Die zunehmende Wichtigkeit nicht-konventioneller fossiler Energien Nicht-konventionelle fossile Energieträger sind vor allem im Zusammenhang mit der

zunehmenden Schiefergasproduktion in den USA in den vergangenen Jahren ins Zentrum der

Berichterstattung gerückt. Um welche Energieträger handelt es sich und welche Rolle spielen

sie bzw. werden sie in Zukunft in der globalen Energieversorgung spielen?

Steigende Energiepreise, ständig zunehmender Energieverbrauch und die Weiterentwicklung der

Fördertechnologien haben unter anderem dazu beigetragen, dass in den vergangenen

Jahrzehnten immer mehr nicht-konventionelle fossile Energien erschlossen wurden. Sie

unterscheiden sich von den konventionellen nicht in ihrer Zusammensetzung, sondern lediglich in

der Art der Lagerstätte und der Fördermethode. Während bei konventionellen fossilen

Energieträgern klassische Methoden zur Erschließung und Förderung angewendet werden,

braucht es zur Erschließung nicht-konventioneller Vorkommen neue, zum Teil sehr aufwendige

und kostspielige Technologien. Es gibt keine einheitliche Definition für unkonventionelles Erdöl

oder Erdgas. Eine weite Auslegung des Begriffes unkonventioneller Erdöle umfasst alle

Vorkommen, die nur mit besonderem Aufwand gefördert werden können. So werden manchmal

auch Vorkommen unterhalb gewisser Wassertiefen (z.B. in 500m Tiefe) oder in bestimmten

Regionen (z.B. Arktis) als nicht-konventionell bezeichnet. Die Abgrenzung von konventioneller

fossiler Energie zu nicht-konventioneller fossiler Energie ist nicht immer eindeutig und kann sich

im Laufe der Zeit verändern, d.h. unkonventionelle Fördermethoden können sich nach jahrelanger

Anwendung zu konventionellen Methoden etablieren. In diesem Artikel wird die Definition der

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe verwendet.

Tabelle 1

Während bei den Reserven1 der Anteil von konventionellem Erdöl und Erdgas überwiegt, haben bei

den Ressourcen2 die nicht-konventionellen fossilen Energien mit 63 % einen weitaus höheren

Anteil. Man kann davon ausgehen, dass durch verbesserte Technologien in Zukunft Ressourcen zu

Reserven klassifiziert werden. Auch die zukünftige Entwicklung des Öl- und Gaspreises wird dabei

eine Rolle spielen, ob Ressourcen in Zukunft auch wirtschaftlich gefördert werden können. Derzeit

wird der größte Teil des nicht-konventionellem Erdöls und Erdgas in Nord- und Südamerika

gefördert: Teersand in Kanada, Schwerstöl in Venezuela, Schieferöl und Schiefergas sowie Tight

Gas in den USA und in kleineren Mengen auch in Kanada. Aber auch viele andere Länder

verfügen zum Teil über große Reserven und Ressourcen von nicht konventionellem Erdöl und

Gas.

Graph1

Ölsand

Ölsand oder Teersand ist ein Gemisch aus Bitumen, Wasser, Sand und Ton, wobei der

Gewichtsanteil des Bitumens am Sand variiert und im Durchschnitt circa 12% beträgt. Die

Sandkörner sind von einem dünnen Wasserfilm umhüllt und dieser wiederum von zähflüssigem

Bitumen. In den Lagerstätten ist Ölsand nicht fließfähig und somit nicht ohne weiteres förderbar.

1 Reserven beschreiben jene Mengen des Erdöls/Erdgases, welche bereits genau erfasst und bewertet wurden und mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten wirtschaftlich gewonnen werden können. 2 Ressourcen sind die Mengen an Erdöl/Erdgas, die geologisch nachgewiesen sind, deren Förderung aber derzeit nicht wirtschaftlich ist oder auch technisch nicht möglich ist und jene Mengen, die noch nicht nachgewiesen sind, aber aus geologischer Sicht in dem betreffenden Gebiet erwartet werden können.

Zur Gewinnung von Erdöl aus Teersand werden zwei verschiedene Fördertechniken angewandt:

Ölsandabbau kann im Tagebau (ex-situ) oder durch Bohrungen (in-situ) bei tieferliegenden

Vorkommen abgebaut werden. Der größte Teil der Förderung erfolgt durch Bohrungen. In

einem aufwendigen Verfahren wird der teerhaltige Sand mit heißem Wasser unter Hinzufügung

von chemischen Lösungsmitteln gewaschen, um so das Bitumen zu trennen und schließlich

daraus Erdöl zu gewinnen. In einem sogenannten „Upgrader“3 wird das Bitumen zu synthetischem

Erdöl verarbeitet. Im Durchschnitt benötigt man zwei Tonnen Ölsand um ein Barrel (159 Liter)

Rohöl zu gewinnen.

