Schiefergas

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Schematische Darstellung der Erdöl- und Erdgasförderung aus konventionellen und unkonventionellen Lagerstätten. Ganz rechts die Schiefergaslagerstätte im „Schiefergestein“.

Schiefergas (englisch shale gas) ist in Tonsteinen enthaltenes Erdgas. Schiefergas gilt als „unkonventionelles“ Erdgas im Gegensatz zu „konventionellem“ Erdgas, das aus Lagerstätten in grobkörnigeren Gesteinen stammt und sich in sogenannten Erdgasfallen angesammelt hat.

Etymologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Begriff Schiefergas rührt von der traditionellen Verwendung des Begriffes Schiefer für gut spaltbare Gesteine jeglicher Art her. Darunter fielen auch ungefaltete Tonsteine, aus denen heute Schiefergas gefördert wird.

In der geologischen Fachsprache wird Schiefer aber heute nur noch für gefaltete Tonsteine (Tonschiefer) oder bestimmte metamorphe Gesteine (kristalline Schiefer) verwendet. Diese gefalteten bzw. metamorphen Gesteine enthalten kein Gas mehr oder enthielten nie welches. Dennoch hat sich der Begriff Schiefergas – anders als beim Schieferöl – auch unter Rohstoffgeologen durchgesetzt.

Ein weiterer Grund ist die ungenaue Übersetzung der englischen Bezeichnung shale gas: shale ist dabei gleichbedeutend mit einem dünnplattigen („schiefrigen“) ungefalteten Tonstein, während Schiefer im eigentlichen Sinne entweder mit slate (Tonschiefer) oder schist (kristalliner Schiefer) übersetzt wird.

Entstehung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Entstehung von Schiefergas entspricht den ersten Schritten der Entstehung von konventionellem Erdgas. Erdgas bildet sich (reift) zunächst in einem an organischer Substanz reichen Tonstein, dem sogenannten Muttergestein. Um zu konventionellem Erdgas zu werden, muss es aus dem Muttergestein austreten und anschließend im Porenraum relativ durchlässiger (permeabler) Gesteine in eine Lagerstätte (Erdgasfalle) wandern (migrieren). Ist jedoch der Muttergesteinshorizont nach oben und unten durch undurchlässiges (impermeables) Gestein abgeschottet, kann das Gas nicht entweichen und verbleibt im Muttergestein. Dieses heute noch im Muttergestein befindliche Gas wird Schiefergas genannt.

Vorkommen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weltkarte der verfügbaren Menge an Schiefergas
Gebiete mit Schiefergaspotenzialen in Deutschland (in orange)

Tonsteinformationen, die wirtschaftlich gewinnbare Gasmengen enthalten, haben einige gemeinsame Eigenschaften. Es handelt sich meist um alte, ölhaltige Gesteine, die reich an organischem Material (0,5 bis 25 %) sind,[1] und in denen Hitze und Druck Öl in Gas umgewandelt haben. Weiterhin sind solche Schichten brüchig und starr genug, um entstehende Risse nicht wieder zu verschließen. Mitunter geht starke natürliche Gammastrahlung mit hohem Kohlenstoffgehalt einher. Solche Tonsteinschichten sind besonders ergiebig.

Das Gas wird teilweise in den natürlichen Frakturen oder porösen Stellen gehalten, teilweise adsorbiert es an das organische Material. Bei der Förderung wird das in den Rissen gespeicherte Gas direkt freigesetzt, während das adsorbierte Gas erst verzögert durch den abfallenden Druck nach der Bohrung desorbiert. Die in Tonsteinen gespeicherte Gasmenge pro Volumeneinheit Wirtsgestein ist geringer als in Erdgasfallen.

Die europäischen Vorkommen sind für den Weltmarkt verhältnismäßig unbedeutend, weswegen nur geringe Auswirkungen auf den Gaspreis zu erwarten sind.[2]

China[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In China wurde erstmals im Jahr 2011 eine Schiefergasquelle mittels Fracking erschlossen. Gemäß einer Studie des EIA wird erwartet, dass China weltweit die größten Schiefergasreserven aufweist und jene der USA um die Hälfte übertrifft.[3]

Deutschland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Laut Schätzungen der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe belaufen sich die Gesamtvorkommen von Schiefergas („gas in place“) auf mindestens 7 Billionen Kubikmeter (maximal 23 Billionen), von denen sich mindestens etwa 10 % (maximal 35 %) mittels Fracking technisch fördern ließen,[4] das heißt, die Schiefergasressourcen betragen mindestens 700 Milliarden Kubikmeter (entspricht ca. dem 7-fachen Jahresverbrauch der BRD im Jahr 2010). Dies übertrifft die konventionellen Erdgasressourcen (150 Milliarden Kubikmeter) und wirtschaftlichen Reserven (146 Milliarden Kubikmeter) um mehr als das Doppelte. Für die Schiefergasförderung kommen zahlreiche geologische Horizonte in Frage, insbesondere Alaunschiefer und Gesteine der Kulm- und Kohlenkalk-Fazies des norddeutschen Unterkarbon (Tiefenlage 1050 bis 5000 Meter), der Posidonienschiefer des nord- und süddeutschen Unterjura (Tiefenlage 1550 bis 2150 Meter) sowie organikreiche Tonsteine der norddeutschen Unterkreide (Tiefenlage Wealden 1300 bis 1660 Meter).[5]

