Energie-Georessourcen Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran aus ... · PDF fileThilo Bechstädt Universität Heidelberg Energie-Georessourcen Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran aus der Perspektive

Thilo BechstThilo BechstdtdtUniversitt Heidelberg
Energie-GeoressourcenErdl, Erdgas, Kohle und Uran
aus der Perspektive eines Geologen
EnergieEnergie--GeoressourcenGeoressourcenErdErdl, Erdgas, Kohle und Uran l, Erdgas, Kohle und Uran
aus der Perspektive eines Geologenaus der Perspektive eines Geologen
www.georesources.eu

GliederungGliederungGliederung
EinfEinfhrunghrung
KohleKohle
ErdErdl, Erdgasl, Erdgas
Teervorkommen und Teervorkommen und lschiefer lschiefer
UranUran
Reserven, PreiseReserven, Preise

Ohne Rohstoffe keine industrielle EntwicklungOhne Rohstoffe keine industrielle EntwicklungOhne Rohstoffe keine industrielle Entwicklung
ChuquicamataChile
nicht erst seit Agricola (XVI. Jhdt.): nicht erst seit nicht erst seit Agricola Agricola (XVI. (XVI. JhdtJhdt.):.):

RohstoffpreiseRohstoffpreiseRohstoffpreiseZeigen
Rohstoffpreise derzeitige
Knappheit an?
Zeigen Zeigen Rohstoffpreise Rohstoffpreise
derzeitige derzeitige Knappheit an?Knappheit an?

Energie-Georessourcen: bekannte ReservenEnergieEnergie--Georessourcen: bekannte ReservenGeoressourcen: bekannte Reserven
Gesamte Kohlereserven: (inkl. Anthrazit, Lignit) sind deutl. hher!)
Nach neueren Zahlen deutl. hher!

Reserven an ErdlReserven an ErdReserven an Erdll
Gesamtmenge an ErdGesamtmenge an Erdl im Untergrundl im Untergrund: Original oil in place
GewinnungsfaktorGewinnungsfaktor (RF, recovery factor) bezeichnet den konomisch gewinnbaren Anteil. Mit zunehmendem Preis steigt z.B. RF, weil sekundre/tertire Frdermanahmen konomisch sinnvoll werden. Hieraus ergeben sich die konventionellen Erdkonventionellen Erdlreservenlreserven.
Unkonventionelle ErdUnkonventionelle Erdlreservenlreserven: die KW, die unter den gegebenen konomischen Rahmenbedingungen nicht frderbar sind. Allerdings wird der Begriff heute auch fr Teersande (Alberta) bzw. Extra-Schwerle (Venezuela) angewandt, die bei den derzeitigen lpreisen wirtschaftlich gefrdert werden knn(t)en.

Georessourcen in SedimentbeckenGeoressourcen in SedimentbeckenGeoressourcen in Sedimentbecken
Fast alle derzeit genutzten Energie-Georessourcen (Kohle, Kohlenwasserstoffe, teilweise Uran) liegen in SedimentbeckenSedimentbecken sind Bereiche der Erde, die sich ber lange Zeitrume (meist hunderte von Millionen Jahren) absenken und in denen klastische oder chemische Sedimente abgelagert werden
Ursache dieser langdauernden Absenkungen sind plattentektonische Prozesse, z.B. die ffnung eines Ozeans wie die des Atlantiks

Steuerungsfaktoren der Sedimentation in einem Sedimentbecken
Steuerungsfaktoren der Sedimentation in Steuerungsfaktoren der Sedimentation in einem Sedimentbeckeneinem Sedimentbecken
Shanley & McCabe (1994)

Aufbau der Erde, PlattentektonikAufbau der Erde, PlattentektonikAufbau der Erde, Plattentektonik
Dicke Erdkruste wie Schale eines Apfels!

Dynamik der ErdeDynamik der ErdeDynamik der Erde
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Relative Relative PlattenbePlattenbe--wegungen wegungen im Raum des im Raum des Atlantiks Atlantiks whrend der whrend der letzten 360 letzten 360 Millionen Millionen JahreJahre

EinfEinfhrunghrung
KohleKohle
Teervorkommen und Teervorkommen und lschieferlschiefer
UranUran

nach Press & Siever, 1995
KohleKohleKohle
TorfTorf
SteinkohleSteinkohle
TorfLignit Kohle
BraunkohleBraunkohle
AnthrazitAnthrazit
Bei der Inkohlung Bei der Inkohlung auch auch Bildung vonBildung von KohlegasKohlegas(Methan)(Methan)
Bildung in Bildung in geologisch geologisch besonders stark besonders stark absinkenden absinkenden Bereichen (mm/cm Bereichen (mm/cm pro Jahr!), pro Jahr!), z.B. im z.B. im Vorland von Vorland von GebirgenGebirgen

Bindung von Kohlevorkommen an den geologischen BauBindung von Kohlevorkommen an den geologischen BauBindung von Kohlevorkommen an den geologischen Bau
Variszisches Gebirge Nordspaniens

Hauptkosten: Entfernung des Abraumes. Je tiefer
die Kohle liegt, umso teurer. Andererseits entsteht hochwertige
Kohle erst unter hherer Temperatur bei der
tieferen Versenkung. Erfolgte anschlieend
Anhebung und teilweiser Abtrag, dann ist die
Lagersttte konomisch besonders wertvoll.
Hauptkosten: Entfernung Hauptkosten: Entfernung des Abraumes. Je tiefer des Abraumes. Je tiefer
die Kohle liegt, umso die Kohle liegt, umso teurer. Andererseits teurer. Andererseits entsteht hochwertige entsteht hochwertige
Kohle erst unter hKohle erst unter hherer herer Temperatur bei der Temperatur bei der
tieferen Versenkung. tieferen Versenkung. Erfolgte anschlieErfolgte anschlieend end
Anhebung und teilweiser Anhebung und teilweiser Abtrag, dann ist die Abtrag, dann ist die
LagerstLagersttte tte konomisch konomisch besonders wertvoll.besonders wertvoll.

