Energie + Technik

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Schiefergas: Begehrte Ressource mit Unwägbarkeiten

In Nordamerika erobert Erdgas aus unkonventionellen Quellen die Rohstoffmärkte: Schiefergas. Weltweit sind Billionen Tonnen Methan fest im Gestein gebunden, mit neuen Techniken kann man es befreien. Auch in Europa. Die Ressource der Zukunft?

von Lars Fischer Quelle: Spektrum.de
Bohrtürme wie dieser treiben Horizontalbohrungen in den Barnett-Schiefer - eine Gaslagerstätte - in Texas. (Link: Creative Commons Lizenz BY-SA) Quelle: David R. Tribble (CC BY-SA)
Bohrtürme wie dieser treiben Horizontalbohrungen in den Barnett-Schiefer - eine Gaslagerstätte - in Texas. (Link: Creative Commons Lizenz BY-SA)Quelle: David R. Tribble (CC BY-SA)
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Erdgas, sauberer und effektiver als Erdöl und Kohle, spielt eine immer größere Rolle in der weltweiten Energieversorgung - bis 2035, vermuten Experten, wird rund 50 Prozent mehr Gas verbraucht werden als gegenwärtig. Doch wie beim Öl gehen die klassischen Gasvorkommen merklich zur Neige. Selbst beim gegenwärtigen Verbrauch reichen die Reserven nicht einmal bis zum Ende des Jahrhunderts.

Abhilfe versprechen unkonventionellen Quellen wie die weltweit verbreiteten Gasschiefer: Gas, das in seinen Herkunftsgesteinen gefangen ist, statt in die porösen Gesteine klassischer Lagerstätten zu sickern. 450 Billionen Kubikmeter Gas sollen weltweit im Untergrund stecken, theoretisch genug für anderthalb Jahrhunderte. Steigenden Gaspreise und neue Fördertechniken führten in den USA deshalb Anfang des Jahrtausends schon zu einem wahren Schiefergasboom. Inzwischen macht Schiefergas nahezu zehn Prozent allen in den USA geförderten Erdgases aus, doch gleichzeitig zeigten sich auch erste Schattenseiten des Erfolgs: Die Technik erfordert viel Platz, große Mengen Wasser und giftige Chemikalien.

Schwer erreichbare Ressource

Trotz der gemischten Erfahrungen hoffen jedoch in Europa Energieunternehmen und Politiker ebenfalls auf die neue Ressource, die hierzulande noch fast völlig unerschlossen ist. Die gasführenden Schiefer liegen in Senken wie dem Norddeutschen Becken, in dem sich bis zu 12 Kilometer dicke Sedimentpakete aus fast 400 Millionen Jahren Erdgeschichte absetzten. In Perm und Karbon lagerten sich im Gebiet des heutigen Mecklenburg-Vorpommern Meeressedimente ab, die mit mit organischer Materie durchsetzt sind. Durch Hitze und Druck entstand aus diesen Gesteinen Schiefer, und im Schiefer dann das Erdgas.

Um diese verlockende Reserve zu ernten, muss man jedoch einigen Aufwand treiben. Normales Erdgas ist in porösen Schichten unter einer undurchlässigen Decke quasi in einer Art Blase gefangen und steigt automatisch weiter auf, sobald die Deckschicht vom Förderrohr durchstoßen wird. So einfach läuft es beim Schiefergas nicht, dort ist das Gas im Gestein gefangen und häufig sogar an Mineraloberflächen gebunden. Deswegen reicht es nicht, die Lagerstätte einfach anzubohren - man muss hier die Klüfte erst öffnen, die in normalem Speichergestein den gewünschten Rohstoff zum Förderrohr transportieren.

Um dies beim Schiefergas zu gewährleisten, bedient man sich neuer Techniken, die erst seit ein paar Jahrzehnten zur Verfügung stehen. Einerseits durchbohren die Ingenieure die gasführende Schicht der Länge nach, so dass das Bohrloch einen viel größeren Teil der Lagerstätte erreicht. Dabei wird der Bohrkopf im Bohrloch gekippt, damit die Bohrung eine Kurve beschreibt und schließlich der gasführenden Schicht horizontal folgt. Zusätzlich müssen, da das Gestein nicht durchlässig ist, künstlich Klüfte geschaffen und erweitert werden, indem die Techniker Chemikalien und mit Sand vermischtes Wasser unter hohem Druck ins fertige Bohrloch schießen. Der Wasserdruck reißt Spalten und Gänge auf, in denen sich der Sand absetzt, was verhindert, dass sie sich bei Druckentlastung wieder schließen. Aromatische Kohlenwasserstoffe in der Lösung töten Bakterien ab, die sonst die Poren im Gestein bewachsen und verstopfen könnten.

Nicht zu verachtende Umweltrisiken

Wegen dieser giftigen Zusatzstoffe ist dieser als Hydrofracking bezeichnete Prozess der umstrittenste Aspekt der Förderung von unkonventionellem Gas. Das größte Problem dieser Wässer ist ihr schieres Volumen: 7 bis 15 Millionen Liter Wasser sind erforderlich, um auch nur eine Bohrung aufzusprengen, und selbst unter günstigen Umständen fließt ein nennenswerter Teil des Wassers zurück an die Oberfläche und muss wegen der enthaltenen Gifte fachgerecht gelagert und entsorgt werden. Im ungünstigen Fall tritt mit radioaktiven Elementen angereichertes Tiefenwasser an die Oberfläche und vervielfacht das Entsorgungsproblem. In den USA lagern diese Wässer teilweise in offenen Teichen, die bei starkem Regen in nahe Flüsse oder Seen überlaufen könnten.

Dieses Schema zeigt die verschiedenen Typen von Gaslagerstätten. Gas, das sich in porösen Speichern angesammelt hat, ist am leichtesten zu fördern, solches in undurchlässigen Gesteinen am schwersten. Quelle: U.S. Energy Information Administration (Public Domain)
Dieses Schema zeigt die verschiedenen Typen von Gaslagerstätten. Gas, das sich in porösen Speichern angesammelt hat, ist am leichtesten zu fördern, solches in undurchlässigen Gesteinen am schwersten. Quelle: U.S. Energy Information Administration (Public Domain)

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