FAQ – Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten

Antworten auf häufig gestellte Fragen

Brauchen wir Gas aus unkonventionellen Lagerstätten?

Erdgas ist der fossile Energierohstoff mit dem höchsten Energieinhalt pro Einheit CO2. Daher wird Erdgas auch auf dem Weg in eine Energiezukunft mit wachsenden Anteilen regenerativer Energie eine wichtige Rolle zugesprochen. In Deutschland deckt die Eigenproduktion von konventionellem Erdgas etwa 15 Prozent des Verbrauchs. Hier könnten heimisches Schiefergas und Kohleflözgas einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten.

Was ist unkonventionelles Gas?

Unkonventionell ist nicht das Gas, sondern die Lagerstätte, in der es enthalten ist. Bei dem Gas handelt es sich um normales Erdgas wie aus jeder anderen Erdgaslagerstätte auch.

Es gibt aber Unterschiede in den Lagerstätten. In Deutschland werden bisher Lagertsätten in Porengesteinen genutzt, z.B. im Zechstein oder im Rotliegenden. Es bestehen auch langjährige Erfahrungen mit der Erschließung von Erdgas in dichten Sandsteinen (Tight-Gas). Bei Tight Gas hat sich das Erdgas in Gesteinen angesammelt, in denen die Hohlräume nur sehr schlecht miteinander verbunden sind. Durch diese schlecht durchlässigen Gesteine kann das Erdgas nicht frei einer Bohrung zuströmen. Tight Gas wird in Deutschland bereits seit Mitte der 90er Jahre genutzt, ist also hinsichtlich der Fördermethode und Nutzbarkeit konventionell.

In Deutschland werden Potenziale in Schiefergesteinen und Kohleflözen vermutet. Bei diesen unkonventionellen Vorkommen ist das Erdgas im Untergrund gebunden. Daher muss das Erdgas durch technische Maßnahmen mobilisiert werden, wie beispielsweise durch das Hydraulic Fracturing Verfahren.

Als Kohleflözgas und Schiefergas bezeichnet man Erdgas, das nach seiner Bildung im sogenannten Muttergestein nicht in gut durchlässige Gesteine migriert ist. Dieses Gas ist am Ort seiner Entstehung in den Muttergesteinen Kohle und Tonstein („Schiefer“) verblieben. Es liegt dabei nur zum Teil gasförmig im Poren- und Kluftraum vor und ist überwiegend an den Oberflächen der Gesteinspartikel gebunden.

Wie groß sind weltweit die Vorräte an Erdgas in unkonventionellen Lagerstätten?

Mit fortschreitender Erkundung von Lagerstätten wächst das Wissen um die Vorratslage der Rohstoffe. Die Exploration auf unkonventionelles Erdgas ist noch nicht so weit vorangeschritten, dass eine belastbare Aussage zu tatsächlichen Gasmengen weltweit möglich ist. Allerdings hat die BGR in ihrem letzten Rohstoffbericht die weltweiten Ressourcen für Schiefergas mit über 450 Billionen Kubikmeter und für Kohleflöz-Gas mit über 250 Billionen Kubikmeter angegeben. Damit übersteigen diese Potenziale die zurzeit nachgewiesenen Erdgasreserven (197 Billionen Kubikmeter) deutlich. Zum Vergleich: Der Erdgasverbrauch betrug 2011 ca. 3 Billionen Kubikmeter. Noch größere Potenziale erwartet die BGR bei Aquifergas und Gashydrat, die derzeit aber aus technischen Gründen nicht nutzbar sind.

Ist in Deutschland überhaupt mit unkonventionellen Lagerstätten zu rechnen? Welche Potenziale gibt es?

Die Geologie lässt erwarten, dass Deutschland über relevante Potenziale an Schiefergas und Kohleflözgas verfügt. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ist von der Bundesregierung beauftragt worden, das Potenzial an Schiefergas in Deutschland abzuschätzen. Als erstes Ergebnis hat dei BGR das technisch förderbare Potenzial an Schiefergas für Deutschland auf bis zu 2.300 Milliarden Kubikmeter geschätzt. Zum Vergleich: Deutschland verbraucht derzeit rund 90 Milliarden Kubikmeter Erdgas pro Jahr.

