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Fracking eine sichere Technologie?

Veröffentlicht am von Gerald Tauber

techn. Prozess des hydraulic Fracturings
techn. Prozess des hydraulic Fracturings

Mit etwas Befremden sah ich am Freitag die Panorama-Sendung, eine Wiederholung der Sendung vom 4. und 25. September mit dem Thema Fracking. Nun der Grundtenor fand ich gut, man wollte aufklären und vor allem das Thema versachlichen, was ich auch gut fand. Nur die Stellungsnahmen des BGR waren dem was man nun vor allem als politische Aussagen zum Thema Fracking bezeichnen kann.

Dabei wird unter anderem der Vorsitzende des BGR interviewt, Hans-Joachim Kümpel. Dieser meint das die Wissenschaft nicht genügend zum Thema gehört und befragt wurde. Auch meint er das Hydraulic Fracturing an für sich eine sehr sichere Technologie ist. In der sogenannten Kopenhagener Erklärung wird immerhin behauptet, das der gesammelte Sachverstand der Geologen nicht gehört würde und diese Nichtkonsultation zu nachteiligen Entscheidungen für die Gesellschaft führen kann. Nur hat der gesammelte Sachverstand der Geologen den gesammelten Sachverstand der Technologen zu Rate gezogen???

So ist die Aussage das Technologie sicher und beherrschbar ist wohl richtig, besser gesagt solange die Technologie im Rahmen der für sie entwickelten Parameter eingesetzt wird. In eine Risikobetrachtung gehört eben auch das zum Beispiel die Störfälle von Fukushima und Tschernobyl niemals hätten auftreten können, wenn die Rahmenbedingungen für den Einsatz der Technologie beachtet wurden wären bzw. kein Naturereignis wie ein Erdbeben und ein Tsunami aufgetreten wären. Auch hätte der Störfall in der Asse nicht auftreten können wenn die Geologie des Untergrundes auf den Rat der Wissenschaftler der 1960er Jahre gehört hätte und kein Erdbeben entstand das die Lage im inoffiziellen Endlager für radioaktive Stoffe destabilisierte. Auch ist es wohl richtig das der Chemieunfall im indischen Bhopal nicht passiert wäre, wenn die Arbeiter die die Reinigung der fluiden Abwassertanks vornahmen entsprechend der von den Technologen vorgegebenen Sicherheitsmaßnahmen gearbeitet hätten. Besser gesagt die Sicherheitsvorrichtungen ebenso gewartet worden wären. Ebenso ist es richtig das Ingenieure immer nach dem besten Wissen der Zeit arbeiten und ebenso die Sicherheit der technischen Anlagen gewehrleisten. Nur zeigte der Unfall der Deep Water Horizons im Golf von Mexiko das wirtschaftliche Erwägungen, das ingenieurstechnische Know-How ad-absurdum führen kann, was in diesem Falle fast schon kriminelle Auswüchse annahm. Immerhin waren die Ingenieure von Halli-Burton der Meinung das eine mehrwandige Absicherung des Bohrloches die beste Lösung ist, jedoch die Manager von BP war dieses zu Kostenintensiv und hätte obendrein den Start der Ölförderung um zwei Tage verzögert, immerhin standen ein Kosten Nutzen Verhältnis von sieben zu zwanzig Mio. US-Dollar auf dem Spiel.

Es ist sicherlich auch richtig, das in NRW seit 50 Jahren gefrackt wird, nur diese Technologie ist eben auch Problembehaftet und nun möchte man in den oberen Erdschichten nach Erdgas suchen und fördern. Nur wenn man die Rahmenbedingungen ändert, ändert man auch die Parameter in der eine Technologie funktionieren soll. Wissenschaftlich gesehen ist Hydraulic Fracturing auch nicht unumstritten, die im Bohrloch verbleibende Frac-Flüssigkeit und der Flow-back sind wohl die meistumstrittenen Kritikpunkte. Erstens die Frac-Flüssigkeit besteht wie gesagt aus einem Mix von Wasser, Sand einem Cocktail von Chemikalien, die Zusammensetzung des Cocktails sind in der Regel ein Geheimnis des Betreibers, also weis man auch nicht genau was letztendlich in den Boden eingebracht wird. Die in Deutschland für das Fracking interessanten Gebiete sind zu dem Erdbebengefährdet, nun ist das nichts ungewöhnliches. Hydraulic Fracturing verwendet selber Minierdbeben um Spalten zu schaffen, damit das Erdgas aus dem Untergrund entweichen kann.

