ludwig bölkow systemtechnik Mehr als ein Strohfeuer? Fracking in Deutschland und USA Münchner Forum Nachhaltigkeit, Orange Bar (Green City Energy AG), München 24. März 2015 Werner Zittel Ludwig-Bölkow-Stiftung/Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 1 LBST.de Inhalt ludwig bölkow systemtechnik Was ist Fracking Der Beitrag des „Fracking“ in den USA Die Hoffnungen in Europa Die Situation in Deutschland Zusammenfassung 2 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de ludwig bölkow systemtechnik Was ist Fracking? 3 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Konventionelle und unkonventionelle Gaslagerstätten ludwig-bölkow Systemtechnik Die Fließfähigkeit des Gases im Gestein bestimmt, ob gefrackt wird Tight Gas Salz Shale Gas Tonziegel ludwig bölkow systemtechnik Konventionelles Erdgas Unkonventionelles Erdgas 1 Nanodarcy (0,000000001Darcy) 1 Mikrodarcy (0,000001Darcy) 1 Millidarcy (0,001Darcy) Permeabilität © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (Darcy = Maß für die Fließfähigkeit des Gases) 1 Darcy (1Darcy) 5 LBST.de „Hydraulic fracturing“ ludwig-bölkow Systemtechnik Warum Chemikalien? Primäre Ziele sind: ludwig bölkow systemtechnik Das Öffnen von Klüften durch Wassereinpressung Das Verhindern des Schließens der Klüfte bei Entspannung Ein möglichst großer Oberflächenkontakt, um eine akzeptable Gasförderrate zu erzielen Das Wasser soll kaum Bakterien enthalten (Verklumpung) (Biozide) Stützmittel werden dem Wasser beigemischt (z.B. Quarzsand) Die Zähigkeit des Wassers wird erhöht, um die Stützmittel gleichmäßig zu verteilen („Gelling Agents“) Die Reibung des Gels soll reduziert werden („Friction Reducer“) Die Oberflächenspannung soll erhöht werden (“surfactants“) Korrosion des Bohrgestänges soll reduziert werden (Corrosion inhibitor) Das Gel soll bei Entspannung zusammenbrechen, um die Fließfähigkeit des Wassers zu erhöhen („Breaker“) © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de 7 Von welchen Mengen reden wir? ludwig bölkow systemtechnik 8 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Der logistische Aufwand des Fracking im Schiefergas ludwig bölkow systemtechnik Straßen für Schwerlastverkehr Bohrplatzvorbereitungen, ca. 5.000 - 10.000 m² Einige Tausend m³ Wasserverbrauch je Bohrung Mehrere Tausend Meter Stahlrohre Einige Hundert m³ Sand je Bohrung Einige Tonnen Chemikalien je Bohrung Frischwasserversorgung und Speicherung Speicherung des zurückgespülten Lagerstättenwassers (Chemikalien) Entsorgung des Abwassers im Untergrund (Reinjektion) Sammelleitungen und Aufbereitung des Erdgases © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de 9 Vorbereitung Bohrplatzes, Vorbereitung für ein eines Fracking Pennsylvania ludwig bölkow systemtechnik 10 Quelle: SGEIS – Report, 30. September 2009. http://www.dec.ny.gov/energy/ © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Quelle: DGIS 2010 LBST.de Erdgasförderung mit Frac-Verfahren Bohrung Leer Z4, Gaz de France 2005 Niedersachsen ludwig bölkow systemtechnik 11 LBEG 2007 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Bohrplätze und Abwasserteiche, Colorado ludwig bölkow systemtechnik 12 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Quelle: www.un-naturalgas.org/image_gallery.htm LBST.de Statistiken aus dem Eagle Ford Shale, Texas ludwig bölkow systemtechnik Quelle: M. Montemayor 2012 Schwerlastverkehr je Fördersonde: • 1184 Lkw-Fahrten zur Erschließung • 353 Lkw-Fahrten pro Jahr während der Förderung • 997 Lkw-Fahrten alle 5 Jahre zum „Re-fracking“ © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Quelle: Eagle Ford Shale Task Force Report 2013 13 LBST.de Schäden durch Schwerlastverkehrs im Eagle Ford Shale, Texas ludwig bölkow systemtechnik Quelle: M. Montemayor 2012 14 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Pipeline-Verteillager im Interstate Highway 35 in La Salle, Texas ludwig bölkow systemtechnik 15 Quelle: M. Montemayor 2012 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de