Hintergrund zu Fracking

FlorianR · 6. April 2022 um 21:34

Auslöser für diesen kurzen Bericht ist die generelle Diskussion bzgl. Gasimporte und Ukrainekrieg.

Dazu kommt, dass das Thema Fracking extrem negativ aufgeladen ist. Angesichts der Umweltverschmutzungen ist da auch was dran, aber im allgemeinen gehen die Diskussionen aus meiner Sicht in die falsche Richtung. Aber erst mal von vorne bzw. zunächst zu mir.

FlorianR · 6. April 2022 um 21:34

Ich habe an der Uni die Eigenschaften von Schiefergestein untersucht. Fracking war nicht Ziel der Untersuchungen (dazu ist es bereits zu gut untersucht), aber dadurch hatte ich Einblicke in die Thematik. Los geht’s.
Es gibt Lagerstätten, in denen ist sehr viel Gas gespeichert, aber das Speichergestein (z. B. Schiefer) ist so dicht, dass das Gas innerhalb von Jahrzehnten nicht gefördert werden kann. Wie bekommt man das Gas aus solchen Lagerstätten? Es wird eine Fracfluid mit so hohem Druck in die Bohrung eingepresst, dass der Gebirgsdruck überschritten wird und das Gestein aufreißt. Durch die Risse gibt es jede Menge Fließwegen über die das Gas gefördert werden kann.
Das Fracfluid ist eines der „Mysterien“ des Frackings. Liegt vermutlich auch daran, dass die Öl- und Gasindustrie aus den eingesetzten Chemikalien ein Riesengeheimnis gemacht hat und sie eine ganze Menge an verschiedene Stoffen verwendet haben. Was braucht man?

Fracfluid. Eigentlich fast ausschließlich Wasser, da billig, leicht in großen Mengen verfügbar, flüssig und lässt sich schwer komprimieren.
Sand, damit sich die Körner in die geschaffenen Risse setzten und so offen halten
Tensid(e): Sowas wie Seife. Macht das Gestein wasserabweisend, damit man möglichst viel von dem Wasser wieder rausbekommt. Ansonsten behindert es bei der Gasförderung.
Optional:
Polymer(e): Langkettige Moleküle. Diese bremsen das Wasser in den großen Rissen und führen zu mehr kleineren Rissen
Säure: Soll die Risse weiter aufätzen
Zu diesen Chemikalien ist zu beachten, dass die benötigen Mengen an Fracfluid groß sind, richtig groß. Ein Teich etwa und zwar kein kleiner Gartenteich, sondern tausende Kubikmeter. Das heißt, dass alles an Chemikalien womit das Fracfluid versetzt werden soll gleich richtig große Mengen sind, selbst bei Anteilen im Prozent oder Promillbereich. Das geht ins Geld, daher ist durchaus das Bestreben da, diese Chemikalien sparsam einzusetzen. Mitarbeiter von Exxon haben sogar mal Frackfluid getrunken, um zu zeigen, dass das Zeug nicht gefährlich ist (machen die aber vermutlich nicht mit allen Frackflüssigkeiten).
Das Fracfluid ist also „gar nicht so schlimm“. Denn es muss insbesondere in Relation zu dem betrachtet werden, was in der Lagerstätte ist. Die genaue Zusammensetzung variiert von Lagerstätte zu Lagerstätte, aber das Zeug da drin ist auf jeden Fall schlimmer als das Fracfluid. Da sind auf jeden Fall Kohlenwasserstoffe (Gase: Methan, Butan, Propan,… Flüssig: Hexan, Heptan,…) drin. Dazu kommen so nette Sachen wie Benzol, Schwermetalle und diverse andere Dinge, oft auch radioaktives Zeug.
Kleiner Hinweis am Rand: Während das Zeug im Labor mit Schutzausrüstung im Abzug gehandhabt wird, gibt es vieles davon auch an der Tankstelle mit ganz anderen Schutzvorkehrungen.

Ganz wesentlich ist also, egal ob Gas oder Öl, wie und woraus gefördert wird: Der Inhalt der Lagerstätte darf sollte in die Umwelt gelangen. Wie stellt man dies also sicher? Man weiß inzwischen relativ gut wie weit man fracen kann und kann sogar die Richtung steuern. Das Ziel ist somit immer die Lagerstätte zu fracen und nicht das darüber liegende Deckgebirge (undurchlässiges Gebirge, z. B. Tonstein oder Steinsalz). Trotzdem sollte man einen Sicherheitsabstand haben. Wie groß? Das ergibt sich daraus, wenn man sich anschaut, wie groß der größte Frac ist, der bisher jemals erzeugt wurde. Das waren 130m (ich hoffe, dass ich die Zahl richtig im Kopf habe). Dieser Frac wurde nicht wie oben beschrieben erzeugt, sondern – bitte festhalten – mit einer Atombombe. Wenn also z. B. das Deckgebirge 300m mächtig ist, sollte Fracking eigentlich kein Problem sein.
Woher kommt dann die Umweltverschmutzung in den USA?

