Fracking

Inhaltsverzeichnis

1. Definition
2. Fracking Methoden
3. Technik
4. Frackingflüssigkeit
5. Umweltauswirkungen
6. Fracking und Klimaschutz
7. Fracking bei Öl: Vor- und Nachteile
8. Alternative Fracking Verfahren
9. Rechtsgrundlage in Deutschland

Definition Fracking:

Der englische Begriff Fracking, auch Hydraulic Fracturing genannt, auf Deutsch hydraulische Frakturierung, leitet sich von „to fracture“ ab, was aufbrechen oder zerbrechen bedeutet. Fracking ist ein technisches Verfahren, das zur Förderung von Erdöl und Erdgas aus tiefen Gesteinsschichten eingesetzt wird. Dieses Förderverfahren wurde schon in den 1940er Jahren von Ingenieuren entwickelt. Seit 1949 wurde Fracking dann auch wirtschaftlich genutzt. Allerdings wird Fracking erst seit 2008 in größerem Umfang angewendet.

Fracking Methoden:

Es werden zwei Fracking-Methoden unterschieden. Die konventionelle Variante erfolgt in Sandstein und beim unkonventionellen Verfahren wird auch aus anderen Gesteinsarten wie Schiefer, Ton-, Mergel und Kohleflöz gefördert. In Gesteinsporen in Tiefen von bis zu 5.000 Metern oder mehr befindet sich das Erdgas. Das Erdgas kann von allein zum Bohrloch fließen, wenn die Gesteinsporen ausreichend miteinander verbunden sind. Nicht ausreichend miteinander verbunden sind Gesteinsporen dann, wenn das Gestein angebohrt und somit auch druckentlastet wird. In diesem Fall muss man durch das Fracking Verfahren künstliche Fließwege schaffen.

Es handelt sich meist um Sandsteine, in denen das Erdgas über viele Hunderte Millionen Jahre gespeichert war (Speichergesteine), wenn man von einer Erdgasförderung aus konventionellen Lagerstätten spricht. Je nach Beschaffenheit des Speichergesteins muss für die Förderung ein Fracking Verfahren angewendet werden. Bei unkonventionellen Lagerstätten handelt es sich um Muttergestein. In diesen Gesteinen ist nicht nur Erdgas enthalten, sondern auch Erdgas entstanden. Man unterscheidet hierbei zwischen Schiefergestein und Kohleflözen. Bei der Erdgasgewinnung aus Schiefergestein wird das Fracking Verfahren auf jeden Fall angewandt, wobei es bei Kohleflözen von dem jeweiligen Vorkommen abhängt.

Technik:

Bevor Erdgas gefördert werden kann, muss eine Bohrung erfolgen. Die angewandte Bohrtechnologie ist sowohl bei unkonventionellen Lagerstätten als auch bei konventionellen Lagerstätten die gleiche. Oberste Priorität hat dabei der Schutz des Trinkwassers. Daher wird der Bohrplatz hermetisch abgedichtet und mit einem umlaufenden Rinnensystem ausgestattet. Anschließend beginnt die eigentliche Fracking-Maßnahme. An der unkonventionellen Förderstelle werden zunächst kleine, vertikale Löcher in das Gestein, bis in die erdgashaltige Schicht gebohrt. Von dort aus erfolgt das sogenannte Richtbohren, hierbei wird horizontal, also parallel zu den Gesteinsschichten in das gashaltige Gestein gebohrt. Daraufhin wird unter hohem Druck (bis zu 1.000 bar) eine Frackingflüssigkeit in die Bohrlöcher gepresst.

Durch die Wassermischung, auch Fracturing Fluid genannt, bricht das Gestein auf und es entstehen Risse. Je nach den geologischen Gegebenheiten sowie der Beschaffenheit der Förderstelle wird das passende Fracturing Fluid zusammen gemischt. Durch diese künstlich geschaffenen Fließwege strömt die Frackingflüssigkeit zusammen mit dem gelösten Erdgas durch das Bohrloch an die Oberfläche. Mittels im Fracking-Gemisch enthaltener Stützmittel, wie Sand oder Keramikkugeln werden die Risse offen gehalten, nachdem das Wasser wieder abgeflossen ist. Dieser Vorgang wird durchgehend überwacht, um die Rissausbreitung so in der Höhe und Breite steuern zu können. Mit dieser Maßnahme wird die Durchlässigkeit des Speichergesteins und somit auch die Förderrate beträchtlich gesteigert.

