Energie-Georessourcen

Transkript

1 Energie-Georessourcen Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran aus der Perspektive eines Geologen Thilo Bechstädt Universität Heidelberg

2 Gliederung Einführung Kohle Erdöl, Erdgas Teervorkommen und Ölschiefer Uran Reserven, Preise

3 nicht erst seit Agricola (XVI. Jhdt.): Chuquicamata Chile Ohne Rohstoffe keine industrielle Entwicklung

4 Zeigen Rohstoffpreise derzeitige Knappheit an? Rohstoffpreise

5 Energie-Georessourcen: bekannte Reserven Gesamte Kohlereserven: (inkl. Anthrazit, Lignit) sind deutl. höher!) Nach neueren Zahlen deutl. höher!

6 Reserven an Erdöl Gesamtmenge an Erdöl l im Untergrund: Original oil in place Gewinnungsfaktor (RF, recovery factor) bezeichnet den ökonomisch gewinnbaren Anteil. Mit zunehmendem Preis steigt z.b. RF, weil sekundäre/tertiäre Fördermaßnahmen ökonomisch sinnvoll werden. Hieraus ergeben sich die konventionellen Erdölreserven lreserven. Unkonventionelle Erdölreserven lreserven: die KW, die unter den gegebenen ökonomischen Rahmenbedingungen nicht förderbar sind. Allerdings wird der Begriff heute auch für Teersande (Alberta) bzw. Extra-Schweröle (Venezuela) angewandt, die bei den derzeitigen Ölpreisen wirtschaftlich gefördert werden könn(t)en.

7 Georessourcen in Sedimentbecken Fast alle derzeit genutzten Energie-Georessourcen (Kohle, Kohlenwasserstoffe, teilweise Uran) liegen in Sedimentbecken Sedimentbecken sind Bereiche der Erde, die sich über lange Zeiträume (meist hunderte von Millionen Jahren) absenken und in denen klastische oder chemische Sedimente abgelagert werden Ursache dieser langdauernden Absenkungen sind plattentektonische Prozesse, z.b. die Öffnung eines Ozeans wie die des Atlantiks

8 Steuerungsfaktoren der Sedimentation in einem Sedimentbecken Shanley & McCabe (1994)

9 Aufbau der Erde, Plattentektonik Dicke Erdkruste wie Schale eines Apfels!

10 Dynamik der Erde QuickTime and a Video decompressor are needed to see this picture. Relative Plattenbe- wegungen im Raum des Atlantiks während der letzten 360 Millionen Jahre

12 Kohle Bei der Inkohlung auch Bildung von Kohlegas (Methan) Torf Braunkohle Steinkohle Anthrazit Torf Bildung Lignit in geologisch besonders stark absinkenden Bereichen (mm/cm pro Jahr!), z.b. im Vorland von Gebirgen Kohle nach Press & Siever, 1995

13 Bindung von Kohlevorkommen an den geologischen Bau Variszisches Gebirge Nordspaniens

14 Hauptkosten: Entfernung des Abraumes. Je tiefer die Kohle liegt, umso teurer. Andererseits entsteht hochwertige Kohle erst unter höherer h herer Temperatur bei der tieferen Versenkung. Erfolgte anschließend end Anhebung und teilweiser Abtrag, dann ist die Lagerstätte tte ökonomisch besonders wertvoll.

16 Organischer Kohlenstoff: Kohlenwasserstoffe

17 Bedingungen für f r Erdöl-Entstehung Entstehung und -Speicherung Bildung von von Sediment reich an an organischem Material Organisches Material unter anoxischen Umweltbedingungen abgelagert Organisches Material wird wird von von Sediment bedeckt Organisches Material wird wird aufgeheizt (Erdölfenster) Erdöl, das das leichter als als Wasser ist, ist, wandert (migriert) aus aus dem dem Erdölmuttergestein in in das das poröse Speichergestein Erdöl wird wird in in einer Erdölfalle gefangen, die die nach oben und und seitlich abgedichtet ist ist