Nur hier besteht meiner Meinung nach ein kleiner Knackpunkt. Offen an die Erdoberfläche reichende Schiefer offenbaren einem einiges, die für die Gasproduktion interessanten Schiefergasvorkommen bestehen aus klastischen Schiefergestein oder früher auch Tonschiefer genannt, ein Sedimentgestein. Klastisch bedeutet soviel wie abgebrochen, von klãn ‚(ab)brechen‘). Als klastische Sedimentgesteine, wie andere Öl und Gasführende Gesteine wie Kalk- und Sandstein, bezeichnet man Gesteinsarten deren Material aus der mechanischen Zerstörung anderer Gesteine stammt. Eine weitere Bezeichnung ist Trümmergestein. Klastische Sedimente werden anhand des Korngrößenspektrums charakterisiert, anhand des Materials, aus dem sie bestehen, und anhand ihrer Genese. Schiefergesteinsschichten sind immer in Schichten aufgebaut, anders als zum Beispiel Granite, Basalte und Quarze usw.. Schiefergestein ist im übrigen organischen und anorganischen Ursprungs. Wie groß die Spalten und Risse die durch das hydraulic Fracturing entstehen weis eigentlich niemand, man nimmt wohl an das es sich um ein paar dutzend Meter sind. Alles noch kein Problem, da der Vorgang in mehreren tausend Meter Tiefe vorgenommen wird. Da Tonschiefer im allgemeinen als Wasserundurchlässig gelten nimmt man auch an das die Frac-Flüssigkeit nicht mit Grundwasser in Berührung kommen kann. Nur um in diese Tiefe zu kommen muss man ein Bohrloch schaffen, das soll mit einer speziellen Betonmischung abgedichtet werden, nur Betone müssen entsprechend gewartet werden, da auch diese durch Umwelteinflüsse porös werden können, wenn sie altern. Auch können Betone durch mechanische Beanspruchung, wie sie bei einem Erdbeben entstehen, brechen und undicht werden. Wenn dieses passiert steigt die im Bohrloch verbleibende Frac-Flüssigkeit, Gas bzw. Öl auf und kann durchaus Grundwasserschichten erreichen und verunreinigen, da diese unter Druck stehen. Auch im Betrieb der Bohranlagen können im ganz normalen Betrieb Undichtigkeiten in der Förderanlage entstehen, auch ist wohl anzumerken das ein Bohrloch bis zu 16 mal einem Frac-Vorgang ausgesetzt wird, um die Lagerstätte optimal ausbeuten zu können.

Aufbau eines Fracing-Bohrloches
Aufbau eines Fracing-Bohrloches

Sieht man sich den technologischen Prozess des Fracturings an, wird klarer warum einige Aussagen der Industrie so nicht ganz stimmen können. So wird unter anderem Behauptet das die Aufspaltung des Gesteins genau berechnet werden kann. Theoretisch gesehen geht das, nur praktisch gesehen müsste man die Struktur des Gesteins genau kennen, wie gesagt hat man es mit einem Sedimentgestein zu tun, das einstmals in unterschiedlich starken Schichten sich ablagerte und auch ihre Zusammensetzung und Härte variiert demzufolge. Beim Fracturing nutzt man demzufolge diese unterschiedliche Zusammensetzung, Bänderung und Härte des Schiefergesteins. Durch die Perforationskanone wird die Stahlummantelung durchlöchert und der Zugang zum Gestein freigelegt. Danach wird der Mix aus Wasser, Sand und Chemikalien unter Hochdruck durch diese Öffnungen im Stahlmantel in das Gestein gepresst. Die Rissbildung soll sich vertikal bis zu 50 Meter und horizontal bis zu 150 Meter um das Bohrloch ausbreiten und danach kann das Gas fließen. Der Sand und Keramikkügelchen halten dabei diese Frakturen im Gestein offen, Chemikalien wirken der Bildung von Bakterienkolonien entgegen. An der Außenwand der Stahlummantelung des Bohrloches jedoch ist durch den eigentlichen Bohrvorgang ebenfalls eine Spaltbreite von ca. 5 mm entstanden. Wie auf der Abbildung von Wintershall sieht man das Bohrloch ist Mehrstufig und Mehrwandig aufgebaut. Ein bis zur Lagerstätte reichende Zementummantelung soll diesen Spalt um Deckgestein eigentlich schließen, nur wie nicht anders zu erwarten arbeitet auch dieses Deckgestein. Durch die Bohrung selber entstehen ebenfalls Risse im Deckgestein und eingeschlossenes Wasser, Gase ummanteln zwangsläufig das Bohrloch, hierbei kommt es auf die Dichte des Gesteins an. Diese Spaltbreite scheint nicht allzuviel zu sein, jedoch erstreckt sich dieser Spalt bis zur Erdoberfläche aus, eine 100% Abdichtung existiert naturgemäß also nicht, wie so oft behauptet. Auch sollte man bedenken, das der Gesteinsdruck in der Lagerstätte dafür sorgt, das ein kleiner Teil der Frac-Flüssigkeit, Gase und Isotopen in diesen kleinen Spalt gepresst wird und mit der Zeit aufsteigen. Dieser Vorgang wird durch die Wärmedifferenz im Gestein selber ermöglicht, unten liegendes Gestein ist naturgemäß wärmer als die darüber liegenden Gesteine und der zweite Satz der Thermodynamik gilt ebenso hier, Mutter Natur versucht immer Druck und Wärmedifferenzen ausgleichen. Auch gilt das die Schwerkraft dem entgegenwirkt, jedoch hier gilt es das Dichte eines Elements ein endscheidenter Faktor ist, Gase haben in der Regel eine geringere Dichte als Flüssigkeiten. Das kann man in jeder Seltersflasche beobachten, Gase streben immer in einer Flüssigkeit nach oben.