USA bei Nacht (Abfackeln von Erdgas) ludwig bölkow systemtechnik Bakken Eagle Ford 16 Suomi NPP Satellite/NASA Earth Observatory © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Weniger Bohrplätze, mit mehr Bohrungen ludwig bölkow systemtechnik ~1 - 6 km 17 Quelle: Tyndall 2010 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de ludwig bölkow systemtechnik Erdgasförderung in den USA 18 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de US Gas Shales ludwig bölkow systemtechnik 19 Quelle: US-EIA © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Typische Förderprofile von US shale gas Förderbohrungen Mio. m³/Jahr ludwig bölkow systemtechnik 20 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik Quelle: US Annual Energy Outlook 2012, US-EIA JuniGmbH 2012 LBST.de Beispiel: Erschließung mit einer Bohrung pro Monat ludwig bölkow systemtechnik 2500 2000 1500 1000 500 12 24 36 48 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 60 72 Monate 21 LBST.de Beispiel: Erschließung mit einer Bohrung pro Monat ludwig bölkow systemtechnik 2500 2000 1500 1000 500 12 24 36 48 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 60 72 Monate 22 LBST.de Beispiel: Erschließung mit einer Bohrung pro Monat ludwig bölkow systemtechnik 2500 2000 1500 1000 500 12 24 36 48 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 60 72 Monate 23 LBST.de Beispiel: Erschließung mit einer Bohrung pro Monat ludwig bölkow systemtechnik 2500 2000 1500 1000 500 12 24 36 48 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 60 72 Monate 24 LBST.de Beispiel: Erschließung mit einer Bohrung pro Monat ludwig bölkow systemtechnik 2500 2000 1500 1000 500 12 24 36 48 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 60 72 Monate 25 LBST.de Gasförderung im Fayetteville Shale, Arkansas, USA ludwig bölkow systemtechnik Mio. m³/Monat 3000 Gesamtförderung Förderung der zum Jahresbeginn aktiven Sonden 2500 2000 1500 1000 500 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Daten: State of Arkansas, Oil and Gas Commission, Februar 2015 http://www.aogc.state.ar.us/Fayprodinfo.htm © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 26 LBST.de ludwig bölkow systemtechnik 27 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de ludwig bölkow systemtechnik 28 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Erdgasförderung aller US-Shale Formationen ludwig bölkow systemtechnik Bcf/day 35 30 Rest of US 'shale' Eagle Ford (TX) Marcellus (PA & WV) Bakken (ND) Woodford (OK) Fayetteville (AR) Haynesville (LA & TX) Barnett (TX) Antrim (MI, IN, & OH) EIA (1/2015) 25 20 15 10 5 0 2000 2002 2004 2006 Quelle: Individuelle Shales, US-EIA, Dezember 2014 Gesamtförderung, U.S. EIA Januar 2015 2008 2010 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 2012 29 LBST.de Erdgasförderung aller US-Shale Formationen Bcf/day 35 U.S. EIA 30 ? Rest of US 'shale' Eagle Ford (TX) Marcellus (PA & WV) Bakken (ND) Woodford (OK) Fayetteville (AR) Haynesville (LA & TX) Barnett (TX) Antrim (MI, IN, & OH) EIA (1/2015) 25 20 15 10 ludwig bölkow systemtechnik PCI 5 0 2000 2002 2004 2006 Quelle: Individuelle Shales, US-EIA, Dezember 2014 Gesamtförderung, U.S. EIA Januar 2015 2008 2010 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 2012 30 LBST.de Erdgasförderung USA (dry gas ohne NGL) Mrd. m³/a 700 ludwig bölkow systemtechnik Energy Policy Act 2005 Schiefergas Kohleflözgas 600 konventionelles Erdgas 500 Verbrauch 400 300 200 100 0 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 31 Quelle: U.S. EIA Januar 2015 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Erdgasförderung USA (dry gas ohne NGL) – Szenarien ludwig bölkow systemtechnik Mrd. m³/a 1000 2035: Peak with 928 Billion m³/yr WEO 2014 Schiefergas 900 Energy Policy Act 2005 Kohleflözgas 800 konventionelles Erdgas 700 Wie sieht die Zukunft aus? 600 500 400 300 200 EWG 2015 100 0 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 32 Quelle: U.S. EIA Januar 2015, IEA 2014, EWG 