Mehr als ein Strohfeuer? Fracking in Deutschland und USA

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1 Mehr als ein Strohfeuer? Fracking in Deutschland und USA Münchner Forum Nachhaltigkeit, Orange Bar (Green City Energy AG), München 24. März 2015 Werner Zittel Ludwig-Bölkow-Stiftung/Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 1

2 Inhalt Was ist Fracking Der Beitrag des Fracking in den USA Die Hoffnungen in Europa Die Situation in Deutschland Zusammenfassung 2

3 Was ist Fracking? 3

4 Konventionelle und unkonventionelle Gaslagerstätten ludwig-bölkow Systemtechnik

5 Salz Tonziegel Die Fließfähigkeit des Gases im Gestein bestimmt, ob gefrackt wird Shale Gas Tight Gas Konventionelles Erdgas Unkonventionelles Erdgas 1 Nanodarcy 1 Mikrodarcy 1 Millidarcy 1 Darcy (0, Darcy) (0,000001Darcy) (0,001Darcy) (1Darcy) Permeabilität (Darcy = Maß für die Fließfähigkeit des Gases) 5

6 Hydraulic fracturing ludwig-bölkow Systemtechnik

7 Warum Chemikalien? Primäre Ziele sind: Das Öffnen von Klüften durch Wassereinpressung Das Verhindern des Schließens der Klüfte bei Entspannung Ein möglichst großer Oberflächenkontakt, um eine akzeptable Gasförderrate zu erzielen Das Wasser soll kaum Bakterien enthalten (Verklumpung) (Biozide) Stützmittel werden dem Wasser beigemischt (z.b. Quarzsand) Die Zähigkeit des Wassers wird erhöht, um die Stützmittel gleichmäßig zu verteilen ( Gelling Agents ) Die Reibung des Gels soll reduziert werden ( Friction Reducer ) Die Oberflächenspannung soll erhöht werden ( surfactants ) Korrosion des Bohrgestänges soll reduziert werden (Corrosion inhibitor) Das Gel soll bei Entspannung zusammenbrechen, um die Fließfähigkeit des Wassers zu erhöhen ( Breaker ) 7

8 Von welchen Mengen reden wir? 8

9 Der logistische Aufwand des Fracking im Schiefergas Straßen für Schwerlastverkehr Bohrplatzvorbereitungen, ca m² Einige Tausend m³ Wasserverbrauch je Bohrung Mehrere Tausend Meter Stahlrohre Einige Hundert m³ Sand je Bohrung Einige Tonnen Chemikalien je Bohrung Frischwasserversorgung und Speicherung Speicherung des zurückgespülten Lagerstättenwassers (Chemikalien) Entsorgung des Abwassers im Untergrund (Reinjektion) Sammelleitungen und Aufbereitung des Erdgases 9

10 Vorbereitung eines Bohrplatzes, Pennsylvania Vorbereitung für ein Fracking 10 Quelle: SGEIS Report, 30. September Quelle: DGIS 2010

11 Erdgasförderung mit Frac-Verfahren Bohrung Leer Z4, Gaz de France 2005 Niedersachsen LBEG

12 Bohrplätze und Abwasserteiche, Colorado 12 Quelle:

13 Statistiken aus dem Eagle Ford Shale, Texas Quelle: M. Montemayor 2012 Schwerlastverkehr je Fördersonde: 1184 Lkw-Fahrten zur Erschließung 353 Lkw-Fahrten pro Jahr während der Förderung 997 Lkw-Fahrten alle 5 Jahre zum Re-fracking Quelle: Eagle Ford Shale Task Force Report

14 Schäden durch Schwerlastverkehrs im Eagle Ford Shale, Texas Quelle: M. Montemayor

15 Pipeline-Verteillager im Interstate Highway 35 in La Salle, Texas 15 Quelle: M. Montemayor 2012

16 USA bei Nacht (Abfackeln von Erdgas) Bakken Eagle Ford Suomi NPP Satellite/NASA Earth Observatory 16

17 Weniger Bohrplätze, mit mehr Bohrungen ~1-6 km 17 Quelle: Tyndall 2010

18 Erdgasförderung in den USA 18

19 US Gas Shales 19 Quelle: US-EIA

20 Typische Förderprofile von US shale gas Förderbohrungen Mio. m³/jahr 20 Quelle: US Annual Energy Outlook 2012, US-EIA Juni 2012

