Erdgas ist wertvoller Energierohstoff, allerdings sind die Vorräte begrenzt. Genauer gesagt, die Speichergesteine halten stets noch erhebliche Mengen zurück, die der Förderung entgehen. Aber es gibt Möglichkeiten, dem Untergrund auch noch die letzten Gas-Reste zu entreißen.
Hydraulic Fracturing, kürzer als „Fracking“ bezeichnet, ist eine solche Methode, die schon lange in aller Munde ist, auch bei Umweltschützern und Bürgerinitiativen. Dies zeigt schon, dass es sich um ein recht heiß umstrittenes Thema handelt. Die Befürworter hoffen dabei unter anderem auf eine Unabhängigkeit Deutschlands von russischen Gasimporten, die Gegner haben vor allem den Umweltschutz und die Gesundheit der Menschen im Blick. Ist das alles nur Hysterie oder verbergen sich tatsächlich Gefahren hinter dem Fracking?
Wie wird Erdgas eigentlich aus dem Untergrund gefördert?
Das Erdgas steigt angetrieben vom Druckgefälle langsam in einem diffusiven Prozess aus sehr großen Tiefen in höhere Schichten auf. Trifft es dabei auf eine Sedimentlage mit ausreichendem Porenraum, die nach oben hin durch eine andere nahezu undurchlässige Schicht abgedeckelt ist, sammelt sich dort mit der Zeit immer mehr Erdgas an. Das gleiche Bild gilt auch für das Erdöl, die Geologen sprechen in beiden Fällen von Fluiden, wobei sich die Gasphase stets über der Erdölphase konzentriert.
Beschrieben wurde hiermit ein konventionelles Vorkommen, das zur Gasförderung von oben angebohrt werden kann, nachdem durch verschiedene geophysikalische Untersuchungen, allen voran die Reflexionsseismik, die zentrale Lage der „Gas-Blase“ einigermaßen kartiert werden konnte. Wenn es konventionelle Lagerstätten gibt, dann impliziert dies schon, dass es wohl auch nicht-konventionelle gibt. Es handelt sich dabei um ganz erhebliche Erdgas- und Erdöllagerstätten, die die Rohstoffe aber in einer relativ dichten Gesteinsmatrix so festhalten, dass diese nicht so einfach durch eine Bohrung nachströmen. Früher wurden diese weiten Regionen als unwirtschaftlich abgetan, heute sieht man das ganz anders.
Diese Situation liegt zum Beispiel beim sogenannten „Tight Gas“ vor. Das vor langer Zeit poröse Gestein wurde im Zuge geologischer-tektonischer Aktivitäten stark verdichtet und das Gas in den verengten Poren geradezu eingepresst. Beim Schiefergas sprechen wir eine Situation an, bei der sich das Erdgas gerade gebildet hat, ohne die Gelegenheit gehabt zu haben, sich schon mal auf den Weg nach oben zu machen. Es handelt sich dabei um die global weitaus größten Gasvorkommen. Eine weitere Variante nicht-konventioneller Lagerstätten sind Kohleflöze, die mit Öl- und Gasvorkommen vergesellschaftet sein können.
Vor allem die schier unerschöpflichen Mengen an Schiefergas weckten Begehrlichkeiten. Um dies schließlich doch gewinnbringend aus dem Gestein zu quetschen, machte man sich viele Gedanken, wobei sich das „Hydraulic Fracturing“ als adäquate Lösung offenbarte. Unter extrem hohen Drücken wird hierbei ein Gemisch aus Wasser, Sand und namentlich nicht genannten Zusätzen ins Gestein verpresst. Diese Maßnahme führt zu Rissen im Gesteinsverband, die dem Erdgas den Weg nach oben freimachen.
Warum kommt Fracking gerade in letzter Zeit vermehrt zum Einsatz?
Weil es auf diesem Feld eine Art technische Revolution gab, die in der Horizontalbohrtechnik zu suchen und zu finden ist. Zwar gab es die ersten Horizontalbohrungen bereits in den 1940er Jahren, aber für tiefere Schichten war das Verfahren lange Zeit weit entfernt von Rentabilität.