Dieser Vorgang kann je nach Tiefe jedoch Jahre oder Jahrzehnte dauern, bis sie die Grundwasserführenden Schichten erreichen. Es handelt sich sozusagen um eine Langzeitbetrachtung. Selbst kleinste Verunreinigungen des Grundwassers kann dazu führen das es nicht mehr genießbar ist. In die Betrachtung mit ein zu binden ist, Vorgänge zu berücksichtigen die Zukünftig auftreten können. Um eine Risikobetrachtung zu erstellen, muss man ebenso die Wahrscheinlichkeit eines Extremereignisses berücksichtigen. So war ein Tsunami von 5 Meter Wellenhöhe als extremstes Gefahrenpotenzial für die Errichtung der AKW`s in Japan in die Risikobetrachtung eingeflossen, eine Wellenhöhe von 10 Meter wie sie im März 2011 auftrat galt als ausgeschlossen. Die Rahmenbedingung für die Risikobetrachtung wurden jedoch von den verantwortlichen Politikern festgelegt, außerdem muss man hin zu sagen Ingenieure lernen eigentlich nur aus Fehlern die auftreten. Nicht alle Szenarien die auftreten können werden in die ingenieurstechnische Betrachtung mit eingebunden, sondern es handelt sich zuerst um Idealvorstellungen. Durch Störungen und Fehler werden die Idealvorstellung immer weiter verfeinert und optimiert. So ist es zum Beispiel in Luftfahrtbranche, jeder Unfall eines Passagierflugzeuges der geschieht wird analysiert und entsprechende Änderungen vorgeschrieben. Bis vor wenigen Jahren konnten sich AIRBUS-Ingenieure anscheinend nicht vorstellen das alle vier Pitou-Rohre vereisen können, das war jedoch eine Hauptursache eines Crashs einer A330 der Air France im Jahre 2009 über dem Atlantik. Auch das die Tanks der Concorde Leck schlagen können, war bei der Entwicklung in den 1960er Jahre nicht berücksichtig worden, aus diesem Grunde stürzte eine Concorde im Jahre 2001 über Paris Le Bourget ab.

Die in der Europäischen Union zugelassene, gentechnisch veränderte Soja-Sorte Intacta des US-Konzerns Monsanto kann laut einer mit Beteiligung von Monsanto-Mitarbeitern erstellten Studie die Ausbreitung bestimmter Schädlinge befördern. Dies berichtete die Organisation Testbiotech am Donnerstag in Berlin. Demnach seien die Ursache dafür ungewollte Effekte, die durch die gentechnische Veränderung der Pflanze verursacht wurden.

Das war eine Meldung aus dem Handelsblatt vom 03. Oktober 2014, eigentlich wollte man die Zahl der Schädlinge mit der Einführung der Pflanze senken, nur bietet die Natur in vielen Fällen Überraschungen die man sich vorher nicht hatte vorstellen können oder ganz bewusst ausgeblendet hatte, da sie in der Idealvorstellung der Entwickler nicht vorgesehen wurden und waren. Geologen zum hydraulic Fracturing zu befragen ist ungefähr so sinnvoll wie Chemiker zu einem Atomkraftwerk zu befragen. Klar ist das Risiko durch die mechanisch erzeugten Verwerfungen in ein bis vier km Tiefe in einer nicht (vulkanisch) aktiven Zone gering. Nur unbedeutende Microbeben, diese können keine Erdrutsche oder Erdfälle verursachen. Das Problem ist die toxische Wirkung des Arbeitsmediums und des Flow-back, der bei der Arbeit entstehenden Umweltbelastungen, die beide für ein relativ lang andauerndes Risiko fürs Grund- und Trinkwasser sorgen. Das Thema zu versachlichen, sollte nicht dafür sorgen das sehr reale, jedoch langfristige Beeinträchtigungen, nicht in den Hintergrund treten lassen, bei einer versachlichten Beurteilung dieser Technologie. Denn die Sendungen bei Panorama haben eines vergessen zu erwähnen, Technologie ist nur so gut und in der Anwendung sicher, wie es die Rahmenbedingungen eben auch zu lassen.

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