18 Anoxische Umweltbedingungen am Beispiel eines abgeschlossenen Beckens: die Mowry See im Alb (Kreide) Heutiges Beispiel: Schwarzes Meer

19 Anreicherung organ.. Substanz Der Schlick des Wattenmeers: kein Erdölmuttergestein, Sauerstoff hat Zutritt

20 Bildungsbedingungen von KW und Kohle Macerale

21 Erdöl muß aus dem Erdölmuttergestein in das poröse Speichergestein migrieren können und in einer Erdölfalle (Abdichtung durch z.b. Tongestein oder Salz) gefangen werden

22 Beispiel für r Erdölfalle: Antiklinale

23 Speichergesteine: KW in Gesteinsporen

24 Erdölspeicher: Gesteinsporen

25 Öl Erdöl l wandert in das zuvor wassererfüllte Reservoir Wassersaum ÖL

26 Primär-,, Sekundär- und Tertiärförderungrförderungrderung

27 Erdgas, ein lange ungeliebtes Kind...

28 Entwicklung der Bohrtechnik

29 Entwicklung der Bohrtechnik

30 Seismik, die wichtigste Explorationsmethode

32 Unkonventionelle KW-Vorkommen Schweröle: mit Bohrungen förderbar; mehr Schwermetalle und Schwefel als normales Erdöl. Beispiel: Orinoco-Schwerölgürtel, Venezuela, 1,2 amerikan. Trillionen (10 12 ) bbl Mindest-Reserven. Teersande: Tagebau oder Dampfinjektion (Verflüssigung). Allein in Alberta 1,7 amerikan. Trillionen (10 12 ) bbl Mindest-Reserven. Ölschiefer: lschiefer: nicht migriertes Erdöl in Tonabfolgen; aufwändige, teure Aufbereitungsverfahren. Reserven wohl weit über jenen konventionellen Erdöls.

33 konventionelle Ölfelder Orinoco Schwerölgürtel rtel (Ost-Venezuela) Schwerölg lgürtel

34 Alberta/Kanada, ein zweites Saudiarabien: Teer in Sandsteinen (und Karbonaten) Gesamtkosten der Produktion 2005: US$/bbl Konventionelle Vorkommen am Festland: 1-6 US $/bbl! Positiv: kein politisches Risiko, sehr geringe Explorationskosten. Gegensatz zu islamischem Öl ( Ölwaffe ). Umweltschädigung!

35 Ölschiefer als wichtige, neue Energiequelle Straße zum Größenvergleich Green River Shale, Wyoming

37 Typen von Uranlagerstätten tten

38 Uranlagerstätten tten in Sandsteinen

40 Kohle

41 Gesicherte Kohle-Reserven Ende 2005 Tausend Millionen = eine amerikan. Billion = eine Milliarde

42 Kohlepreise

43 Erdöl

44 Erdölreserven Ende 2005

45 Erdölreserven

46 Rohölpreise seit 1861 grüne Kurve = inflationsbereinigt Iran-Irak-Krieg Golf-Krieg I

47 Entwicklung der Rohölpreise ( ) 2006)

48 Welterdölproduktion lproduktion Ohne Produktion aus Bitumen und Ölschiefern! Quelle: US Geolog. Survey, ,003 = in europ. Schreibweise!

49 Unterschiedl. Schätzungen (90er Jahre) konventioneller Ölreserven (in in tausend Millionen Barrel) Ölindustrie Grossling (USGS) UdSSR Geol. Ministerium Lateinamerika Afrika Süd- und Südost-Asien SUMME

50 Gesicherte, gewinnbare und unkonventionelle Erdölreserven (Zahlen Ende der 90er Jahre) Values in thousand million barrels

51 Neue Funde im Tiefwasser Das im Golf von Mexiko neu gefundene Erdölfeld Jack könnte die US Reserven (29 amerikan Billion bbls) um etwa 50% erhöhen. Jack könnte zwischen 3 und 15 Milliarden bbls KW enthalten. Weitere Felder in Umgebung gefunden. Die USA konsumieren etwa 5,7 Milliarden bbls Erdöl pro Ölfeld Jack Jahr. Saudi Arabien besitzt Reserven von mehr als 250 Milliarden bbls m Wassertiefe, 6400 m Gestein

