Umweltaspekte von unkonventionellem Erdgas: Klimabilanz von Schiefergas im Vergleich

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Bella Neumann
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1 Umweltaspekte von unkonventionellem Erdgas: Klimabilanz von Schiefergas im Vergleich Uwe R. Fritsche Wissenschaftlicher Leiter, IINAS GmbH Internationales Institut für Nachhaltigkeitsanalysen und -strategien Vortrag im Rahmen der Reihe Wissenschaftstag - Energie für die Zukunft am in der Centralstation, Darmstadt

Fritsche Wissenschaftlicher Leiter, IINAS GmbH Internationales Institut für

2 Projektkontext Energie- und Klimabilanz von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten im Vergleich zu anderen Energiequellen; Gutachten für Unabhängigen Expertenkreis des InfoDialog Fracking (2012) IPCC Expert Group on GHG emissions from unconventional oil & gas ( ) Comparison of international studies on GHG emissions of shale gas, für ExxonMobil Deutschland (Dez. 2013) Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten Teil 2 UBA Vorhaben FKZ AP 4 (Aufbereitung Forschungsstand Energie- und Klimabilanzen) AP 5 (Scoping - Untersuchung der Klimabilanz in Deutschland) (Publikation im Februar 2014)

3 Fragestellung Wie schneidet Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten (Schiefergas) im Vergleich zu anderen fossilen Energieträgern zur Stromerzeugung ab? Vergleichsgrößen: Strom aus konventionellem Erdgas (Mix DE), Erdöl (Mix DE und Ölsände), Importkohle, Strommix Bilanzen für nichterneuerbare Primärenergie (KEV) und Klima (CO 2 Äq.) Zeitbezug 2010 und 2020, Ausblick auf 2030 (mit Kosten)

Vergleichsgrößen: Strom aus konventionellem Erdgas (Mix DE), Erdöl (Mix DE und Ölsände),

4 Erd- und Schiefergas-Lagerstätten Erdgasfördergebiete in Deutschland Lagerstätten für unkonventionelles Erdgas

5 Fracking: Grundprinzip

6 Versagenspfade beim Fracking Quelle: RiskCom (2013), laufendes UBA-Vorhaben

7 CH 4 -Emissionspfade Fracking X postproduction = relevant bei Störungszonen (Klüfte) zusätzlich: THG aus Exploration /Erschließung (Bohrungen), Hilfsinputs und Herstellungsaufwand (Stahl, Zement...)

8 Methodik der Analyse Daten zu typischen Fracking-Fördersituationen, mit Bandbreite für Explorations-, Betriebs- und Entsorgungsphase (Bohrtiefe, CH 4 -Emissionen) Settings in 2010/2020 für Norddeutschland: low: 1000 m Teufe, kein CH 4 aus post-production med: 3000 m Teufe, kein CH 4 aus post-production high: 5000 m Teufe, kein CH 4 aus post-production high2: zusätzlich 5% CH 4 aus post-production Analyse der Energie- und Umwelteffekte dieser Prozesse (inkl. Aufbereitung + Gastransport) mit Computermodell GEMIS 4.8

post-production med: 3000 m Teufe, kein CH 4 aus post-production high: 5000 m Teufe, kein CH 4 aus post-production high2:

9 Kenndaten der Fracking-settings Kenndaten low med high Einheit Produktion je Bohrloch (EUR) Mio. m 3 Lebensdauer (Produktionszeitraum) Jahre Anzahl Bohrungen Exploration mittlere vertikale Teufe Bohrung (TVD) m horizontale Länge Bohrungen m Anzahl horizontale Bohrungen je Bohrloch CH 4 -Verluste generell 0,9 0,9 0,9 kg/tj Gas CH 4 -Verluste fracking-spezifisch 9,3 18,6 46,5 kg/tj Gas Direkte CH 4 -Verluste gesamt 10,2 19,5 47,4 kg/tj Gas CH 4 -Verluste bezogen auf gefördertes Gas 0,05% 0,10% 0,25% Quelle: eigene Analysen von IINAS; EUR = Estimated Ultimate Recovery; TVD = Total Vertical Depth