2015 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Was sind die Voraussetzungen für diese Aktivitäten in den USA? ludwig bölkow Es gibt keine konventionellen Felder mehr: systemtechnik Insbesondere konnten Firmen die Gasförderung nicht ausreichend durch neue Funde ersetzen Der Gaspreis stieg 2005 – 2008 rasant an Die Umweltregularien wurden gelockert (2005: Execption from Safe Drinking Water Act) Technologische Fortschritte erleichterten zielgenaues Bohren horizontaler Bohrungen in dünner Gesteinsformation Die Börsenaufsicht erlaubte unkonventionelle Reserven zu verbuchen (2010) „Early Starters“ (Chesapeake, XTO) kauften Bohrrechte und Land mit Krediten: Diese wurden mit großem Gewinn ungeprüft im Bündel an andere Firmen verkauft (ExxonMobil, BHP, asiatische Firmen) Finanzberater und Wallstreet Joungleure verdienen sehr gut an diesen Deals! => In den letzten 5 Jahren verdienten die Firmen kein Geld aus der Förderung; Förder- und Explorationsausgaben stiegen ebenso wie die Verschuldung der Firmen © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 33 LBST.de ludwig bölkow systemtechnik Erdgasförderung in Europa und Deutschland 34 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de US-EIA: Karte der weltweiten Schiefergasvorkommen ludwig bölkow systemtechnik 35 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Schiefergasvorkommen in Europa ludwig bölkow systemtechnik Von der US-EIA analysierte Basins: Mit Ressourcen-Abschätzung Ohne Ressourcen-Abschätzung Quelle: World Shale Gas Resources: An initial Assessment Of 14 Regions outside the United States, 36 US-EIA, April 2011 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Erdgasreserven und -ressourcen in Europa ? ludwig bölkow systemtechnik 1000 Mrd. m³ 7000 6000 Ressourcen (CBM) Ressourcen (Shale Gas) 5000 konv Ressourcen 4000 konv Gasreserven 3000 2000 1000 0 37 Quelle: DENA/BGR 2012 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Europäische Gasförderung ludwig bölkow systemtechnik Mrd. m³/a 350 300 Norwegen Niederlande Dänemark Deutschland Großbritannien Rumänien Polen Italien 250 200 150 100 50 0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 38 Daten: BP 2014 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de ludwig bölkow systemtechnik Und Deutschland? 39 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Erdgasreserven in Deutschland (konventionelles Erdgas) ludwig bölkow systemtechnik 1960 Quelle: LBEG Jahresbericht 2013 40 2010 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Erdgasreserven in Deutschland (konventionelles Erdgas) ludwig bölkow systemtechnik (Hypothetische) SchiefergasRessourcen 1960 Quelle: LBEG Jahresbericht 2013 41 2010 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Fracking in Deutschland ludwig bölkow systemtechnik Anzahl gefrackter Bohrungen Anzahl Fracs, Refracs 9 35 Bohrungen Refracs Fracs 8 7 30 25 6 5 20 4 15 3 10 2 1 5 0 1960 0 1970 1980 1990 2000 2010 42 Quelle: LBEG, Analyse LBST © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Erdgasförderung in Deutschland ludwig bölkow systemtechnik Mrd. m³/a 25 20 15 Rotenburg-Taaken 10 Söhlingen Total gas production 5 0 1980 1990 2000 2010 43 Quelle: LBEG, Analyse LBST © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Der Einfluss von Fracking im Gasfeld Söhlingen ludwig bölkow systemtechnik 44 Die Anzahl der Fracs wurde mit dem Faktor 100 multipliziert © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Daten: LBEG; Analyse: W. Zittel LBST.de Schiefergasvorkommen in Deutschland ludwig bölkow systemtechnik Grundsätzlich geeignet Bergbau-Berechtigungen mit dem Ziel der Aufsuchung unkonventioneller Kohlenwasserstoffvorkommen (Stand 31.12.2011) Erlaubnisgebiet RWTH Aachen (zu wissenschaftlichen Zwecken) Quelle: BGR 2012 45 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Unkonventionelle Gasvorkommen in Norddeutschland ludwig bölkow systemtechnik Quelle: Risikostudie Fracking, Exxon Dialogprozess, Mai 2012 46 