Hydraulic Fracturing (“Fracking”)

Entgegen der landläufigen Meinung handelt es sich beim Hydraulic Fracturing nicht um eine neue Technologie. Vielmehr findet das Verfahren bereits seit mehr als sechs Jahrzehnten international Anwendung, um Erdöl- und Erdgaslagerstätten optimaler oder überhaupt nutzen zu können. Weiterhin können durch hydraulische Fracmaßnahmen Potenziale der Tiefengeothermie erschlossen werden.

Historischer Abriss

Erdgasbohrung wird einer Fracmaßnahme unterzogen (“Goldenstedt Z23″) Quelle: WEG Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Erdgasbohrung wird einer Fracmaßnahme unterzogen (“Goldenstedt Z23″)
Quelle: WEG Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Erste experimentelle Versuche wurden 1947 durch die Firma Stanolind Oil im Hugoton-Erdgasfeld im Grant County, Kansas, durchgeführt. Diese führten allerdings noch nicht zu einer deutlichen Steigerung der Förderrate.

Im Jahre 1949 wurde das Verfahren schließlich patentiert und die Halliburton Oil Well Cementing Company (Howco) erhielt eine exklusive Lizenz. Noch im selben Jahr erfolgten die ersten kommerziellen Anwendungen, insgesamt 332 an der Zahl.1)Hydraulic Fracturing-History of an enduring technology

Aber nicht nur in den USA, wo es von nun an zur umfangreichen Anwendung mit bis zu 3000 Bohrlochstimulationen pro Monat kam. Auch in der Sowjetunion kam das Hydraulic Fracturing ab 1952 zum Einsatz. Hier zunächst jedoch vorrangig zur Komplettierung von Injektionsbohrungen, die dem Wasserfluten in Erdöllagerstätten dienten. Später wurde verstärkt in Erdöllagerstätten gefract. Als Stützmittel dienten fluviatile Sande.

Infolge des Auffindens hochproduktiver Lagerstätten in Westsibirien geriet Hydraulic Fracturing in der Sowjetunion jedoch aus dem Fokus.2)Hydraulic Fracturing in Russia: Current Experiences and Perspectives Auch in Mitteleuropa wurde die Technik, zunächst in Erdöllagerstätten, eingeführt. So fanden in Österreich ab 1957 hydraulische Fracmaßnahmen statt.3)http://oilshow.org/2003/paper/29.pdf Auch in Deutschland gab es in Erdöllagerstätten, wie z.B. in Lingen-Dalum, Fracmaßnahmen.4)Boigk, H.: Erdöl und Erdölgas in der Bundesrepublik Deutschland, Enke, Stuttgart 1981

Nach Angaben von ExxonMobil Central Europe wurde Hydraulic Fracturing in einer deutschen Erdgasbohrung erstmals 1961 angewendet.5)http://www.erdgassuche-in-deutschland.de/technik/hydraulic_fracturing/index.html Bis Ende der 70er Jahre wurden nur wenige Fracmaßnahmen in deutschen Erdgaslagerstätten durchgeführt.

Mit dem Einsatz von großvolumigen Fracmaßnahmen (High-Volume-Fracs) im Raum Südoldenburg 1977 sowie der Entdeckung der Erdgaslagerstätte “Söhlingen” im Förderdistrikt “Elbe-Weser” 1980 kam es zu einem kleinen Boom des Hydraulic Fracturing im Inland.6)http://www.erdgassuche-in-deutschland.de/technik/hydraulic_fracturing/index.html7)Erdgas – Erdöl: Entststehung, Suche, Förderung; Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e. V., 2008  Hydraulic Fracturing hatte sich als erfolgreiche Stimulationsmaßnahme von Erdöl- und Erdgaslagerstätten durchgesetzt!