EinfEinfhrunghrung
KohleKohle
Teervorkommen und Teervorkommen und lschieferlschiefer
UranUran

Organischer Kohlenstoff: Kohlenwasserstoffe
Organischer Kohlenstoff: Organischer Kohlenstoff: KohlenwasserstoffeKohlenwasserstoffe

Bedingungen fr Erdl-Entstehung und -SpeicherungBedingungen fBedingungen fr Erdr Erdll--Entstehung und Entstehung und --SpeicherungSpeicherung
1. Bildung von Sediment reich an organischem Material1. Bildung von Sediment reich an organischem Material
2. Organisches Material unter anoxischen Umweltbedingungen abgelagert2. Organisches Material unter anoxischen Umweltbedingungen abgelagert
3. Organisches Material wird von Sediment bedeckt3. Organisches Material wird von Sediment bedeckt
4. Organisches Material wird aufgeheizt (Erdlfenster)4. Organisches Material wird aufgeheizt (Erdlfenster)
6. Erdl wird in einer Erdlfalle gefangen, die nach oben und seitlich abgedichtet ist
6. Erdl wird in einer Erdlfalle gefangen, die nach oben und seitlich abgedichtet ist
5. Erdl, das leichter als Wasser ist, wandert (migriert) aus dem Erdlmuttergestein in das porse Speichergestein
5. Erdl, das leichter als Wasser ist, wandert (migriert) aus dem Erdlmuttergestein in das porse Speichergestein

Anoxische Umweltbedingungen
am Beispiel eines abgeschlossenen
Beckens: die Mowry See im Alb (Kreide)
Heutiges Beispiel: Schwarzes Meer
Anoxische Anoxische UmweltbedingungenUmweltbedingungen
am Beispiel eines am Beispiel eines abgeschlossenen abgeschlossenen
Beckens: Beckens: die die Mowry Mowry See im Alb (Kreide) See im Alb (Kreide)
Heutiges Beispiel: Heutiges Beispiel: Schwarzes MeerSchwarzes Meer

Der Schlick des Wattenmeers: kein Erdlmuttergestein, Sauerstoff hat Zutritt
Anreicherung organ. SubstanzAnreicherung Anreicherung organorgan. Substanz. Substanz

Bildungsbedingungen von KW und KohleBildungsbedingungen von KW und KohleBildungsbedingungen von KW und KohleMacerale

Erdl mu aus dem Erdlmuttergestein in das porse Speichergestein migrieren knnen und in einer
Erdlfalle (Abdichtung durch z.B. Tongestein oder Salz) gefangen werden
ErdErdl l mumu aus dem Erdaus dem Erdlmuttergestein in das porlmuttergestein in das porse se Speichergestein Speichergestein migrieren migrieren kknnen und in einer nnen und in einer
ErdErdlfalle (Abdichtung durch z.B. Tongestein oder lfalle (Abdichtung durch z.B. Tongestein oder Salz) gefangen werdenSalz) gefangen werden

Beispiel fr Erdlfalle: AntiklinaleBeispiel fBeispiel fr Erdr Erdlfalle: lfalle: AntiklinaleAntiklinale

Speichergesteine: KW in GesteinsporenSpeichergesteine: KW in GesteinsporenSpeichergesteine: KW in Gesteinsporen

Erdlspeicher: GesteinsporenErdErdlspeicher: Gesteinsporenlspeicher: Gesteinsporen

Erdl wandert in das zuvor wassererfllte
Reservoir
ErdErdl wandert in das l wandert in das zuvor wassererfzuvor wassererfllte llte
ReservoirReservoir
L
l
Wassersaum

Primr-, Sekundr- und TertirfrderungPrimPrimrr--, Sekund, Sekundrr-- und Tertiund Tertirfrfrderungrderung

Erdgas, ein lange ungeliebtes Kind .....Erdgas, ein lange ungeliebtes Kind .....Erdgas, ein lange ungeliebtes Kind .....

Entwicklung der BohrtechnikEntwicklung der BohrtechnikEntwicklung der Bohrtechnik

Seismik, die wichtigste ExplorationsmethodeSeismik, die wichtigste ExplorationsmethodeSeismik, die wichtigste Explorationsmethode

EinfEinfhrunghrung
KohleKohle
Teervorkommen Teervorkommen und und lschieferlschiefer
UranUran

Unkonventionelle KW-VorkommenUnkonventionelle KWUnkonventionelle KW--VorkommenVorkommen
SchwerSchwerle:le: mit Bohrungen frderbar; mehr Schwermetalle und Schwefel als normales Erdl. Beispiel: Orinoco-Schwerlgrtel, Venezuela, 1,2 amerikan. Trillionen (1012) bbl Mindest-Reserven.
Teersande:Teersande: Tagebau oder Dampfinjektion (Verflssigung). Allein in Alberta 1,7 amerikan. Trillionen (1012) bbl Mindest-Reserven.
lschiefer:lschiefer: nicht migriertes Erdl in Tonabfolgen; aufwndige, teure Aufbereitungsverfahren. Reserven w

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