Ist die Suche nach Erdgas in unkonventionellen Lagerstätten etwas Neues? Was ist der Unterschied zu konventionellen Lagerstätten?

Die Suche nach und die Förderung von unkonventionellem Erdgas ist nichts Neues. Insbesondere in China, Australien, Kanada und den USA werden seit vielen Jahren große Mengen an Kohleflözgas produziert. Seit etwa 10 Jahren entwickelt sich in den USA zudem die Produktion von Schiefergas mit rasanter Geschwindigkeit.

Anders als bei konventionellen Lagerstätten besteht bei Schiefergas und Kohleflözgas ein geringeres Auffindungsrisiko. Da die Gasgehalte und die Eigenschaften der Gesteine in unkonventionellen Lagerstätten sehr variabel sein können, besteht aber die technische Herausforderung in einer erfolgreichen wirtschaftlichen Erschließung. Jede Maßnahme muss für die jeweils angetroffenen geologischen Bedingungen optimiert werden.

Welche Technologien werden für die Erschließung von unkonventionellen Lagerstätten benötigt?

Entscheidend sind derzeit die Horizontalbohrtechnik und Hydraulic Fracturing, wobei in Lagerstätten in Kohleflözen oftmals Fracs nicht erforderlich sind. Die Techniken stehen zur Verfügung. Allerdings wird kontinuierlich geforscht, um sie noch effizienter, sicherer und umweltverträglicher zu machen.

Was ist Horizontalbohrtechnik?

Bei der Horizontalbohrtechnik wird innerhalb der Lagerstätte horizontal gebohrt. Dabei wird eine zunächst vertikale Bohrung bis in die Horizontale abgelenkt. Die Lagerstätten, die sich überwiegend in horizontaler Richtung erstrecken, können so wesentlich wirksamer genutzt werden. Die Horizontalbohrtechnik spart dabei Bohrungen ein, da ein Feld mit einer geringeren Anzahl an Bohrungen erschlossen werden kann. In Deutschland wird die Horizontalbohrtechnik auf weltweitem Spitzenniveau eingesetzt. Sie ist heute bei den neuesten Bohrprojekten zur Erschließung von Lagerstätten Standard.

Was ist Hydraulic Fracturing?

Zur Erschließung von Erdgaslagerstätten wird seit über 50 Jahren in Deutschland die sogenannte Frac-Technik eingesetzt. Die Technik zielt darauf ab, die Durchlässigkeit der Lagerstätte durch die Schaffung von künstlichen Fließwegen zu steigern. Dazu werden im Gestein durch Einpressen einer mit Spezialsand beladenen Flüssigkeit Haarrisse erzeugt. Diese werden mit einem Stützmittel aus Spezialsand gefüllt. Es soll die künstlichen Risse im Gestein offenhalten und damit dauerhaft bessere Fließbedingungen für das Erdgas schaffen. In vielen Lagerstätten wurde erst mit der Frac-Technik eine wirtschaftliche Förderung möglich.

Ist die Fracking-Methode neu bzw. was ist daran neu mit Blick auf unkonventionelle Lagerstätten?

Bei der Erschließung von Erdgaslagerstätten wird in Deutschland schon seit den 1950er Jahren die sog. Frac-Technik angewandt. Sie wurde in Deutschland bereits rund 300 mal eingesetzt. Sie ist bewährt, erfolgreich, sicher und wird von der E&P-Industrie beherrscht.

In Verbindung mit Horizontalbohrungen wird Fracking häufig als sogenanntes Multi-Frac-Verfahren angewendet, bei der in der Horizontalbohrstrecke mehrere Fracs hintereinander mit jeweils einem bestimmten Abstand durchgeführt werden.

Werden beim Fracking gefährliche Stoffe/Chemikalien eingesetzt?