Fracarbeiten auf der Oythe Z3. Quelle: Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Fracarbeiten auf der Oythe Z3. Quelle: Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Mit einer sich verschlechternden Reservensituation wurde ab den 1990er Jahren Hydraulic Fracturing auch in Russland wieder interessant, wobei es nicht nur als produktionssteigernde Maßnahme eingesetzt wurde, sondern auch zur Entwicklung von geringpermeablen Lagerstätten.8)Hydraulic Fracturing in Russia: Current Experiences and Perspectives

Selbstverständlich blieb im Laufe der Jahrzehnte das Verfahren nicht auf der Stelle stehen, sondern wurde fortwährend weiterentwickelt. Die frühen Fracjobs bestanden aus ca. 750 Gallonen Fluid sowie 400 Pfund Sand (jeweils US-amerikanisches Maßsystem), was im metrischen System ungefähr 2850 Liter Fluid bzw. 180 Kilogramm Sand entspräche. Heute werden bei Fracbehandlungen durchschnittlich ungefähr 60.000 Gallonen (~228.000 Liter) Flüssigkeit sowie 100.000 Pfund (~45 Tonnen) Stützmittel verwendet.9)Hydraulic Fracturing-History of an enduring technology

Weiterhin fand relativ frühzeitig eine Veränderung der Fracflüssigkeit statt. Wurde zunächst angedicktes Erdöl benutzt, wurde später angedicktes Kerosin verwendet. Ab 1953 stellte Wasser dann die Basis des Fluides dar, das mit Chemikalien, den sogenannten Additiven, zum Andicken, zur Reibungsminderung, zum Gelbrechen, zur Verhinderung von Tonquellung und für weitere Aufgaben versetzt wird.10)Hydraulic Fracturing-History of an enduring technology11)http://www.europaunkonventionelleserdgas.de/home/der-prozess/woraus-besteht-das-frac-wasser

Aber auch das Stützmittel blieb im Laufe der Jahrzehnte nicht das gleiche: Zunächst wurde gesiebter Sand aus Flüssen oder Bausand verwendet.12)Hydraulic Fracturing-History of an enduring technology13)Hydraulic Fracturing in Russia: Current Experiences and Perspectives Heutzutage werden keramische Stützmittel aus hochfestem Aluminiumoxid sowie Quarzsand verwendet. Siehe hierzu z.B. die Auflistungen unter.14)http://www.erdgassuche-in-deutschland.de/technik/hydraulic_fracturing/index.html15)http://www.europaunkonventionelleserdgas.de/home/der-prozess/woraus-besteht-das-frac-wasser16)Fracking in konventionellen Lagerstätten (RWE-Dea)

Mitte der 1990er Jahre wurde dann erstmals die Horizontalbohrtechnik mit einer mehrfachen Fracanwendung (Multi-Frac) in Deutschland in der Bohrung “Söhlingen Z10” erfolgreich kombiniert. Somit konnten aus den Tightgas-Bereichen der Lagerstätte “Söhlingen” wirtschaftliche Förderraten erzielt werden. Die “Söhlingen Z10” war seinerzeit die tiefste Horizontalbohrung mit mehrfacher Fracanwendung der Welt.17)Fracs von der Rolle erhöhen die Arbeitssicherheit, In: Die Industrie der Steine und Erden, Ausgabe 05/2003

Wie bereits eingangs erwähnt, wird auch zur Erschließung von Geothermiepotentialen Hydraulic Fracturing angewendet. Beispielhaft soll hier das Hot-Dry-Rock(HDR)-Projekt “Soultz” in Frankreich erwähnt werden. Hier wurde zwischen den Bohrungen GBK1 und GBK2 durch Hydraulic Fracturing ein 3 km² großes HDR-System geschaffen. Das größte zur damaligen Zeit (1996).18)Hot Dry Rock Projekt Soultz: Erste Phase der Erstellung einer wissenschaftlichen Pilotanlage – Abschlussbericht

Hydraulic Fracturing in Deutschland

Fracarbeiten Söhlingen Z15 Quelle: WEG Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Fracarbeiten Söhlingen Z15
Quelle: WEG Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Ab 1996 kam es zu einem tendenziellen Anstieg von Fracmaßnahmen in Erdgaslagerstätten in Deutschland, der 2008 mit einer Anzahl von knapp 30 Anwendungen kulminierte. Seitdem ist ein Rückgang auf Null im Jahre 2012 zu verzeichnen.19)Anzahl der Fracs in Deutschland Der Hintergrund dabei ist, dass seit 2011 keine Maßnahme mehr genehmigt wurde. Ursächlich zeichnet sich hierfür der Film “Gasland” (2010) aus, der die Schiefergasförderung in den USA, die ausnahmslos nur unter Anwendung von Hydraulic Fracturing möglich ist, thematisiert.