Das zurückfließende Wasser bleibt zu 50% - 80% im Boden und nach etwa 30 Tagen gelangt das Rückflusswasser (engl. Flowback) zurück an die Oberfläche, wobei sich ein weiterer Teil mit dem geförderten Öl vermischt. Zum Schluss wird dann das Rückflusswasser vom Öl getrennt. In Deutschland müssen wasserdichte Behälter für das Produktionswasser verwendet werden, damit das Rückflusswasser nicht in den Boden versickert. Firmen pumpen so das Rückflusswasser ab, reinigen es und bereiten es dann wieder auf. Wohingegen es in den USA erlaubt ist, dass das Rückflusswasser in offenen Becken aufgefangen wird.

Frackingflüssigkeit:

Die Zusammensetzung der Frackingflüssigkeit ist je nach Lagerstätte unterschiedlich, daher basieren Gutachten meistens auf freiwillige Angaben der Bohrfirmen. Im Allgemeinen setzt sich eine Frackingflüssigkeit jedoch aus Wasser, Stützmitteln und chemischen Additiven zusammen. Allerdings muss diese Flüssigkeit bestimmte Eigenschaften erfüllen, wozu Chemikalien benötigt werden. Stützmittel sorgen dafür, dass die erzeugten Risse im Gestein auf mechanische Weise offen gehalten werden. Als Stützmittel werden Quarzsand und kleine Keramikkugeln eingesetzt. Chemische Additive erfüllen verschiedene Funktionen, daher werden auch mehr als 700 Chemikalien eingesetzt. Auch Biozide, um das Bakterienwachstum zu hemmen kommen zum Einsatz. Die Anforderungen an eine Frackingflüssigkeit sind sehr komplex. Dies zeigt zum Beispiel der Transport der Stützmittel.

Zur Verbesserung des Transports wird die Viskosität durch Chemikalien erhöht, also die Flüssigkeit zu einer gelartigen Masse verdickt. Jedoch entsteht dadurch ein unerwünschter Nebeneffekt, denn die Reibung der Flüssigkeit an der Oberfläche nimmt zu. Deshalb wird durch weitere Additive die Oberflächenreibung verringert. Am Ende muss die Frackingflüssigkeit jedoch durch weitere Additive wieder dünnflüssiger gemacht werden, damit sie möglichst ungehindert durch das Bohrloch an die Oberfläche zurückfließen kann. Es werden also schon reichlich viele Chemikalien benötigt, um alleine nur die Stützmittel ans Ziel zu befördern. Zahlreiche weitere Komponenten kommen noch hinzu, so beispielsweise auch säurehaltige Additive, die Ablagerungen in den Rohren verhindern oder Korrosionsschutzmittel, die das Bohrgerät schützen.

Zu den meist genutzten chemischen Stoffen beim Fracking gehören:

Umweltauswirkungen:

1. Verunreinigung von Böden, Grund- und Trinkwasser:

   Beim Fracking wird eine große Menge mit Chemikalien versetzten Wasser unter hohem Druck in den Boden verpresst und kann dort Schäden anrichten. Außerdem können Bohrlöcher undicht werden und somit schädliche Substanzen in den Untergrund oder in wasserführende Schichten gelangen. Des Weiteren entsteht beim Fracking giftiger Bohrschlamm, dieses Abfallprodukt muss in einer Sondermülldeponie gelagert werden. Risiken bestehen somit für die Gewässer bei der Entsorgung der Fracking-Gemische und durch das zusätzlich geförderte Lagerstättenwasser, das während der Erdgasförderung entsteht. Denn es ist hoch mineralisiert, enthält Kohlenwasserstoffe und ist teilweise radioaktiv.