21 Beispiel: Erschließung mit einer Bohrung pro Monat Monate

26 Gasförderung im Fayetteville Shale, Arkansas, USA Mio. m³/monat Gesamtförderung Förderung der zum Jahresbeginn aktiven Sonden Daten: State of Arkansas, Oil and Gas Commission, Februar

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29 Erdgasförderung aller US-Shale Formationen Bcf/day Rest of US 'shale' Eagle Ford (TX) Marcellus (PA & WV) Bakken (ND) Woodford (OK) Fayetteville (AR) Haynesville (LA & TX) Barnett (TX) Antrim (MI, IN, & OH) EIA (1/2015) Quelle: Individuelle Shales, US-EIA, Dezember 2014 Gesamtförderung, U.S. EIA Januar 2015

30 Erdgasförderung aller US-Shale Formationen Bcf/day 35 U.S. EIA Rest of US 'shale' Eagle Ford (TX) Marcellus (PA & WV) Bakken (ND) Woodford (OK) Fayetteville (AR) Haynesville (LA & TX) Barnett (TX) Antrim (MI, IN, & OH) EIA (1/2015)? PCI Quelle: Individuelle Shales, US-EIA, Dezember 2014 Gesamtförderung, U.S. EIA Januar 2015

31 Erdgasförderung USA (dry gas ohne NGL) Mrd. m³/a 700 Schiefergas Energy Policy Act Kohleflözgas 500 konventionelles Erdgas Verbrauch Quelle: U.S. EIA Januar 2015

32 Erdgasförderung USA (dry gas ohne NGL) Szenarien Mrd. m³/a Schiefergas Kohleflözgas konventionelles Erdgas Energy Policy Act : Peak with 928 Billion m³/yr WEO 2014 Wie sieht die Zukunft aus? EWG Quelle: U.S. EIA Januar 2015, IEA 2014, EWG

33 Was sind die Voraussetzungen für diese Aktivitäten in den USA? Es gibt keine konventionellen Felder mehr: Insbesondere konnten Firmen die Gasförderung nicht ausreichend durch neue Funde ersetzen Der Gaspreis stieg rasant an Die Umweltregularien wurden gelockert (2005: Execption from Safe Drinking Water Act) Technologische Fortschritte erleichterten zielgenaues Bohren horizontaler Bohrungen in dünner Gesteinsformation Die Börsenaufsicht erlaubte unkonventionelle Reserven zu verbuchen (2010) Early Starters (Chesapeake, XTO) kauften Bohrrechte und Land mit Krediten: Diese wurden mit großem Gewinn ungeprüft im Bündel an andere Firmen verkauft (ExxonMobil, BHP, asiatische Firmen) Finanzberater und Wallstreet Joungleure verdienen sehr gut an diesen Deals! => In den letzten 5 Jahren verdienten die Firmen kein Geld aus der Förderung; Förder- und Explorationsausgaben stiegen ebenso wie die Verschuldung der Firmen 33

34 Erdgasförderung in Europa und Deutschland 34

35 US-EIA: Karte der weltweiten Schiefergasvorkommen 35

36 Schiefergasvorkommen in Europa Von der US-EIA analysierte Basins: Mit Ressourcen-Abschätzung Ohne Ressourcen-Abschätzung Quelle: World Shale Gas Resources: An initial Assessment Of 14 Regions outside the United States, US-EIA, April

37 Erdgasreserven und -ressourcen in Europa? 1000 Mrd. m³ Ressourcen (CBM) Ressourcen (Shale Gas) konv Ressourcen konv Gasreserven Quelle: DENA/BGR 2012

38 Europäische Gasförderung Mrd. m³/a Norwegen Niederlande Dänemark Deutschland Großbritannien Rumänien Polen Italien Daten: BP

39 Und Deutschland? 39

40 Erdgasreserven in Deutschland (konventionelles Erdgas) Quelle: LBEG Jahresbericht 2013

41 Erdgasreserven in Deutschland (konventionelles Erdgas) (Hypothetische) Schiefergas- Ressourcen Quelle: LBEG Jahresbericht 2013

42 Fracking in Deutschland Anzahl gefrackter Bohrungen Bohrungen Refracs Fracs Anzahl Fracs, Refracs Quelle: LBEG, Analyse LBST

43 Erdgasförderung in Deutschland Mrd. m³/a Rotenburg-Taaken Söhlingen Total gas production Quelle: LBEG, Analyse LBST

44 Der Einfluss von Fracking im Gasfeld Söhlingen Die Anzahl der Fracs wurde mit dem Faktor 100 multipliziert Daten: LBEG; Analyse: W. Zittel 44