Der Flüssigkeit, mit der gefract wird, werden in geringem Umfang Begleitstoffe beigegeben. Ihr Anteil an der Gesamtflüssigkeitsmenge beträgt im Regelfall weniger als 5 Prozent, meist weniger als 1 Prozent. In hoher Konzentration sind einzelne der Begleitstoffe nach Chemikalienrecht einzustufen und entsprechend zu kennzeichnen. Mit dieser Einstufung werden Warnhinweise und Verhaltensregeln festgelegt, die zum Schutz von Mensch und Umwelt bei der Verwendung dieser Begleitstoffe zu beachten sind. Die Konzentrationen dieser Chemikalien in der angemischten Frac-Flüssigkeit sind so gering, dass die Frac-Flüssigkeit als Ganzes nicht kennzeichnungspflichtig gem. Chemikalienrecht ist.

Wie werden die trinkwasserführenden Schichten geschützt?

Bohrplätze werden so geplant und angelegt, dass keine wassergefährdenden Flüssigkeiten in den Untergrund versickern können. Deshalb werden der Maschinen- und der Lagerbereich wasserdicht gegenüber dem Grundwasser abgedichtet. Anfallende Flüssigkeiten werden über ein Rohr- und Rinnensystem gesammelt und entsprechend den behördlichen Vorschriften aufbereitet und entsorgt. Container oder doppelwandige Tanks nehmen wassergefährdende Stoffe auf.

Den Schutz der trinkwasserführenden Schichten (meist oberhalb von 200 m) gewährleistet ein gerammtes Standrohr. Beim Durchbohren der trinkwasserführenden Schichten, das nur kurze Zeit in Anspruch nimmt, wird tonhaltige Frischwasserspülung eingesetzt, um das Bohrloch nach außen hin abzudichten. In den festen Gesteinsschichten wird das Bohrloch mit Rohren ausgekleidet und der Zwischenraum zur Bohrlochwand mit Spezialzement abgedichtet.

Zur Sicherung des Bohrlochs dienen Schutzrohre, deren Dimensionierung von den geologischen Verhältnissen abhängig ist und die durch Einpumpen von Spezialzement fest mit der Bohrlochwand verbunden werden. Dabei werden hohe Qualitätsstandards angelegt. Der hochfeste Zement verhindert auch, dass die Rohre durch Außenkorrosion angegriffen werden. Dieses System sichert das Bohrloch in der Phase der Erdgasförderung und auch bereits beim Fracen.

Eine Gefährdung der trinkwasserführenden Schichten durch Fracs ist aus technischen Gründen sehr unwahrscheinlich. Die zwischen der Erdgaslagerstätte und den trinkwasserführenden Schichten liegenden Gesteinsschichten schützen die trinkwasserführenden Schichten vor Kontakt mit Medien aus der Erdgaslagerstätte. Zusätzliche Sicherheit stellt das Verbundsystem aus Stahlrohren und Zementierung in der Bohrung dar, und die Bohrplatzgestaltung schützt Boden und Grundwasser vor Verunreinigungen.

Sind die Zementierungen der Stahlrohre dicht; gewährleisten diese den Schutz des nutzbaren Grundwassers?

Der Zwischenraum zwischen Stahlrohren und Gebirge wird vollständig mit Zement ausgefüllt, vor Inbetriebnahme auf Dichtheit getestet und laufend überwacht. Es ist in Deutschland kein Fall bekannt, in dem Undichtigkeit des Zements zu einer Verunreinigung von nutzbarem Grundwasser geführt hätte.

Was geschieht mit der wiedergeförderten Frac-Flüssigkeit? Wie wird diese entsorgt?

Zurückgeförderte Frac-Flüssigkeit wird in Tanks aufgefangen und in fachgerecht entsorgt.

Kann die im Boden verbleibende Frac-Flüssigkeit mit nutzbarem Grundwasser in Berührung kommen?

Der überweigende Teil der Frac-Flüssigkeit wird zurückgefördert; ein Teil kann im Untergrund verbleiben. Die zwischen der Erdgaslagerstätte und den trinkwasserführenden Schichten liegenden Gesteinsschichten schützen die trinkwasserführenden Schichten vor Kontakt mit Medien aus der Erdgaslagerstätte.

