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Hydraulic Fracturing
Eine Gefahr für das Grundwasser?
Veranstaltung: IngenieurhydrologieDozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch19.09.2012
Lena Kunigk
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Gliederung• Was bedeutet Hydraulic Fracturing?• Wo ist Erdgas gespeichert?• Wie funktioniert Hydraulic Fracturing?• Risiken für Mensch und Umwelt• kontaminiertes Grund- und Trinkwasser
in Deutschland• Fazit • Quellen
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Was bedeutet Hydraulic Fracturing?
• Hydraulic Fracturing wird auch Fracking genannt
• Verfahren der Bohrtechnik• Erzeugung von Rissen im Untergrund,
durch hydraulischen Druck und Chemikalien, um Gas zu fördern
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Wo ist Erdgas gespeichert?
Erdgas aus konventionellen Lagerstätten:
• Erdgas kommt im Gestein in freier Gasphase vor
• Gewinnung mit klassischen Fördermethoden
• Erdgas strömt frei einer Förderbohrung zu
Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten:
• Erdgas kommt im Gestein nicht in freier Gasphase vor
• Speichergestein ist nicht ausreichend durchlässig
• Kohleflözgas, Schiefergestein und Schieferton, dichte Sand- oder Kalksteinhorizonten
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Wie funktioniert Fracking?
• Gas ist im Schiefergestein gebunden• Lagerstätten in einer Tiefe von 1000 m und
tiefer• Untergrund muss aufgebrochen werden um
Gas zu lösen• mittels Horizontalbohrtechnik werden
mehrere Bohrungen von einem Sondenplatz durchgeführt
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Von jedem Sondenplatz aus können mehrere Bohrungen mit unterschiedlicher horizontaler Ablenkung niedergebracht werden um die gasführende Lagerstätte bestmöglich zu erschließen (BNK Petroleum Inc., 2011)
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Wie funktioniert Fracking?
• das einzementierte Steigrohr wird im Bereich der Lagerstätte mit Löchern perforiert
• durch diese Löcher wird unter hohem Druck ein Gemisch aus Wasser, Quarzsand und chemischen Additiven in das Gestein gepresst
• durch den hohen hydraulischen Druck werden Risse im Gestein erzeugt
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Schematische Darstellung einer horizontal abgelenkten Bohrung in einen Schiefergashorizont (US EPA Hydraulic Fracturing Research Study, 2010)
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Wie funktioniert Fracking?
• eingepresstes Frack-Fluid wird zurückgepumpt• Quarzsand hält als Stützmittel die künstlich
erzeugten Risse offen• ein Teil des Frack-Fluids verbleibt in der
Lagerstätte• Gas und Lagerstättenwasser strömen dem
Bohrloch zu und können gefördert werden
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Risiken für Mensch und Umwelt
• Lärm-und Luftemissionen• hoher Flächenverbrauch• hoher Wasserverbrauch → pro Bohrung werden 7500-15000 m³ Wasser benötigt
→ zum Vergleich: ein Hallenschwimmbecken [25m/10m/4m] fasst 1000 m³
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Risiken für Mensch und Umwelt
• Chemikalienkonzentration des Fracking-Fluids liegt bei 0,5-2 Volumenprozent
• z.B.: die US-EPA [United States Environmental Protection Agency]
nennt einen Bedarf an chemischen Additiven von 55-230t bei einem Wasserbedarf von 11500 m³ pro Bohrung
• viele dieser Chemikalien gelten als wassergefährdend und/oder als toxisch für die menschliche Gesundheit
13Einsatzzwecke der in Frack-Fluiden eingesetzten Additive(nach UBA 2011a, Tyndall Centre 2011, NYSDEC 2011, US DOE 2009).