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Denkbare Entwicklung zur Schiefergasförderung in NRW (200 km²; 22 Bohrplätze mit je 14 Bohrungen) km ludwig bölkow systemtechnik km Quelle: Risikostudie Fracking, Exxon Dialogprozess 2012 47 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Szenario mit 120 Fördersonden innerhalb von 4 Jahren (EUR 7 Mrd. m³) ludwig bölkow systemtechnik Annahmen: IP: 4 Mio. m³ im ersten Monat Förderrückgang : 7%/Monat Gesamtförderung: 50 Mio. m³ je Sonde Bohraktivität: ~90.000 m pro Jahr (~3000 m Tiefe) 48 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Szenario mit 240 Fördersonden innerhalb von 8 Jahren (EUR 14 Mrd. m³) ludwig bölkow systemtechnik Annahmen: IP: 4 Mio. m³ im ersten Monat Förderrückgang : 7%/Monat Gesamtförderung: 50 Mio. m³ je Sonde Bohraktivität: ~90.000 m pro Jahr (~3000 m Tiefe) 49 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Deutschland: Ein Schiefergasszenario mit 240 Bohrungen in 8 Jahren ludwig bölkow systemtechnik Mrd. m³/a 25 20 Schiefergas-Szenario Thüringen Sachsen-Anhalt 15 Schleswig-Holstein Rheinland-Pfalz Nordsee Nordrhein-Westfalen 10 Niedersachsen Mecklenburg-Vorpommern Hamburg 5 Brandenburg Bayern 0 1997 2001 2005 2009 2013 2017 2021 2025 50 Datenquelle: LBEG 2013, LBST 2013 GmbH © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik LBST.de Erdgasverbrauch(inkl. Exporte) und Förderung von Deutschland PJ ludwig bölkow systemtechnik 5.000 Gasaufkommen 4.000 100 Mrd. m³ 3.000 2.000 1.000 Gasförderung in Deutschland (mit 498 Fördersonden 2013) Szenario mit 30 Sonden/Jahr über 8 Jahre mit insgesamt 14 Mrd. m³ Gasförderung 10 Mrd. m³ 0 19 98 20 00 20 02 20 04 20 06 20 08 20 10 20 12 20 14 20 16 20 18 20 20 20 22 20 24 20 26 20 28 20 30 51 Datenquelle: BAFA 2012, LBEG 2014, LBST 2014 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Entwurf „Regelungspaket Fracking“ (Stand 10.12.2014) ludwig bölkow systemtechnik Kaum Änderungsbedarf bei „konventionellem“ Fracking von Erdöl- und Erdgaslagerstätten [UVP-Pflicht erst bei Förderrate >500.000 m³/Tag] Verbot von Fracking in Schiefer- und Kohleflözgasvorkommen <3000m zu kommerziellen Zwecken [Dieses Verbot kann durch Expertenkommission aufgehoben werden] Erlaubnis von Fracking tiefer 3000m Generelles Verbot von Fracking in sensiblen Gebieten [z.B. Wasserschutzgebiete, Heilquellenschutzgebiete] Keinerlei Aussage über Fracking in Ölvorkommen 52 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Vergleich mit EU-Empfehlung „Mindestgrundsätze“ ludwig bölkow systemtechnik 2014/70/EU fordert eine strategische Umweltverträglichkeitsprüfung für eine Anzahl von Bohrungen im gleichen Vorkommen 2014/70/EU fordert die Angabe von einzuhaltenden Mindestabständen zu Grundwasserleitern 2014/70/EU fordert die Angabe von einzuhaltenden Mindestabständen von Bohranlagen zu Wasserschutzgebieten, Einzelgebäuden, Siedlungsgebieten 2014/70/EU bezieht sich auf alle Kohlenwasserstoffbohrungen (Gas und Öl), sofern je Frac mindestens 1000 m³ Wasser bzw. je Bohrung mindestens 10.000 m³ Wasser in den Untergrund injiziert werden 53 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de Zusammenfassung ludwig bölkow systemtechnik Die konventionelle Erdgasförderung in USA und Europa geht längst zurück Die Schiefergasförderung hat in den USA zu einem Förderanstieg geführt – allerdings ging die konventionelle Förderung um 30% zurück Die Schiefergasförderung in den USA hat in den vergangenen 5 Jahren die Firmen mehr gekostet als durch den Gasverkauf eingenommen wurde Thesen: (1) Die US-Gasförderung wird bald zurückgehen (2) In EU/D wird der Beitrag von Schiefergas gering bleiben (3) In Deutschland wird eine gesetzliche Regelung vorbereitet; diese wird Fracking nicht verbieten, sondern unter bestimmten Auflagen zulassen 54 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de ludwig bölkow systemtechnik Vielen Dank! 55 © 2014 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH LBST.de
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