeschrieben sein, um gegebenenfalls einen nichtkontrollierbaren Frack rechtzeitig abbrechen zu können.

Science Skeptical: Sind Sie hinsichtlich der Zukunft des Frackings in Deutschland eher optimistisch oder eher pessimistisch eingestellt? Könnte die Erdöl- und Erdgasindustrie hierzulande eine Renaissance erleben?

Mohd Amro: Deutschland ist zu fast 90% vom Gasimport und zu 98% vom Ölimport abhängig, daher bin ich der Meinung, dass das technische förderbare Potential nicht vernachlässigt werden sollte. Wir brauchen in der Regel 10 Jahre, um eine bestimmte Technologie an eine bestimmte Lagerstättenstruktur anzupassen. Deswegen sollte man keine Zeit verlieren. Ich bin auch weiterhin optimistisch, dass der wissenschaftlich-technische Fortschritt nicht aufzuhalten ist. Die USA zeigen der EU, dass man innerhalb von ca. 20 Jahren eine Technologie entwickeln kann, die die Energieversorgung eines Landes auf gesunde Füße stellt.

Science Skeptical: Könnten die durch Fracking erschließbaren Erdöl- und Erdgasvorkommen in Deutschland denn überhaupt nennenswert zu unserer Energieversorgung beitragen?

Mohd Amro: Man schätzt das technisch förderbare Potenzial zurzeit auf 2.300 Milliarden Kubikmeter. Damit könnte man ohne weiteres 20% des deutschen Gasbedarfs auf mehrere Jahrzehnte selbst decken, so wie es im vergangenen Jahrhundert auch war. Der Jahresverbrauch an Erdgas beträgt gegenwertig ca. 100 Milliarden Kubikmeter.

Science Skeptical: Geothermische Kraftwerke gelten als saubere Energiequelle und werden daher im Rahmen der Energiewende gefördert. Wie wichtig ist eigentlich das Fracking für die Errichtung solcher Anlagen?

Mohd Amro: In geothermischen Kraftwerken benötigt man hohe Förderraten, diese sind jedoch geogen nur in wenigen Gebieten vorhanden (z.B. im Raum München und im Oberrheintalgraben). Daher muss man die Formation stimulieren und das heißt: Ohne die Anwendung von Fracking wird man die erforderlichen Heißwasser-Förderraten kaum erreichen.

Science Skeptical: Am 10. und 11. Dezember findet in Hannover eine große Fachkonferenz des VDI unter dem Titel „Hydraulic Fracturing in Erdöl- und Erdgaslagerstätten“ statt. Sie leiten diese Veranstaltung und haben sie auch inhaltlich wesentlich mitgestaltet. Welche Impulse sollen von dieser Konferenz ausgehen?

Mohd Amro: Ich fand den Zeitpunkt für eine solche Konferenz im Kontext der öffentlichen Diskussion zum Fracking genau richtig. Hier soll auf wissenschaftlichem Niveau eine sachliche und öffentliche Diskussion stattfinden. Mir liegt viel daran, dass wir als Wissenschafter unseren Standpunkt klar ausformulieren. Darüber hinaus soll die Konferenz dazu dienen, den Austausch zwischen Experten zu intensivieren und den Status der Verhältnisse in Deutschland und die technologischen Herausforderungen thematisieren. Ich freue mich, dass wir neben Vertretern von Politik, Industrie und Hochschulen auch Vorträge von anderen betroffenen Institutionen und Verbänden haben.

