Dallas Reloaded

Energieversorgung in Deutschland

Als hochentwickelte Industrienation gehört Deutschland mit zu den größten Energieverbrauchern der Welt. Haupt­energieträger sind Erdöl (34 %), Erdgas (20 %), Steinkohle (Hartkohle) und Braunkohle (24 %) sowie Erneuerbare Energien (12 %, 2012) und Kernenergie mit noch (8 %, 2012). Die Kernenergie wird schon in wenigen Jahren durch den nun doch sehr schnellen vorgezogenen Ausstieg keine Rolle mehr spielen.

Aus Bild 1 wird deutlich, dass wir ganz überwiegend auf Importe der Energierohstoffe angewiesen sind. Nur bei der Braunkohle sind wir mit großen Reserven für viele Jahrzehnte Selbstversorger. Der traditionelle heimische Steinkohlebergbau läuft bereits in wenigen Jahren aus (unrentabel). Die Erneuerbaren Energien sollen und müssen in den kommenden Jahrzehnten im Energiemix eine gewichtigere Rolle spielen als heute. Dies sollte vor allem aus Grüden des Klimaschutzes und eines möglichst raschen Abbaus der Abhängigkeit vom Import von Erdöl/-gas erfolgen.

Der Schiefergas-Rausch in den USA

In den letzten 10 bis 15 Jahren hat in den USA eine kleine „Energierevolution“ stattgefunden. Die intensive Explorationstätigkeit in den ausgedehnten Landflächen hat die bisher hohe Import­abhängigkeit insbesondere von Erdgas radikal verändert. Die USA sind dank der Erschließung ihrer „nicht-konventionellen“ Schiefergas-Vorkommen, die bereits ca. 30 % ihrer gesamten Erdgasförderung ausmachen, importunabhängig geworden. Sie sind in wenigen Jahren zum größten Erdgasproduzenten neben Russland geworden. Damit sind auch die Weltmarktpreise für Erdgas kräftig „durcheinander geschüttelt“ worden.

Schiefergassuche in Deutschland

Die Euphorie über diese Erfolge bei der Förderung von Erdgas aus Schiefergestein hat auch in Deutschland verstärkte Aktivitäten geweckt, die eigenen Kohlenwasserstoff-Ressourcen nach neuen Gesichtspunkten zu erkunden und zu bewerten – insbesondere die bisher ungenutzten Schiefergas-Vorkommen.

Die Geologen sind nun gefordert, Möglichkeiten der Exploration und Erschließung heimischer Schiefergase einzuschätzen sowie die Risiken der Gewinnung aufzuzeigen.

Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover hat im Mai 2012 bereits eine erste Studie vorgestellt: „Abschätzen des Erdgaspotenzials aus dichten Tongesteinen (Schiefergas) in Deutschland.“ Bevor auf deren wichtigsten Aussagen eingegangen wird, sollen zum besseren Verständnis der Nomenklatur (Bild 3 + 4) ganz knapp die genetischen Zusammenhänge zwischen Erdöl/Erdgas und Kohle angerissen werden.

Genese der fossilen Energie-Rohstoffe

Erdöl und Erdgas entstehen in Tongesteinen mit einem relativ hohen Anteil organischer Substanz. Der Korndurchmesser der Mineralkomponenten Tonminerale und etwas Quarz ist < 0,02 mm. Die Biomasse entstammt ganz überwiegend dem Plankton, das sich in nährstoffreichen strömungsarmen Meeresregionen oder auch in großen Seen anreichert und zu einem geringen Teil mit dem Tonmaterial sedimentiert hat. Für die Anreicherung der Biomasse sind großräumig anaerobe reduzierende Bedingungen erforderlich (Sauerstoff-freies Milieu). Der Geologe spricht von Sapropel-Fazies, wie sie in der Erdgeschichte in fast allen Formationen vorkommt. Diese dunklen, mit etwa 2 bis 20 % organischen Kohlenstoff (Corg) angereicherten tonigen Gesteine werden als Erdöl-Muttergesteine bezeichnet.

Im frühen Stadium nach der Sedimentation wird die Biomasse biochemisch und mikrobakteriell zersetzt und mit einer Abgabe von Methan (CH4) verändert. Die Restmasse ist nun weitgehend unlöslich und bildet die Ausgangssubstanz für die Erdöl/Erdgas-Bildung – das Kerogen (Bild 2). Gelangen diese bituminösen Tongesteine durch Erdkrustenbewegungen (Subsidenz) in größere Tiefen, so werden sie höheren Drucken und vor allem höheren Temperaturen ausgesetzt. Unter diesen neuen Bedingungen werden nun aus dem Kerogen verschiedene Kohlenwasserstoffe abgespalten. In der Anfangsphase der thermischen Überprägung zwischen etwa 65°C und150°C und in 1 bis 3 km Tiefe bildet sich hauptsächlich die flüssige Phase, das Erdöl mit geringem Anteil Erdöl-Begleitgas (Erdölfenster, in dem sich die Erdölreifung vollzieht, Bild 2). Das Erdölgas wird leider in vielen großen Erdölregionen völlig ungenutzt und umweltschädlich abgefackelt.

Mit zunehmender Temperatur wird dann hauptsächlich Erdgas abgespalten und vorhandenes Erdöl in Erdgas umgewandelt bis zum Schluss aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe nur noch stabiles Methan gebildet wird. Für diese Umbildungsprozesse der Reifung sind neben der erforderlichen Tiefen-/Temperaturbedingungen die geologischen Zeiträume – Jahrmillionen – ein ganz wesentlicher Faktor, der in Laborversuchen nicht hinreichend berücksichtigt werden kann.

Die Kohlen sind fossile Rückstände von abgestorbenem Pflanzenmaterial, das sich hauptsächlich in tropisch-subtropischen Sumpfgebieten bildet (zumeist in ausgedehnten Delta-Regionen großer Flüsse, oder wie in den Everglades, Florida). Aus dem abgestorbenem Torfmaterial entstehen die verschieden reifen Kohlen durch die sogenannte Inkohlung. Die Prozesse der Erdölbildung aus der Biomasse im Tongestein und der Inkohlung können prinzipiell als ähnlich angesehen werden. Beim Inkohlungsprozess im Steinkohle-/Anthrazit-Stadium wird auch vermehrt Methan abgespalten. Dieses Methan aus tief versenkten Steinkohleflözen der Karbonzeit speist die großen Erdgasfelder im Norddeutschen Becken bis nach Holland. Ein Teil des Gases verbleibt in zahlreichen Flözen als Flözgas gefangen. (Siehe hierzu Abbildung 2, S.17, H.3 2013: Verfahren der Erdgasförderung).

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