Auf diesen Film, der in vielerlei Hinsicht als unwahr entlarvt wurde, sprangen besorgte Bürger Deutschlands an, da ungefähr gleichzeitig die Suche nach unkonventionellen Erdgaslagerstätten bekannt wurde. Erschwerend kam hinzu, dass ein Vorkommnis an einer Lagerstättenwasserleitung im Bereich der Lagerstätte “Söhlingen” vom NDR fälschlicherweise dem Hydraulic Fracturing zugeschoben wurde.

Darauf soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden. Nur eine persönliche Anmerkung dazu: Seit Jahrzehnten wird Hydraulic Fracturing weltweit eingesetzt und das verschiedenen Quellen nach weit über 1 Millionen Mal allein in den USA. Schadensfälle, die unmittelbar daraus resultieren, sind selbst nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde EPA nicht bekannt, wie deren Chefin Lisa Jackson wiederholt noch im April 2012 bekannt gab:

In no case have we made a definitive determination that the fracking process has caused chemicals to enter groundwater. Lisa Jackson

und bereits ein Jahr zuvor gab sie bekannt:

I’m not aware of any proven case where the fracking process itself has affected water. (5/24/11).20)http://www.energyindepth.org/tag/lisa-jackson/ Lisa Jackson

Dennoch wird nach wie vor behauptet, dass es durch Hydraulic Fracturing zu Grund-/Trinkwasserkontaminationen (was gerne gleichgesetzt wird, aber nicht korrekt ist) gekommen sei.

In der deutschen Medienlandschaft, die Statistiken zur Folge zu großen Teilen dem parteipolitisch grünen Spektrum zuzuordnen ist, wird das Fracverfahren fast ausschließlich falsch und damit negativ dargestellt. Wie bereits weiter oben erwähnt, werden sogar Vorfälle dem Hydraulic Fracturing zugeschrieben, die mit dem Verfahren rein gar nichts gemein haben, wie z.B. die Undichtigkeiten an Lagerstättenwasserleitungen.

Die Folge ist, dass in Deutschland (aber auch anderswo) weite Teile über das Fracverfahren desinformiert worden sind und deshalb eine Ablehnung gegenüber diesem Standardverfahren entwickelt haben. Sachlich und fachlich ist diese Ablehnung jedoch nicht nachvollziehbar.

Schließlich sind bei über 300 Fracanwendungen in Niedersachsen21)http://www.haz.de/content/download/2359910/64255100/file/Liste%20Fracking-Ma%C3%9Fnahmen.pdf sowie mindestens 100 auf dem Gebiet der einstigen DDR22)Fracking Filmbesprechung Gasland keine umweltrelevanten Schäden bekannt. Selbst das schleswig-holsteinische Umweltministerium unter dem grünen Dr. Robert Habeck bestätigt, dass die zwischen 1955 und 1994 in ostholsteinischen Erdöllagerstätten durchgeführten Fracarbeiten zu keinerlei Umweltschäden geführt haben:23)Umweltminister Habeck stellt Vorgehen gegen umwelttoxisches Fracking vor

Ja, es gab mehrere Bohrungen mit dem Einsatz der Fracking-Methode. Diese Bohrungen fanden zwischen 1955 und 1994 überwiegend im Kreis Plön statt. Es gibt keine Hinweise, dass die Maßnahmen in dem betroffenen Gebiet zu schädlichen Umweltauswirkungen geführt haben.

Dennoch wird das Verfahren nicht nachvollziehbarerweise mit dem Phantasiebegriff “umwelttoxisch” belegt und ein Verbot angestrebt.

Fracarbeiten im Tight-Gas-Feld Leer. Quelle: Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Fracarbeiten im Tight-Gas-Feld Leer. Quelle: Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e.V.