52 Erdgas

53 Erdgasreserven Ende 2005

54 Erdgasreserven

55 GASPREISE

56 Nukleare Energie

57 Produktion nuklearer Energie seit 1973

58 Uranreserven und Preis I World Nuclear Association: derzeitige Reserven von relativ kostengünstigem Uran: 3,5 Mill. t Damit etwa 50 Jahre Laufzeit der Reaktoren bei heutiger Produktionsmenge gesichert: 441 Kernkraftwerke liefern 16% des Weltbedarfes an Strom (2003: 2525 Mrd kwh) Aber: Verdoppelung der Stromproduktion in den letzten 25 Jahren; höhere Steigerungsrate wird für die Zukunft erwartet 11 Länder errichten derzeit neue Kernkraftwerke (z.b. China, Russland, Japan, Korea).? Pläne in China. In Diskussion: 1000 Kraftwerken in den nächsten Jahren...

59 Uranreserven und Preis II Erhöhung der Prospektionsintensität sollte heutige Reserven etwa verdoppeln; etwa zehnmal höhere Uranreserven bei Verdoppelung des Preises zu erwarten Intensivere Uran-Exploration beginnt wegen der jüngsten Preiserhöhungen gerade. Nach einem Fund dauert es aber 4-6 Jahre, bis eine Mine in Produktion geht Experten erwarten deshalb für die Zukunft wesentlich höhere Uranpreise Problem der Endlagerung aber weiter brennend Fusionsreaktoren wohl erst in Jahren serienreif

60 URAN- PREISE

61 Fazit Nach Jahren billiger Rohstoffe ist nunmehr mit großer Wahrscheinlichkeit mit deutlich steigenden Energie- und Rohstoffpreisen zu rechnen Dies trifft besonders für f r Kohlenwasserstoffe zu, wenngleich die Vorräte wohl viel größ ößer sind als von der Industrie angegeben Kohle und Uran werden an Bedeutung gewinnen, aber auch deren Preise werden deutlich steigen Wir werden noch einige Zeit mit den Problemen der Klimaerwärmung rmung und der Endlagerung radioaktiven Materials befaßt t sein Neue Techniken notwendig, aber Versorgungssicherheit mit Energie-Georessourcen viel besser als meist angenommen

62 Fazit Nach Jahren billiger Rohstoffe ist nunmehr mit großer Wahrscheinlichkeit mit deutlich steigenden Energie- und Rohstoffpreisen zu rechnen Dies trifft besonders für f Kohlenwasserstoffe zu, wenngleich die Vorräte wohl viel größ ößer sind als von der Industrie angegeben Kohle und Uran werden an Bedeutung gewinnen, aber auch deren Preise werden deutlich steigen Wir werden noch einige Zeit mit den Problemen der Klimaerwärmung rmung und der Endlagerung radioaktiven Materials befaßt t sein Neue Techniken notwendig, aber Versorgungssicherheit mit Energie-Georessourcen viel besser als meist angenommen

63 Fazit Nach Jahren billiger Rohstoffe ist nunmehr mit großer Wahrscheinlichkeit mit deutlich steigenden Energie- und Rohstoffpreisen zu rechnen Dies trifft besonders für f r Kohlenwasserstoffe zu, wenngleich die Vorräte wohl viel größ ößer sind als von der Industrie angegeben Kohle und Uran werden an Bedeutung gewinnen, aber auch deren Preise werden deutlich steigen Wir werden noch einige Zeit mit den Problemen der Klimaerwärmung rmung und der Endlagerung radioaktiven Materials befaßt t sein Neue Techniken notwendig, aber Versorgungssicherheit mit Energie-Georessourcen viel besser als meist angenommen

66 Vielen Dank für r Ihre Aufmerksamkeit