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1 Fracturing in unkonventionellen Erdgaslagerstätten und in der tiefen Geothermie aus wasserwirtschaftlicher Sicht ein Vergleich Bernd Kirschbaum Umweltbundesamt

2 Inhalt 1. Fracking in unkonventionellen Erdgaslagerstätten Ergebnisse der aktuellen Studie im Auftrag des UBA 2. Fracking/Stimulation in der tiefen Geothermie Vergleich mit der Erdgasgewinnung 3. Schlussfolgerungen und Ausblick

3 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking

4 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking Was wurde untersucht?

5 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking Defizite - naturwiss./techn. Informationsdefizit zu den beim Fracking zugesetzten Additiven; Der Umgang mit dem Flowback ist ungeklärt. Die Umweltrisiken der Entsorgung des Flowbacks über Disposalbohrungen wurden bislang nicht ausreichend detailliert betrachtet. Insbesondere ist die Frage zu stellen, ob es theoretisch überhaupt genügend Kapazitäten in Disposalbohrungen in Deutschland gibt, wenn alle Schiefergas-Felder erschlossen werden; Es fehlen Vorgaben für das Grundwassermonitoring und die Umgebungsüberwachung; Fehlen von geologisch-hydrogeologischen Grundlagendaten zur Charakterisierung des tieferen Untergrundes und als Basis zum Aufbau von Modellen für ein grundlegendes Systemverständnis; Grafik: Al Granberg in Elements, Vol. 7, PP: , 2011

6 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking Defizite - Recht Zentrales Defizit des geltenden Rechts ist, dass Frackingvorhaben bisher ohne jede Öffentlichkeitsbeteiligung durchgeführt wurden; Wesentliches Defizit für die Durchführung berg- und wasserrechtlicher Zulassungsverfahren für Frackingvorhaben sind das Fehlen materieller Standards insbesondere für die wasserrechtlichen Anforderungen und das Nebeneinander unterschiedlicher strenger Anforderungsniveaus im Berg- und Wasserrecht

7 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking Empfehlungen - naturwiss./techn. Keine Erkundung und Gewinnung unkonventioneller Erdgasvorkommen (mittels Tiefenbohrungen und Fracking) in Gebieten mit ungünstigen geologisch-hydrogeologischen Verhältnissen; grundsätzlich keine übertägigen und untertägigen Aktivitäten zur Gasgewinnung aus unkonventionellen Lagerstätten (insbesondere Fracking) in Mineral- und Heilquellenschutzgebieten und Trinkwasserschutzgebieten (I bis III);

8 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking Empfehlungen - naturwiss./techn. vollständige Offenlegung aller eingesetzten Stoffe bezüglich Stoffidentität und Stoffmengen, die Bewertung der human- und ökotoxikologischen Gefährdungspotenziale, die Substitution von besorgniserregenden Stoffen und den Nachweis über Verhalten und Verbleib der Stoffe im standortspezifischen Untergrund durch Life-Cycle-Assessment der eingesetzten Additive; schrittweises Vorgehen; beispielhafte Erkundungen der verschiedenen Vorkommen von unkonventionellem Erdgas unter intensiver behördlicher und wissenschaftlicher Begleitung; schließen von Wissenslücken

9 1. Studie im Auftrag des UBA zu Fracking Empfehlungen - Verfahren/Recht Die UVP-Richtlinie muss ordnungsgemäß umgesetzt werden. Dazu sollte eine obligatorische UVP-Pflicht für Frackingvorhaben eingeführt werden, von der nur Bagatellfälle nicht erfasst werden; Öffentlichkeitsbeteiligung sollte für Frackingvorhaben um eine vorhabensbegleitende Öffentlichkeitsbeteiligung ergänzt werden. Dafür sollte die Möglichkeit geschaffen werden, Begleitgruppen nach dem Vorbild der Asse-II-Begleitgruppe einzurichten; Auf Gesetzesebene empfehlen die Gutachter eine Integration der bergrechtlichen Sicherheitsanforderungen in das Umweltrecht nach dem Vorbild der Integration der Industrieanlagenzulassung in das Umweltrecht in den 1970er Jahren zur Gewährleistung eines effektiven und effizienten Umweltschutzes

10 2. Vergleich Geothermie mit Erdgasgewinnung gelb: Gebiete mit (geplanten) Aktivitäten zur Aufsuchung unkonventioneller Erdgasvorkommen in Deutschland (BGR 2012) Quelle: e/wissenswelt/geothermie /einstieg-in-diegeothermie.html#c237