Auch im Koalitionsvertrag24)DEUTSCHLANDS ZUKUNFT GESTALTEN – KOALITIONSVERTRAG ZWISCHEN CDU, CSU UND SPD der aktuellen Bundesregierung ist Hydraulic Fracturing, dort genauso zu “Fracking” verstümmelt wie auch in nahezu allen Medien, thematisiert und der Phantasiebegriff “umwelttoxisch” ist ebenfalls wiederzufinden. Trotz mehrfach bestätigten geringen Risikos, z.B. durch den Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler e.V.,25)Fracking nicht verteufeln!  der Staatlichen Geologischen Dienste (SGD)26)Stellungnahme zu den geowissenschaftlichen Aussagen des UBA – Gutachtens, der Studie NRW und der Risikostudie des ExxonMobil InfoDialogprozesses zum Thema Fracking sowie zuletzt durch Professor Mohammed Amro.27)(dpa) “Freiberger Professor gegen Fracking-Verbot” Doch diese Erfahrungen und Kenntnisse werden seitens der Politik ignoriert.

Diese stützt ihre ablehnende Haltung vielmehr auf die von den SGD aufgrund geowissenschaftlicher Unzulänglichkeiten heftig kritisierte Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes28)Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten , anstelle der für Rohstofffragen kompetenten Bundesbehörde, namentlich der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Diese hat nicht nur das Schiefergaspotenzial für Deutschland ermittelt, welches nur unter Einsatz des Hydraulic Fracturing möglich ist, sondern auch aufgrund der Erfahrungen in Deutschland das Fracverfahren als sicher eingestuft.29)Abschätzung des Erdgaspotenzials aus dichten Tongesteinen (Schiefergas) in Deutschland

Leider werden diese Erkenntnisse vom überwiegenden Teil der Medien ignoriert, was wiederum zur Folge hat, dass die breite Öffentlichkeit keine Kenntnis von den durchaus positiven Erfahrungen hat. Erschwerend kommt hinzu, dass ein nicht unwesentlicher Teil der Bevölkerung multinational agierenden Unternehmen äußerst kritisch gegenübersteht.

Die Zukunft wird zeigen, ob und wie ein seit Jahrzehnten bewährtes Verfahren in Deutschland weiterhin Anwendung finden wird.

Zusammensetzung von Fracfluiden

Da nach wie vor oftmals behauptet wird, dass die Unternehmen die Zusammensetzung der Fracfüssigkeiten geheimhalten (eine weitere unwahre Behauptung aus “Gasland”), hier einige Links zu Seiten, wo die Zusammensetzung(en) aufgelistet sind:

Quellenverzeichnis   [ + ]

1, 9, 10, 12. Hydraulic Fracturing-History of an enduring technology
2, 8, 13. Hydraulic Fracturing in Russia: Current Experiences and Perspectives
3. http://oilshow.org/2003/paper/29.pdf
4. Boigk, H.: Erdöl und Erdölgas in der Bundesrepublik Deutschland, Enke, Stuttgart 1981
5, 6, 14. http://www.erdgassuche-in-deutschland.de/technik/hydraulic_fracturing/index.html
7. Erdgas – Erdöl: Entststehung, Suche, Förderung; Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung e. V., 2008
11, 15. http://www.europaunkonventionelleserdgas.de/home/der-prozess/woraus-besteht-das-frac-wasser
16. Fracking in konventionellen Lagerstätten (RWE-Dea)
17. Fracs von der Rolle erhöhen die Arbeitssicherheit, In: Die Industrie der Steine und Erden, Ausgabe 05/2003
18. Hot Dry Rock Projekt Soultz: Erste Phase der Erstellung einer wissenschaftlichen Pilotanlage – Abschlussbericht
19. Anzahl der Fracs in Deutschland
20. http://www.energyindepth.org/tag/lisa-jackson/
21. http://www.haz.de/content/download/2359910/64255100/file/Liste%20Fracking-Ma%C3%9Fnahmen.pdf
22. Fracking Filmbesprechung Gasland
23. Umweltminister Habeck stellt Vorgehen gegen umwelttoxisches Fracking vor
24. DEUTSCHLANDS ZUKUNFT GESTALTEN – KOALITIONSVERTRAG ZWISCHEN CDU, CSU UND SPD
25. Fracking nicht verteufeln!
26. Stellungnahme zu den geowissenschaftlichen Aussagen des UBA – Gutachtens, der Studie NRW und der Risikostudie des ExxonMobil InfoDialogprozesses zum Thema Fracking
27. (dpa) “Freiberger Professor gegen Fracking-Verbot”
28. Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten
29. Abschätzung des Erdgaspotenzials aus dichten Tongesteinen (Schiefergas) in Deutschland