Science Skeptical: Ein Thema auf der Konferenz wird auch die Frage nach der Schaffung von Akzeptanz in der Bevölkerung sein. Für viele Zeitgenossen, die eine Transformation des Energiesystems weg von Kohlenwasserstoffen propagieren, ist die durch Fracking ausgelöste Schiefergasrevolution in den USA eine unangenehme Überraschung. Denn dem Argument von den ausgehenden Vorräten, einer stetigen Verknappung und damit stetig steigender Preise scheint die Grundlage entzogen zu sein. Fürchten viele ideologisch motivierte Menschen vielleicht weniger das Fracking an sich, sondern vielmehr dessen Auswirkungen auf unsere Energieversorgung? Anders ausgedrückt: Wird Fracking nicht in Wahrheit deswegen von den selbsternannten Klimaschützern bekämpft, weil eine Abkehr von Öl und Gas um jeden Preis erzwungen werden soll? Und kann man in einer solchen Atmosphäre überhaupt zu einer Versachlichung der Debatte gelangen?

Mohd Amro: Als Wissenschaftler bin ich gehalten, sachliche Argumente zu präsentieren. Die meisten Mitbürger sind an solchen Argumenten interessiert und es ist möglich, mit ihnen in eine seriöse und offene Diskussion einzusteigen. Bei manch anderen ist das nicht der Fall, diese erreicht man nicht mit sachlicher Diskussion. Deshalb sollten sich die Umweltverbände an sachlichen Dialogen und Findung eines Konsenses aktiv beteiligen. Unsere Konferenz ist ein Schritt in diese Richtung, zu dem es meines Erachtens keine Alternative gibt.

Science Skeptical: Herr Professor Amro, wir danken Ihnen für diese Ausführungen.

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Hinweise: Die Fragen für Science Skeptical stellte Peter Heller. Dies ist ein Science-Skeptical-Exklusivinhalt, eine Übernahme durch andere Blogs und Portale ist daher nicht gestattet.

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12 Kommentare
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  1. Bin zwar kein Experte, aber soviel ich weiss wurde Fracking in der Vergangenheit eingesetzt um bestehende Holraeume und Risse zu erweitern. Sowohl der Schiefergasboom in den USA, als auch die jetztige Fracking-Diskussion, haengt eher mit neuen Fracking-Methoden zusammen, bei denen durch Druck und Explosionen neue Risse und Hohlraeume geschaffen werden. Letztere Methode ruft natuerlich andere Veraenderungen im Gestein hervor, und sollte deshalb auch neu bewertet werden.

    Wird Fracking nicht in Wahrheit deswegen von den selbsternannten Klimaschützern bekämpft, weil eine Abkehr von Öl und Gas um jeden Preis erzwungen werden soll?

    Das ist kein Geheimnis, sondern es wird offen kommuniziert, dass fossile Brennstoffe besser im Boden bleiben sollen.

  2. Sehr interessantes Interview
    Danke

  3. Am Samstag treffen wir uns zur Beirats-Sitzung von Naeb.e.V. in Hannover. Danke, Herr Heller für den Beitrag, werde das Interview nach Hannover mitnehmen und verteilen. Natürlich bin ich nicht gegen eine sichere bezahlbare Energieversorgung unseres Industriestandaort, dem wir unseren Wohlstand verdanken. Den ständigen Bedenkenträgern werden wir in Zukunft unseren Wohlstand nicht verdanken. Wenn der erste „Öko“ entsetzt den CO2 Auststoß des ersten Feuers mit einem Eimer Wasser gelöscht hätte, ja dann müssten wir heute nicht über die Auslöschung von Technik diskutieren. Energie war immer die absolute Grundlage von Zivilisation, Kultur und Wohlstand. Wir haben genug davon, z.B. mit modernen Reaktoren, die Energie aus dem „Endlager“ holen. Nuklearia e.V.
    Energie ist nicht wegen Club of Rome begrenzt, sondern wegen unserer Ideologien!

  4. Hallo Herr Heller,

    ein hervorragendes Interview. Sowohl was die Fragen, als auch die Antworten betrifft.

    Viele der Fragen wären mir nicht in den Sinn gekommen, weil die Antworten für mich selbstverständlich sind. Das gilt jedoch nicht für diejenigen, die mit dem Thema wenig(er) tief vertraut sind. Und das ist der entscheidende Punkt. Ich werde das Interview mit den mir zur Verfügung stehenden Möglichkeiten verbreiten.