Abbau von Ölsand in Kanada

Die weltweit größten Vorkommen von Ölsand liegen im nördlichen Teil der kanadischen Provinz

Alberta, wobei das potenzielle Abbaugebiet etwa 140.000 Quadratkilometer umfasst, was der

doppelten Fläche von Irland entspricht. Die Gewinnung von Erdöl aus Ölsand findet derzeit nur in

Kanada statt, wo Ende der 1960iger Jahre die Förderung begonnen hat. Die Erdölgewinnung aus

Ölsand ist sehr umstritten, , , , da die Umweltbelastung sehr hoch ist: einerseits kommt es infolge der

Energieintensität zu hohen klimaschädlichen CO2-Emissionen und möglichen Methanemissionen

und andererseits führt die Förderung von Ölsand durch den enormen Flächenverbrauch zur

Verwüstung und Vergiftung großer Landstriche und zu einem enormem Wasserverbrauch.

Schwerstöl (extraheavy oil)

Unter Schwerstöl versteht man Rohölsorten, die eine sehr hohe Dichte von weniger als „10 API“4

und eine hohe Viskosität5 aufweisen. Schwerstöl ist dem Bitumen der Ölsande ähnlich, jedoch

3 Ein „Upgrader“ ist eine Anlage, in welcher Ölsand oder Schwerstöl verarbeitet wird, um es fließfähiger zu machen, damit es in Pipelines transportiert und in Raffinerien verarbeitet werden kann. 4 Die Dichte der Erdölsorten wird anhand der „API gravity“ gemessen. Je höher die „API gravity“, umso geringer die Dichte und umso leichter ist die Erdölsorte. Leichtere Erdölsorten sind teurer, weil aus ihnen ein höherer Anteil an

fließfähiger und deshalb in der Förderung weniger aufwendig und kostenintensiv und vor allem

weniger umweltschädlich.

Schwerstöl ist sehr zähflüssig und erfordert deshalb spezielle Förder-Technologien

Die weltweit größten Vorkommnisse von Schwerstöl befinden sich in Venezuela im Orinoco-Gebiet.

In den 1980iger Jahren wurde dort mit der Förderung von Schwerstöl begonnen. Sogenannte

„Upgrader“, wie sie auch zur Verarbeitung von Ölsand verwendet werden, sind notwendig, um das

Schwerstöl so zu verarbeiten, dass es auch in einer Raffinerie raffiniert werden kann. Häufig wird

das Schwerstöl auch mit Naphtha oder anderen leichten Produkten gemischt, um es fließfähiger

zu machen und es so in Raffinerien besser verarbeiten zu können. Infolge der Erschließung der

großen Reserven an Schwerstöl ist Venezuela weltweit zum Land mit den größten Erdölreserven

geworden. Kleinere Mengen an Schwerstöl gibt es auch in anderen Ländern wie zum Beispiel in

China, Aserbeidschan und Großbritannien.

Schieferöl/Tight Öl und Schiefergas

Die Förderung von Schiefergas und Schieferöl

wurde durch die Kombination von „horizontal

drilling“ und „fracking“ möglich.

Schieferöl/Tight Öl und Schiefergas ist im Vergleich zu konventionellem in dichtem, kaum oder nur

wenig durchlässigem Gestein eingelagert, wie zum Beispiel in Sandstein-, Karbonat- oder

Tonsteinreservoiren. Weltweit gibt es in vielen Ländern zum Teil sehr große Mengen an Reserven

leichten, teureren Produkten, wie. z.B. Benzin und Diesel hergestellt werden kann. Die in der Nordsee vorkommende Erdölsorte Brent hat zum Beispiel eine API von 38, während Venezolanisches Schwerstöl nur 10 API oder weniger aufweist. 5 Die Viskosität ist ein Maß für die Zähigkeit des Erdöls. Je höher die Viskosität ist, desto dickflüssiger, d.h. desto weniger fließfähig ist das Erdöl.

und Ressourcen. Durch die Kombination zweier existierender Technologien – horizontales Bohren

(engl. horizontal drilling) und die so genannte hydraulische Behandlung (engl. hydraulic fracturing

oder fracking) – wurde die Förderung von Schiefergas und Schieferöl gegen Ende des 20.