Welche Mengen an Wasser werden für einen Frac eingesetzt?

Dies ist von Projekt zu Projekt unterschiedlich und kann zwischen 200 m3 und 5000 m3 liegen.

Woher kommt das für einen Frac benötigte Wasser?

Das benötigte Wasser wird meist aus der öffentlichen Wasserversorgung bezogen, teilweise wird es auch über Brunnenbohrungen zur Verfügung gestellt.

Können die in den USA eingesetzten Technologien im Bereich unkonventioneller Lagerstätten nach Deutschland übertragen werden?

Die notwendigen Technologien sind hierzulande in Anwendungen wie Geothermie und Produktion von Erdgas vielfach bewährt, stehen also zur Verfügung und könnten wie in den USA auch für unkonventionelles Erdgas eingesetzt werden. Dabei sind aber die in Deutschland herrschenden technischen Standards und Umweltvorschriften zu beachten, die sicherstellen, dass die Erschließung von Lagerstätten sicher und umweltschonend erfolgt.

Wer profitiert von einer Förderung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten? Haben auch die Bundesländer, Kommunen und die Bürger einen Vorteil?

Die Bundesländer und Kommunen profitieren über die Förderabgabe an das Land und über die Gewerbesteuer an die Kommunen. In den letzten 10 Jahren haben die deutschen E&P-Unternehmen für ihre inländische Produktion insgesamt mehr als 7 Mrd. € Förderabgabe an die Bundesländer bezahlt. Außerdem schafft die Förderung Arbeitsplätze – und das überwiegend in strukturschwachen Regionen – und ist ein Beitrag zur Sicherung der Versorgung mit Erdgas.

Auf welcher rechtlichen Grundlage arbeiten die Erdgasproduzenten?

Der rechtliche Rahmen für die Aufsuchung und Gewinnung von Kohlenwasserstoffen ergibt sich aus dem Bundesberggesetz sowie zahlreichen Verordnungen, bspw. den Tiefbohrverordnungen einzelner Bundesländer (BVOT) und der Verordnung über die Umweltverträglichkeit bergbaulicher Vorhaben (UVP-V Bergbau), mit der insbesondere auch EU-Richtlinien zum Umweltschutz umgesetzt werden.

Das Bundesberggesetz selbst stammt aus dem Jahr 1982 und wurde zuletzt 2009 einer Änderung unterzogen. Es verpflichtet die Unternehmen, im Interesse einer sicheren Versorgung Rohstoffe umweltgerecht zu erschließen und zu nutzen. Neben dem Bergrecht sind von den Unternehmen darüber hinaus weitere Gesetze zu beachten. Dazu gehören beispielsweise das umfangreiche naturschutzrechtliche Regelwerk, das Wasserhaushaltsgesetz und das Bundesimmissionsschutzgesetz, in denen weitere Umweltanforderungen geregelt sind.

Das Bergrecht ist in seiner Konstruktion ein vergleichsweise modernes Rechtssystem. Im Bundesberggesetz und den bergrechtlichen Verordnungen sind alle wesentlichen Regelungen zusammengefasst, die für eine umweltgerechte Aufsuchung und Gewinnung von Rohstoffen notwendig sind. Dieser Ansatz wurde auch bei den Überlegungen zur Schaffung eines Umweltgesetzbuches verfolgt, hier allerdings erfolglos. Das Bergrecht entspricht auch modernen Verwaltungsanforderungen, indem alle relevanten Genehmigungsverfahren in einer Behörde gebündelt sind. In anderen Verwaltungsbereichen wird dies unter dem Schlagwort „one face to the customer“ angestrebt.

Welche Genehmigungen sind erforderlich und wie werden diese erteilt?