Doch die Bohrtechnik, insbesondere auch jene in horizontaler Richtung, hat sich stetig weiterentwickelt. Wer horizontal bohren kann, kann dem Verlauf einer gasführenden Schicht folgen und einen sehr viel größeren Teil des Gasvorkommens ausschlachten, ohne erneut von oben alle harten Schichten durchteufen zu müssen. Je höher der Gaspreis, desto lohnender der Fracking-Ansatz, so einfach lautet die goldene Regel des Profits.
Welche Gefahren sind möglicherweise mit Fracking verbunden?
Die chemischen Beimischungen im Frack-Fluid sind stets das Firmengeheimnis des jeweils tätigen Unternehmens. Gesund sind diese Chemikalien für den Lebenskreislauf mit Sicherheit nicht, vor allem dann nicht, wenn sie ins Grundwasser gelangen. Und verwendet wird davon nicht wenig: bis zu 10 Millionen Liter pro Bohrung. Eine gewisse Entwarnung kann dennoch gegeben werden.
In Norddeutschland befinden sich die Gashorizonte zum Beispiel in über 3.000 Meter Tiefe. Sie sind von mehreren stauenden Stockwerken überdeckt. Die Modellrechnungen zeigen, dass die Rissausbreitungen aber nur wenige Hundert Meter nach oben reichen. Das natürlich vorkommende Wasser in diesen Tiefen ist wegen der Zechsteinlagen und der aufquellenden Salzstöcke ohnehin von Salzen übersättigt, also für uns eine giftige, brackige Brühe. Wir wären wirklich schlecht beraten, dort unser Trinkwasser zu gewinnen. Die Wasserwerke holen das Trinkwasser in Niedersachsen aus dem 2., 3. oder 4. Aquifer aus höchstens 100 m Tiefe, also noch Kilometer weit entfernt von den durch Fracking ausgelösten Gesteinsrissen. So jedenfalls sagt es die Theorie.
Fracking funktioniert nicht ohne chemischen Cocktail
Chemische Zusätze wie Guaran, Isopropanol oder Polyacrylamid dienen unter anderem zur Erhöhung der Viskosität des Fracking-Fluids mit dem Ziel, dass es zu einer Art Quellmittel wie ein zähflüssiges Gel mutiert. Dadurch wird Sand und Feinkies zuverlässig und nachhaltig in die neuen Gesteinsrisse gequetscht, die auf diese Weise permanent offen gehalten werden können.
Salzsäure und Schwefelsäure lösen harte Mineralien an und erleichtern so das Aufbrechen des Gesteins. Zusätzliche Giftstoffe verhindern das Wachstum und die Vermehrung von Mikroorganismen innerhalb des Gesamtsystems. Alle Zusatzstoffe zusammen machen in etwa ein halbes bis ein Prozent des Fluid-Volumens aus, klingt wenig, ist aber viel.
Die Betreiber beschwichtigen gebetsmühlenartig, dass das ohnehin stark verdünnte Frack-Fluid im Zuge des Prozesses nochmals weiter verdünnt wird und daher nicht mehr von einer Gesundheitsgefahr ausgegangen werden kann. Die in 2012 durch das Umweltbundesamt (UBA) zu den Risiken der Erdgasförderung durch Fracking in Auftrag gegebene Studie kommt aber zu einem ganz anderen Ergebnis.
Darin wurde festgestellt, dass allein in Deutschland ungefähr 90 verschiedene Frack-Fluide zum Einsatz kommen. Von der Mehrzahl sind die Inhaltsstoffe sogar bekannt. Nur 27 der Fluide konnten als ungefährlich eingestuft werden, 25 sind gesundheitsgefährdend, 6 umweltschädlich und weitere 6 giftig. Ein großer Teil der circa 750 zum Einsatz kommenden Chemikalien ist nicht charakterisiert, zumindest nicht umfänglich. Daher lassen sich die möglichen Schäden prinzipiell nicht genau abschätzen.