Jahrhunderts möglich. Derzeit fördern die USA und Kanada Schieferöl und Schiefergas in

kommerziellen Mengen. In China, Australien, Argentinien, Großbritannien und einigen anderen

Ländern werden derzeit Probebohrungen durchgeführt und in den kommenden Jahren wird es

voraussichtlich auch dort zu kommerzieller Förderung kommen. Obwohl die Fördermethode des

Hydraulic Fracking wegen der möglichen Umweltrisiken (z.B. Grundwasserverseuchung) sehr

umstritten ist, scheint es doch so, als ob auch außerhalb von Nordamerika die Förderung von

Schieferöl und Schiefergas unaufhaltsam ist. Alle großen internationalen Erdöl und Erdgasfirmen

engagieren sich in der Schiefergas- und Schieferölproduktion und immer mehr Länder vergeben

Förderkonzessionen an die Ölmultis. Es ist zu hoffen, dass die Fördertechnologien dermaßen

weiterentwickelt werden, dass mögliche Umweltschäden ausgeschlossen oder zumindest

minimiert werden können.

Tight Gas

Tight Gas ist meist in Sandgestein oder Kalkgestein mit geringer Durchlässigkeit gespeichert. Es

zählt zum nicht-konventionellen Gas, da es bei der Förderung nicht ohne spezielle Maßnahmen

zum Bohrloch strömt. Tight Gas wird schon seit vielen Jahren mittels „Fracking“ gefördert. Tight-

Gas-Lagerstätten liegen in circa 4000 Metern Tiefe, also deutlich tiefer als Schiefergas und das

Risiko der Grundwasser-Kontaminierung ist deshalb nicht so groß wie bei der

Schiefergasförderung.

Ölschiefer (Kerogen))))

Ölschiefer-haltiges Gestein

Ölschiefer, nicht zu verwechseln mit Schieferöl, ist ein unreifes Erdölmuttergestein, das noch nicht

die geologische Entwicklung durchlaufen hat, um Erdöl zu bilden. Vorkommen von Ölschiefer gibt

es in vielen Ländern, wobei circa 3/4 der weltweit bekannten Ressourcen in den USA liegen. Aus

Ölschiefer wird durch thermische Behandlung sogenanntes Schieferöl gewonnen. Die Gewinnung

ist extrem aufwendig und energieintensiv. Ölschiefer wird seit mehr als 160 Jahren in einigen

Ländern in geringen Mengen abgebaut und verarbeitet. Heute wird nur noch in Estland, im

Leningrader Becken, in Südchina und Brasilien Ölschiefer gefördert. Experten gehen davon aus,

dass noch eine längere Entwicklungszeit notwendig ist, bis eine kosten- und vor allem

energieeffiziente Produktionsmethode entwickelt wird.

Kohleflözgas (coalbed-methan)

Kohleflözgas ist der Oberbegriff für alle Gase, die in Verbindung mit Kohle vorkommen. Obwohl

Kohleflözgas bekannt ist, seit es Kohle gibt, wurden erst seit einigen Jahrzehnten die

technologischen Möglichkeiten entwickelt, um Kohleflözgas auch als Energie zu nützen. Die

globale Kohleflözgas-Förderung ist zwar gering, zeigt aber einen steigenden Trend. Mit einem

Förderanteil von knapp 80% dominieren die USA den Markt, aber auch in anderen Ländern, wie in

Kanada, Australien, Deutschland, China etc. steigt die Förderung von Kohleflözgas. Bei der

Förderung werden große Mengen an Grundwasser aus den Kohlelagerstätten herausgepumpt, um

so durch den abnehmenden Wasserdruck das Gas zum Herausströmen zu bringen. Bei der

Kohleflözgas-Förderung kommt es einerseits zu einem enormen Wasserverbrauch und

andererseits kann das herausgepumpte Wasser giftige Stoffe enthalten, die gravierende Schäden

in der Umwelt anrichten können.

Aquifergas

Unter Aquifergas versteht man im Grundwasser gelöstes Methangas. Die Löslichkeit von Methan

in Wasser ist im Allgemeinen sehr niedrig, erhöht sich jedoch mit zunehmender Tiefe und somit

mit steigendem Druck. Als potenziell förderbar gelten Aquifergas-Vorkommen in heißen

Grundwässern, die unter ungewöhnlich hohem Überdruck stehen. Obwohl es weltweit sehr große

Vorkommen von Aquifergas gibt, wird es nicht kommerziell gefördert, da nach heutigem

Wissensstand eine Förderung unwirtschaftlich wäre. Verglichen mit anderen nicht-

konventionellen Erdgasvorkommen, weist Aquifergas das geringste wirtschaftliche Potenzial auf.