Von der Fracflüssigkeit. Nach dem fracken wird diese wieder an die Oberfläche gefördert und müsste fachgerecht entsorgt werden. Das passiert nicht immer.
Dazu kommt, dass der Wasserverbrauch oft so hoch ist, dass das alleine schon ein Problem ist.
Die Lagerstätten in den USA liegen oft nicht sehr tief. Daher ist der Mindestabstand u. U. nicht ausreichend.
Wichtigster Punkt sind jedoch die Bohrungen. Es werden sehr viele Bohrungen – hunderte bis tausende - benötigt und dabei gibt es eine gewissen Anzahl, die nicht dicht sind. Wenn man sich vorstellt, dass diese Bohrungen hunderte Meter oder Kilometer lang sind, da Rohre eingeschoben werden, die ins Gestein einzementiert werden müssen, ist das auch nicht so einfach. Trotzdem fand ich die Zahlen, die ich gehört habe erschreckend. Wenn man bedenkt, dass Bohrungen der Hauptkostenfaktor bei der Förderung sind, kann man auf eine Theorie kommen, warum das so ist.

FlorianR · 6. April 2022 um 21:34

Wie sieht es in Deutschland aus? Wir haben in Deutschland Erdgasvorkommen, davon auch unkonventionelle und es wird seit den 1960er Jahren Gas durch Fracking gefördert. Zum Einsatz kann Fracking auch in der Geothermie oder bei der Grundwassergewinnung kommen. Ein Hauptunterschied zu den USA ist, dass die Lagerstätten in Deutschland wesentlich tiefer liegen. Ich meine unter 1.000 oder 1.500 m und damit so tief, dass Fracking eigentlich zu keiner Verbindung bis in grundwasserführenden Schichten führen sollte. Überprüft werden müsste dies selbstverständlich für jeden einzelnen Fall.
Unabhängig davon gilt soweit ich weiß seit 2016 ein Fracking-Verbot in Deutschland für unkonventionelle Lagerstätten. Interessant dabei:
Der Bundestag ist nach dem geänderten Gesetzentwurf im Jahr 2021 dazu aufgerufen, die Angemessenheit des generellen Verbotes „auf der Grundlage des bis dahin vorliegenden Standes von Wissenschaft und Technik“ zu überprüfen.

Auch wichtig zu wissen: Wir haben in Deutschland Gas: 1,36 Bill. m³ geschätzt (0,02 Bill. m³ konventionelles Erdgas, 0,45 Bill. m³ Kohleflözgas, 0,09 Bill m³ Erdgas aus Tight-Gas-Vorkommen und Erdgas aus Schiefergasvorkommen, das in der Größenordnung von 0,32 bis 2,03 Bill. m³). Rein Mengenmäßig würde uns das Gas also über die nächsten paar Jahre bringen.

Wichtiger Hinweis: Auch wenn ich das Fracking deutlich weniger kritisch sehe, als es oft dargestellt wird, will ich nicht automatisch dafür plädieren hier in Deutschland Frackinggas zu fördern. Auch wenn ich mir sicher bin, dass Gasförderung deutlich weniger Umweltbelastend möglich ist, als das in den USA gemacht wurde, es ist immer noch ein „dreckiges“ Geschäft. Es müssen Bohrplätze gebaut werden, Vorratsbecken angelegt werden und es fallen bei der Rückförderung des Fracfluids und der Gasförderung auch Schadstoffe an. Ich kann die Mengen nicht einschätzen und daher die Gesamtlage nicht bewerten. Dennoch wäre es eine Möglichkeit Gas nicht von irgendwelchen Diktatoren abkaufen zu müssen (wo natürlich auch ähnliche Schadstoffmengen anfallen).

Hoffe das hilft in der Diskussion.

FlorianR · 6. April 2022 um 21:37

Hier noch eine interessante Grafik aus https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Energie/Downloads/energiestudie_2021.pdf?__blob=publicationFile&v=4#[{"num"%3A46%2C"gen"%3A0}%2C{"name"%3A"FitR"}%2C-653%2C-4%2C652%2C846]