11 2. Vergleich Geothermie mit Erdgasgewinnung wozu wird gefrackt/stimuliert? Petrothermale Systeme: Schaffung von unterirdischen Wärmetauscherflächen ; Fracs sollen Verbindung zwischen Bohrungen herstellen Unkonventionelle Erdgaslagerstätten: Schaffung künstlicher Risse zur Stimulation des Gasflusses. Schema für eine Hot-Dry-Rock-Anlage Quelle:

12 2. Vergleich Geothermie mit Erdgasgewinnung in welcher Tiefe wird in Deutschland gefrackt/stimuliert? Tiefe Geothermie Petrothermale Systeme: ca m und tiefer Unkonventionelle Erdgaslagerstätten Tightgas: i.d.r unterhalb von m Schiefergas: z.t. schon in Tiefen ab ca. 500 m (Hangende Alaunschiefer im Rheinischen Schiefergebirge) aber auch deutlich tiefer Kohleflözgas: in Deutschland in sehr unterschiedlichen Tiefen Quelle: Jacoby M., Köhler s. & Stober I. (2007) entnommen BMU Tiefe Geothermie (2010)

13 2. Vergleich Geothermie mit Erdgasgewinnung welches Frackmedium wird bei unkonventionellen Erdgaslagerstätten eingesetzt? Experten Exxon Info-Dialog (4/2012): Fu r eine Bohrung im Schiefergas werden in der Regel zehn Fracks mit jeweils Kubikmeter Wasser eingesetzt, mit 32 Kubikmeter Stu tzmitteln und fu nf Tonnen Chemikalien. Das Wasser kommt aus der Trinkwasserversorgung oder aus eigenen Brunnen mit Trinkwasserqualität.

14 2. Vergleich Geothermie mit Erdgasgewinnung welches Frackmedium wird in der tiefen Geothermie eingesetzt? Tiefe Geothermie Wasser: mehrere m³ bis m³ Säuren (HCL, H 2 SO 4, Biozide Korrosionsinhibitoren Stabilisierungsgele Modell Rissausbreitung nach Stimulation Quelle: Legarth, GFZ Potsdam

15 2. Vergleich Geothermie mit Erdgasgewinnung Welche Mengen an Abwasser (Flowback) fallen an Tiefe Geothermie Tiefenwasser wird in geschlossenem Kreislauf geführt; bei Anlagenstillstand wird Rücklaufwasser zwischengespeichert und später wieder verpresst Erdgasgewinnung aus unkonventionelle Lagerstätten Flowback: Mischung aus Frack-Fluid und Formationswasser Mengen und Zusammensetzung variieren stark hohe Konzentrationen an Benzol (bis 13 mg/l), PAK (bis 10 mg/l) und auch sehr hohe Konzentrationen von Quecksilber, Chromat und Blei

16 3. Schlussfolgerungen und Ausblick Studie im Auftrag des UBA zu den Umweltauswirkungen durch Fracking bei der Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten Die Studie zeigt, dass der Einsatz von Fracking bei der Erdgasgewinnung im großtechnischen Maßstab derzeit nicht zu empfehlen ist, da zahlreiche wichtige Fragen noch nicht beantwortet werden können. Im Rahmen einzelner Pilotvorhaben sollte diesen Fragen u.a. zum Umgang und Verbleib des Flowback nachgegangen werden. Genereller Verzicht in besonders sensiblen Gebieten, wie zum Beispiel Trinkwasserschutzgebiete Änderung/Anpassung der UVP-Verordnung Bergbau zur Sicherstellung einer breite Behörden- und Bürgerbeteiligung

17 3. Schlussfolgerungen und Ausblick Fracking/Stimulation bei der tiefen Geothermie Die Ergebnisse der Studie sind nicht ohne weiteres auf Frackingmaßnahmen bei der Geothermie übertragbar; Herausforderung: Gleicher Bewertungsmaßstab für die unterschiedlichen Nutzungen des Untergrunds Fracking für Gasgewinnung Stimulation (Fracking) bei der tiefen Geothermie CCS

18 3. Schlussfolgerungen und Ausblick Mittelfristig - Langfristig Unterirdische Raumordnung verschiedene Nutzungen im Untergrund konkurrieren miteinander. Im Rahmen eines unterirdischen Raumordnungsrechts sind die verschiedenen Nutzungen gegeneinander abzuwägen. dem Schutz von Grundwasservorkommen, die zur Trinkwassergewinnung geeignet sind, ausdrücklich Vorrang einzuräumen. Novellierung des Bergrechts Berücksichtigung von Umweltbelangen

19 vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Foto: TU Clausthal, in GFZ: Shale Gas research for Europe

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