  5. Nur mal die Frage eines Laien:

    Vor Kurzem habe ich mal einen Artikel übersetzt, der ein ganz neues Fracking-Verfahren vorstellt: In das Bohrloch sollte flüssiger Stickstoff gegossen werden. Der Kälteschock soll das Gestein ebenso aufbrechen wie eine Frackflüssigkeit. Der Stickstoff würde auftauen und sich als Gas einfach verflüchtigen -- es gäbe kein Flowback.

    Seitdem habe ich aber nie wieder etwas darüber gehört. Weiß jemand, ob das ein Windei war, oder ob tatsächlich an so etwas geforscht wird?

    Chris Frey

  6. @PH und scb

    coole sache!

    weiter so 🙂

    #1

    Sowohl der Schiefergasboom in den USA, als auch die jetztige Fracking-Diskussion, haengt eher mit neuen Fracking-Methoden zusammen, bei denen durch Druck und Explosionen neue Risse und Hohlraeume geschaffen werden.

    öhm…
    1) die neue

    fracking-methode

    hat nix mit fracking zu tun, sondern das man besagtes fracking mit horizontalen bohrungen kombiniert hat
    2) fracking durch explosionen? oO
    das war mal zu den anfangszeiten des frackings stand der technik…

  7. @6
    Ich lese hier: http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/67/8/10.1063/PT.3.2480

    […] high-volume fracking involves drilling the production well vertically until it reaches the target stratum, which includes the production reservoir. Then directional drilling extends the well horizontally into that target stratum, typically for a distance of 1–2 km. Plugs, called packers in the industry, block off a section of the well, and explosives perforate the well casing.

  8. @ Detlef Schulze #7

    …and explosives perforate the well casing.

    Das heißt auf Deutsch nichts anderes, als das nach dem Bohren und vor dem Fracen die Bohrlochummantelung (Casing) durch Sprengladungen perforiert wird, so dass das Fracfluid aus der Bohrung ausdringen kann um die Risse im Gestein zu erzeugen und später das Erdöl oder Erdgas ins Bohrloch einströmen kann.

    Solche Perforationen sind aus letztgenanntem Grund auch bei Bohrungen, die keiner Fracmaßnahme unterzogen werden, notwendig.

    http://www.technikatlas.de/~tb6/foerderung.htm

  9. Hallo Peter,

    Klasse Interview. Ich bin gespannt, was es auf der Konferenz in Hannover berichtenswertes gibt.

    @ #6 -- #8

    Das Perforieren der der Rohrleitung mit einer Perforationskanone ist in der Tat nichts neues und wird eben auch beim Fracken eingesetzt. Das Ganze ist sehr anschaulich in einem Video von ExxonMobil und in dieser Animation dargestellt.

  10. @8 und @9

    Ok. Jetzt ist es klar. Danke!

  11. Leider fühlt sich „geistige Elite“ mal wieder zum grossen Anti-Fracking Kampf berufen:

    http://tinyurl.com/ncd42fl

    Bringen sie einem Journalisten mal bei, was eine Druckleitung ist. Eben, hoffnungslos. Man sollte halt nach umweltfreundlichem Thermalwasser bohren -- da kann nichts passieren.

    Hiiiillllfeee -- wer holt mich hier raus?

  12. Erdwärme wird in Deutschland erst dann zur Stromerzeugung nutzbar sein, wenn es möglich ist, zu vertretbaren Kosten mehr als 5000 m tiefe Löcher zu bohren , weil erst dann Sattdampftemperaturen von mindestens 300 °C erreichbar sind, welche für die Wasserdampfturbinen -- Prozess notwendig sind.
    Möchte man jedoch Erdwärme nur zur kostengünstigen Gebäudeheizung nutzen, ohne dabei auf den Einsatz von Wärmepumpen angewiesen zu sein, dann sollten die Gesetzemacher daran denken, dass auch für diesen Zweck vielerorts in Deutschland Fracking- Verfahren erforderlich sind .

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