Vereinigte Staaten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eines der größten bekannten Vorkommen befindet sich in der Marcellus-Formation in den USA. Sie besteht überwiegend aus Schwarzschiefern sowie untergeordnet hellen Schiefertonen und Kalksteinen. Sie erstreckt sich auf einer Fläche von knapp 250.000 Quadratkilometern im östlichen Nordamerika.[6]

Gewinnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Hydraulic Fracturing
Schema einer Förderbohrung

Schiefergas wird hauptsächlich durch Hydraulic Fracturing (kurz Fracking, hydraulische Rissbildung) gewonnen.

Tonstein hat eine geringe Permeabilität, und Schiefergasförderung in kommerziellem Maßstab benötigt Risse, die diese Durchlässigkeit gewährleisten. Schiefergas wird bereits seit langer Zeit aus Formationen mit vielen natürlichen Rissen gefördert.[7]

Durch Richtbohren entstehen horizontale Bohrlöcher, die die Austrittsfläche für das im Schiefergestein gelagerte Erdgas erhöhen. Eine unter hohem Druck eingepresste Flüssigkeit („Fracfluid“: Wasser, Sand und Chemikalien) erzeugt rund um den Bohrstrang eine gasdurchlässige Struktur.[8] Gegen Fracking gibt es massive Umweltschutzbedenken.[9]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Schiefergas – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Schiefergas – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  • Angelika Hillmer: Frac-Technik. Mit Hochdruck Gas fördern. Hamburger Abendblatt, 14. Dezember 2010, abgerufen am 11. Februar 2013.
  • Sven Titz: Schiefergas – die wiederentdeckte Reserve. Neue Techniken ermöglichen die rentable Ausbeute unkonventioneller Gasvorkommen. Neue Zürcher Zeitung, 6. Januar 2010, abgerufen am 11. Februar 2013.
  • Markus Theurer: Auf der Suche nach dem Schiefergas. Frankfurter Allgemeine Zeitung, 15. März 2010, abgerufen am 11. Februar 2013.
  • Werner Zittel: Unkonventionelles Erdgas. Kurzstudie. ASPO Deutschland / Energy Watch Group, 18. Mai 2010, archiviert vom Original am 9. Juli 2015, abgerufen am 11. Februar 2013 (pdf, Informationspapier).
  • Andrzej Rybak: Bohren bis zum Mittelpunkt der Erde. In: Agenda. Finanzial Times Deutschland, 4. September 2009, archiviert vom Original am 6. September 2010, abgerufen am 11. Februar 2013: „Polen träumt von einem neuen Schatz: Schiefergas“

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Modern shale gas development in the United States. US Department of Energy, April 2009, S. 17, abgerufen am 11. Februar 2013 (pdf; 5,4 MB, englisch).
  2. Schiefergas made in Germany. Das Märchen von der deutschen Erdgas-Bonanza. Der Spiegel, 6. Februar 2013, abgerufen am 11. Februar 2013.
  3. Jonathan Watts: China takes step towards tapping shale gas potential with first well. In: guardian.co.uk. 21. April 2011, abgerufen am 14. September 2014.
  4. Piotr Heller: Mit Hochdruck. Erdgasförderung durch Fracking als Reizthema. Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 24. Februar 2013, Ausgabe Nr. 8, S. 61.
  5. Harald Andruleit u. a.: Abschätzung des Erdgaspotenzials aus dichten Tongesteinen (Schiefergas) in Deutschland. Hrsg.: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. (PDF).
  6. Joel Kirkland: Big Money Drives Up the Betting on the Marcellus Shale. New York Times, 8. Juli 2010
  7. Susanne Arndt, David Rotman, Wolfgang Stieler: Die brachiale Suche nach Gas im Gestein. Spiegel.de, 17. Oktober 2010, abgerufen am 11. Februar 2013.
  8. Dimitrios Kolymbas: Tunnelbau und Tunnelmechanik. Eine systematische Einführung mit besonderer Berücksichtigung mechanischer Probleme. Springer, Berlin 1998, S. 279.
  9. Werner Zittel: Große Hoffnung Shale Gas. Ein totaler Humbug. n-tv.de, 20. Mai 2010, abgerufen am 11. Februar 2013.