2. Hoher Wasserverbrauch

   Pro Bohrung werden mehrere tausend Kubikmeter Wasser verbraucht. Bei derzeitiger Wasserknappheit kann dieser hohe Wasserbedarf problematisch werden. Maximal sind so bis zu 174.000 Kubikmeter Wasser erforderlich. Dies entspricht circa dem täglichen Wasserverbrauch aller Einwohner Münchens. Deshalb muss die zuständige Wasserbehörde jeweils prüfen, inwieweit der Wasserverbrauch Auswirkungen auf den Zustand des Grundwassers oder der Oberflächengewässer hat.

3. Auslösen von Erdbeben

   Durch das Aufbrechen von unterirdischem Gestein sind auch oberirdische Erschütterungen nachweisbar. Jedoch sind diese ohne Messinstrumente gar nicht oder kaum wahrnehmbar. Wenn in den unterirdischen Gesteinsschichten jedoch schon Spannungen bestehen, können sich diese durch Fracking lösen und somit stärkere Beben auslösen.

4. Lärm- und Luftemissionen

5. Großer Flächenverbrauch

Fracking und Klimaschutz:

„Fracking dient dem Klimaschutz“, so argumentieren Energiekonzerne, da Erdgas von allen fossilen Energieträgern die wenigsten CO2-Emissionen verursacht. Dies stimmt zwar, jedoch fällt der gesamte ökologische Fußabdruck des Fracking-Gases sehr schlecht aus. Denn beim Fracking entweichen bis zu acht Prozent des Erdgases unkontrolliert. Außerdem enthält Erdgas viel Methan, dies ist ein hochwirksames Treibhausgas und ungefähr 20 Mal mehr klimaschädlich, als CO2. Somit ist Erdgas auch dann klimaschädlich, wenn es nicht verbrannt wird.

Da inzwischen sehr viele Fracking-Bohrlöcher aufgegeben wurden und noch lange nicht alle dokumentiert sind, ist es schwierig den genauen Schaden für das Klima zu bestimmen. Zudem entweicht noch immer viel Methan aus den bereits aufgegeben Bohrlöchern. Aussagen über die mittelbaren Auswirkungen von Fracking für die internationalen Bemühungen zum Klimaschutz sind schwer zu treffen. Zur Verbesserung besteht ein Teil der Klimaschutzstrategie darin, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu verteuern. Wohingegen die US Regierung versucht die Preise durch eine massive Erhöhung der Fördermengen zu senken.

Fracking bei ÖL:

Alternative Fracking-Verfahren:

Dieses Verfahren funktioniert ähnlich wie konventionelles Fracking, jedoch wird anstatt Wasser als Frackingflüssigkeit hier flüssiges Propan verwendet. Allerdings ist dieses Verfahren anspruchsvoller, da Propan nur dann flüssig ist, wenn die Lagerstätte ständig unter hohem Druck gehalten wird.

Unter anderem weist es aber zwei wichtige Vorteile auf. Um die Frackingflüssigkeit nach der Bohrung zurück zu holen, muss nur der Druck vermindert werden, so wird das Propan dann gasförmig und kann durch das Bohrloch zurückströmen. Außerdem werden die Grundwasserschichten, die mehr als 1.000 Meter höher liegen nicht gefährdet.

Rechtsgrundlage in Deutschland:

Deutschland hat beim Fracking eines die strengsten Gesetzte. Damit möchte die Bundesregierung zeigen, dass ihnen der Schutz der Umwelt und die Gesundheit der Bürger wichtig sind. Daher wurde im Juni 2016 ein Fracking Gesetz verabschiedet, wodurch unkonventionelles Fracking bis mindestens 2021 verboten ist. Nur zu Forschungszwecken sind deutschlandweit vier Probebohrungen mit Erlaubnis und unter Aufsicht erlaubt.

Um die Auswirkungen auf die Umwelt besser nachverfolgen zu können, unterliegt das konventionelle Fracking neben dem Bergrecht auch dem Wasserrecht. Außerdem fördert Deutschland aktiv die Energiewende zu erneuerbaren Energien aus Wasserkraft, Sonne und Wind.