45 Schiefergasvorkommen in Deutschland Grundsätzlich geeignet Bergbau-Berechtigungen mit dem Ziel der Aufsuchung unkonventioneller Kohlenwasserstoffvorkommen (Stand ) Erlaubnisgebiet RWTH Aachen (zu wissenschaftlichen Zwecken) Quelle: BGR

46 Unkonventionelle Gasvorkommen in Norddeutschland Quelle: Risikostudie Fracking, Exxon Dialogprozess, Mai

47 Denkbare Entwicklung zur Schiefergasförderung in NRW (200 km²; 22 Bohrplätze mit je 14 Bohrungen) km km Quelle: Risikostudie Fracking, Exxon Dialogprozess

48 Szenario mit 120 Fördersonden innerhalb von 4 Jahren (EUR 7 Mrd. m³) Annahmen: IP: 4 Mio. m³ im ersten Monat Förderrückgang : 7%/Monat Gesamtförderung: 50 Mio. m³ je Sonde Bohraktivität: ~ m pro Jahr (~3000 m Tiefe) 48

49 Szenario mit 240 Fördersonden innerhalb von 8 Jahren (EUR 14 Mrd. m³) Annahmen: IP: 4 Mio. m³ im ersten Monat Förderrückgang : 7%/Monat Gesamtförderung: 50 Mio. m³ je Sonde Bohraktivität: ~ m pro Jahr (~3000 m Tiefe) 49

50 Deutschland: Ein Schiefergasszenario mit 240 Bohrungen in 8 Jahren Mrd. m³/a Schiefergas-Szenario Thüringen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Rheinland-Pfalz Nordsee Nordrhein-Westfalen Niedersachsen Mecklenburg-Vorpommern Hamburg Brandenburg Bayern Datenquelle: 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik LBEG 2013, LBST 2013 GmbH

51 Erdgasverbrauch(inkl. Exporte) und Förderung von Deutschland PJ Gasaufkommen 100 Mrd. m³ Gasförderung in Deutschland (mit 498 Fördersonden 2013) Datenquelle: 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik BAFA 2012, LBEG 2014, LBST GmbH 2014 Szenario mit 30 Sonden/Jahr über 8 Jahre mit insgesamt 14 Mrd. m³ Gasförderung Mrd. m³ 51

52 Entwurf Regelungspaket Fracking (Stand ) Kaum Änderungsbedarf bei konventionellem Fracking von Erdöl- und Erdgaslagerstätten [UVP-Pflicht erst bei Förderrate > m³/tag] Verbot von Fracking in Schiefer- und Kohleflözgasvorkommen <3000m zu kommerziellen Zwecken [Dieses Verbot kann durch Expertenkommission aufgehoben werden] Erlaubnis von Fracking tiefer 3000m Generelles Verbot von Fracking in sensiblen Gebieten [z.b. Wasserschutzgebiete, Heilquellenschutzgebiete] Keinerlei Aussage über Fracking in Ölvorkommen 52

53 Vergleich mit EU-Empfehlung Mindestgrundsätze 2014/70/EU fordert eine strategische Umweltverträglichkeitsprüfung für eine Anzahl von Bohrungen im gleichen Vorkommen 2014/70/EU fordert die Angabe von einzuhaltenden Mindestabständen zu Grundwasserleitern 2014/70/EU fordert die Angabe von einzuhaltenden Mindestabständen von Bohranlagen zu Wasserschutzgebieten, Einzelgebäuden, Siedlungsgebieten 2014/70/EU bezieht sich auf alle Kohlenwasserstoffbohrungen (Gas und Öl), sofern je Frac mindestens 1000 m³ Wasser bzw. je Bohrung mindestens m³ Wasser in den Untergrund injiziert werden 53

54 Zusammenfassung Die konventionelle Erdgasförderung in USA und Europa geht längst zurück Die Schiefergasförderung hat in den USA zu einem Förderanstieg geführt allerdings ging die konventionelle Förderung um 30% zurück Die Schiefergasförderung in den USA hat in den vergangenen 5 Jahren die Firmen mehr gekostet als durch den Gasverkauf eingenommen wurde Thesen: (1) Die US-Gasförderung wird bald zurückgehen (2) In EU/D wird der Beitrag von Schiefergas gering bleiben (3) In Deutschland wird eine gesetzliche Regelung vorbereitet; diese wird Fracking nicht verbieten, sondern unter bestimmten Auflagen zulassen 54

55 Vielen Dank! 55