Gas aus Hydraten

Gashydrate sind feste, eisförmige Verbindungen aus Methan und Wasser, die sich unter niedrigen

Temperatur- und hohen Druckbedingungen bilden. In fast allen Ozeanen der Welt und in den

Land- und Schelfregionen der Permafrostgebiete hat man in den letzten Jahren enorme

Gashydratvorkommen entdeckt. Bis jetzt gibt es jedoch noch keine Fördertechnik, um aus

Gashydraten Gas zu fördern. Seit Beginn der 1970er Jahren beschäftigen sich Wissenschaftler in

den USA, Kanada, Japan, China und anderen Ländern mit der Erforschung von Gashydraten, da sie

als mögliche Energiequelle der Zukunft eine wichtige Rolle spielen könnten. Manche

Wissenschaftler gehen davon aus, dass mithilfe von Gashydraten über Jahrhunderte die globale

Energienachfrage abgedeckt werden könnte, wenn es gelänge, die Gashydrate-Vorkommen

großflächig auszubeuten. Ob und wann entsprechende Fördertechnologien entwickelt werden und

was die möglichen Konsequenzen für die Umwelt sein werden, wie zum Beispiel die Beeinflussung

des Ökosystems am Meeresboden, bleibt abzuwarten.

Synthetische Erdöle

Sogenannte Synthetische Erdöle/Erdölprodukte werden manchmal auch zur nicht-konventionellen

fossilen Energie gezählt. Dabei handelt es sich um liquide Kraftstoffe aus Gas (G-t-L), aus Kohle

(C-t-L) oder aus Biomasse. Zur Herstellung von Synthetischen Erdöl aus Kohle oder Gas wird das

sogenannte Fischer-Tropsch-Verfahren angewandt, welches bereits 1925 in Deutschland erfunden

und zur Kohleverflüssigung genutzt wurde. Während des 2. Weltkrieges wurde der Kraftstoff für

die Kriegsmaschinerie aus Kohle hergestellt. Das billige Erdöl aus dem Mittleren Osten machte

dieses Herstellungsverfahren jedoch unrentabel. Das Fischer-Tropsch-Verfahren wurde von der

Firma SASOL in Südafrika übernommen und weiterentwickelt, da es für Südafrika als Folge der

Apartheidpolitik schwierig war, genügend Erdöl zu kaufen. Im Jahre 1955 wurde die erste

Kohleverflüssigungsanlage in Betrieb genommen, weitere Anlagen folgten, die bis heute in Betrieb

sind. Der Ölmulti Royal Dutch Shell verfügt über die Technologie aus Gas flüssigen Kraftstoff

herzustellen (G-t-L). In Katar und Malaysia, beides Länder mit großen Gasreserven, befinden sich

solche Anlagen. Die Herstellung von sogenannten synthetischen Kraftstoffen ist einerseits sehr

energieintensiv und deshalb klimaschädlich und andererseits sehr kostspielig. Ob sich solche

Anlagen in anderen Ländern in Zukunft auch durchsetzen, bleibt abzuwarten.

Kohleverflüssigungsanlage der Firma

SASOL in Südafrika

Kleine Anlagen, um aus Biomasse (z. B. Raps, Stroh etc.) synthetische Kraftstoffe wie Diesel

herzustellen, gibt es in vielen Ländern. Experten glauben, dass solche Anlagen auch in großem

Stile wirtschaftlich und vor allem umweltfreundlich produzieren könnten.

Die Förderung von nicht-konventionellem Erdöl und Gas steigt weltweit stetig und nimmt im

globalen Energiemix eine immer bedeutendere Rolle ein. Die Erschließung der nicht

konventionellen fossilen Energien hat dazu geführt, dass die Reserven und Ressourcen von Erdöl

und Gas signifikant angestiegen sind. Nicht-konventionellen Vorkommen von Erdöl und Gas sind

weltweit stärker gestreut, als konventionelle Vorkommen, was zu einer Verminderung der

Anhängigkeit von einigen wenigen Ländern und Regionen führt. Zusammen mit den

konventionellen fossilen Reserven und Ressourcen reicht das Potential noch für lange Zeit zur

weltweiten Energieversorgung. Während es für einen Teil der Vorkommen bereits die zur

Förderung notwendigen Technologien gibt, stehen für andere noch keine entsprechenden

Fördermethoden zur Verfügung. Die Förderung der meisten nicht-konventionellen fossilen

Energien ist vielfach mit erheblichen Umweltschäden verbunden, da die Produktion einerseits

sehr energieintensiv ist und andererseits Methoden angewendet werden, welche die Umwelt

schwer belasten. Zudem befürchten Experten, dass durch die massiven Investitionen der großen

Öl- und Gasgesellschaften in nicht-konventionelle fossile Energien zu wenige Ressourcen in

erneuerbare und umweltverträgliche Energieträger investiert werden und so die Klimaziele nicht

erreicht werden können. Es ist letztlich eine große Herausforderung für die Politik, die Vorteile

und Nachteile abzuwägen und die entsprechenden Weichen für eine nachhaltige zukünftige

Energieversorgung zu stellen.

Monika Psenner - Energie-Expertin Lesen Sie weitere Artikel zur Zukunft der Energie!