$000 m Anzahl horizontale Bohrungen je Bohrloch 2 4 8 - CH 4 -Verluste generell 0,9 0,9 0,9 kg/tj Gas CH 4 -Verluste fracking-spezifisch 9,3 18,6 46,5 kg/tj Gas Direkte$

10 Lebensweg Energie (Beispiel) Ressource, z.b. Erdgas Extraktion Pipeline Konversion Pipeline Verbrennung Stromnetz Energiefluss Stofffluss Transport Produkt z.b. Strom

11 GEMIS als Werkzeug GEMIS 4.8 ist kostenlos erhältlich unter

12 Klimabilanzen 2010/2020: Gas Daten bezogen auf bereitgestelltes Erdgas frei Verbraucher (ohne Gasverbrennung) Quelle: eigene Modellierung von IINAS mit GEMIS 4.81; hi2 = inkl. CH4 aus post-production

Gasverbrennung) Quelle: eigene Modellierung von

13 Klimabilanzen 2010/2020: Strom Daten bezogen auf bereitgestellten Strom frei Verbraucher (mit Gasverbrennung) Quelle: eigene Modellierung von IINAS mit GEMIS 4.81; hi2 = inkl. CH4 aus post-production

14 Klimabilanzen 2010: Sensitivitäten Daten bezogen auf bereitgestellten Strom frei Verbraucher (mit Gasverbrennung) Quelle: eigene Modellierung von IINAS mit GEMIS 4.81; hi2 = inkl. CH4 aus post-production; hi3 = inkl. CH 4 aus flowback

Gasverbrennung) Quelle: eigene Modellierung von IINAS mit

15 Klimabilanzen international (Strom) Quelle: IINAS (2013) und eigene Berechnungen

16 Blick in das Jahr 2030 Schiefergas im Vergleich zu erneuerbarem Gas (aus Biomasse und Windstrom), Erdgas, Importkohle sowie künftiger Stromerzeugung THG-Vergleich je kwh el Gesamte Lebenswege inkl. Herstellungsaufwand Bei Biomasse ohne Landnutzungsänderungen Kostenvergleich für 2030 (ohne/mit CO 2 -Kosten)

THG-Vergleich je kwh el Gesamte Lebenswege inkl.

17 Vergleich Zeithorizont 2030 Quelle: ÖKO/IINAS (2012) und eigene Berechnungen; Gülle/Mais = 25/75%, ohne LUC-Effekte

18 Kostenaspekte (Zeithorizont 2030) Quelle: ÖKO/IINAS (2012) und eigene Berechnungen; 8% Kapitalzins; biogene Gase als Biomethan inkl. Aufbereitung

19 Klimabilanzen: Ausblick vereinfachten Vergleiche: In hypothetischem Ausbau-Szenario würden low -Standorte zuerst genutzt (ökonomisch attraktiver), aber med/high müssten zunehmend Beiträge bringen und könnten kumulierte Emissionen dominieren Schiefergas-Ausbau und US-Kohle-Exporte in EU: globale Verdrängungseffekte wichtig für effektive Klimawirkung von Schiefergas Konkurrenz um Investitionsmittel: IEA projiziert 7 Billionen US$ bis 2035 für Schiefergas, stehen dann nicht für EE-Ausbau und Energieeffizienz zur Verfügung Umfassende Analyse für DE/EU zur Ergänzung nötig

US-Kohle-Exporte in EU: globale Verdrängungseffekte wichtig für effektive Klimawirkung von Schiefergas Konkurrenz um Investitionsmittel: IEA

20 Mehr Informationen... Bezug: Bezug:

$http://dialog-erdgasundfrac.$

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