Aktivitäten im Bereich der Exploration und Produktion von Kohlenwasserstoffen können in Deutschland nicht ohne behördliche Genehmigung und Überwachung stattfinden. Diese erfolgen nach dem seit Jahrzehnten im Bundesberggesetz festgeschriebenen Betriebsplanverfahren durch die fachlich hierfür kompetent ausgestattete Bergbehörde des jeweiligen Bundeslandes. Diese Behörde bezieht in die Genehmigungsverfahren auch die Gebietskörperschaften und andere Beteiligte ein.

Im Jahr 1990 wurde das obligatorische Betriebsplanverfahren mit Umweltverträglichkeitsprüfung eingeführt. Es ist im Bundesberggesetz und der Verordnung über die Umweltverträglichkeit bergbaulicher Vorhaben (UVP-V Bergbau) geregelt.

Was wird in den Genehmigungsverfahren geprüft, z.B. Umweltauswirkungen, technische Sicherheit etc.?

Im Rahmen der Verfahren werden alle Auswirkungen, die von der Bohrung ausgehen, überprüft, um die Verträglichkeit sicherzustellen. Dazu gehören insbesondere die Auswirkungen auf die Umwelt, die nutzbaren Grundwasserleiter und der sichere Betrieb der Bohrung.

Werden auch die Wasserbehörden in die Genehmigung einbezogen?

Die Genehmigungen werden von den zuständigen Bergbehörden erteilt. Bei Prüfung der Anträge ziehen die Bergbehörden auch andere, relevante Behörden hinzu, ebenso wie die Gebietskörperschaften. Soweit wasserrechtliche Belange berührt sind, ist Einvernehmen mit den Wasserbehörden herzustellen.

Ist die Erdgasproduktion in Deutschland sicher?

In Deutschland werden bei Bohrungen und bei der Produktion von Kohlenwasserstoffen höchste Umwelt- und Sicherheitsstandards angewendet. Dies wird auch in einem Bericht des Bundesumweltministeriums über „Havarievermeidung, Kontrollmechanismen und Katastrophenbekämpfung betreffend Bohrinseln in Deutschland“ vom 16. Juni 2010 betont.

Nach deutschen Regeln werden Bohrungen mit mindestens redundanten Absperrvorrichtungen, die nach unterschiedlichen Systemen arbeiten, ausgerüstet. Die Funktionsfähigkeit wird behördlich geprüft; die vollständige Absperrung einer Bohrung im Notfall ist jederzeit gewährleistet. Die auf den Bohranlagen tätigen verantwortlichen Personen sind in Deutschland in der Früherkennung und Verhinderung von Unfällen ausgebildet und müssen diese Ausbildung regelmäßig wiederholen. Diese Ausbildung erfolgt in zertifizierten Bildungseinrichtungen wie der staatlich anerkannten Bohrmeisterschule in Celle.

Die deutsche Erdgasproduktion weist eine sehr hohe technische Integrität der Anlagen auf, was sich dadurch ausdrückt, dass es in der Vergangenheit nur einige wenige und begrenzte Schadensfälle gegeben hat. Soweit es hierbei zu Auswirkungen auf die Umwelt gekommen ist, wurden diese vollständig beseitigt. Relevante Vorfälle – auch in anderen Ländern – führen zu einer Überprüfung und ggf. Verbesserung der Verfahren zur Vermeidung zukünftiger Ereignisse.

Gibt es auch ein Monitoring der Umweltauswirkungen?

Sämtliche Bergbauaktivitäten unterliegen der Aufsicht der zuständigen Bergbehörde. Im Rahmen ihrer Aufgaben können diese jederzeit, die Vorlage von Unterlagen verlangen, Auskünfte einholen und Bohr- und Betriebsplätze betreten. Sie können dabei vor Ort Prüfungen vornehmen oder Proben entnehmen. Ein Monitoring der Umweltauswirkungen findet auch durch die Erdgasproduzenten selbst statt. Beispielsweise haben die Erdgasproduzenten gemeinsam ein seismisches Überwachungssystem errichtet, das von einem behördlich bekanntgegebenen sachverständigen Unternehmen technisch betrieben und wissenschaftlich ausgewertet wird.