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Risiken für Mensch und Umwelt
potentielle Kontaminationspfade:• undichte Rohrleitungen• Lagerung von Chemikalien und
Lagerstättenwasser• Verbindung verschiedener Grundwasserleiter
mit üblicherweise unterschiedlichem Chemismus
• Entsorgung von Frack-und Lagerstättenwasser
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Schematische Darstellung der potentiellen Risiken für das Grundwasser (gelb) (UBA, 2011)
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kontaminiertes Grund-und Trinkwasser in Deutschland
• 2007: im Erdgasfeld Söhlingen (Niedersachsen) von Exxon Mobil trat durch undichte Rohrleitungen Benzol und Quecksilber aus
→ an 9 Stellen kam es zu Kontaminierungen, deren Beseitigung bis 2011 andauerte → Verbot von Rohrleitungen aus dem Werkstoff PE 80 Polyethylen
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kontaminiertes Grund-und Trinkwasser in Deutschland
• August 2011: durch ein undichtes Ventil gelingt Lagerstättenwasser bei der Bohrstelle Völkersen Z1 von RWE Dea ins Erdreich
→ Untersuchungen ergaben Quecksilber- und Benzolwerte von über 3000 µg/l → mehr als 60000 Liter Wasser pro Tag mussten zur Reinigung abtransportiert werden → bis der zulässige Grenzwert von 5 µg/l erreicht ist, kann es zwischen 18 und 24 Monaten dauern
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kontaminiertes Grund-und Trinkwasser in Deutschland
• Oktober 2011: Kontaminierungen durch undichte Lagerstättenwasserleitungen von Exxon Mobil bei Hengstlage (Niedersachsen)
→ Kontaminierung des Bodens mit Schwermetallen und teils krebserregenden Kohlenwasserstoffen
• bis heute gibt es in Deutschland keine Informationspflicht der Betroffenen
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Fazit
• Hydraulic Fracturing birgt Risiken für Mensch und Umwelt
• Fracking ist eine Gefahr für das Grund-und Trinkwasser
→ Einführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung notwendig → Verbot von Fracking in Trinkwasser- und Heilquellenschutzgebieten erforderlich
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Quellen• http://www.geo.de/GEO/natur/oekologie/71943.html• http://www.erdgassuche-in-deutschland.de/hydraulic_fracturing/index.html• http://www.bmu.de/binnengewaesser/grundwasser/doc/47484.php• http://www.umweltbundesamt.de/suchergebnisse.htm?
cx=005614723337003609205%3Ag1l3iw4aado&cof=FORID%3A11&ie=ISO-8859-1&q=Fracking&sa=%3E%3E&siteurl=http%3A%2F%2Fwww.umweltbundesamt.de%2F
• http://www.umweltbundesamt.de/wasser-und-gewaesserschutz/publikationen/stellungnahme_fracking.pdf
• http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/4346.pdf• http://www.gegen-gasbohren.de/vorfaelle-risiken-und-diskurs/kontaminiertes-
grund-undoder-trinkwasser/• http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/2012/pd12-
028_fracking_nur_mit_strengen_auflagen_zulassen_neues_gutachten_keine_erdgasbohrungen_in_trinkwasserschutzgebieten.htm
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Quellen• Vorfälle in den USA:http://www.unkonventionelle-gasfoerderung.de/2011/11/14/usa-fracking-chemikalien-und-thermogenes-methan-erneut-im-grundwasser-und-trinkwasser-nachgewiesen/http://www.unkonventionelle-gasfoerderung.de/2011/05/21/usa-11-millionen-dollar-strafe-fuer-chesapeake-energy/http://www.unkonventionelle-gasfoerderung.de/was-ist-unkonventionelle-gasforderung/schaeden-und-unfaelle-bei-der-unkonventionellen-gasfoerderung/
• Dokumentationen:http://www.zdf.de/ZDFmediathek/beitrag/video/1487400/ZDFzoom-Gefaehrliche-Gier#/beitrag/video/1487400/ZDFzoom-Gefaehrliche-Gierhttp://www.gegen-gasbohren.de/vorfaelle-risiken-und-diskurs/kontaminiertes-grund-undoder-trinkwasser/
• Hintergrundbild: www.unnaturalgas.org/image_gallery.htm