1 | Wissenschaftliche Statutskonferenz 6./7. März 2012 – Vortrag Borchardt Die Fracking-Technologie zur Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten – Kriterien für Sicherheit + Umweltverträglichkeit („Risikostudie Fracking“) Wissenschaftliche Statuskonferenz des Neutralen Expertenkreises im InfoDialog Fracking, Berlin, 6. und 7. März 2012
Die Fracking-Technologie zur Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten Kriterien für Sicherheit + Umweltverträglichkeit („Risikostudie Fracking“) Wissenschaftliche Statuskonferenz des Neutralen Expertenkreises im InfoDialog Fracking, Berlin, 6. und 7. März 2012 Prof. Dr. Dietrich Borchardt
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1 | Wissenschaftliche Statutskonferenz 6./7. März 2012 – Vortrag Borchardt
Die Fracking-Technologie zur Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten –
Kriterien für Sicherheit + Umweltverträglichkeit („Risikostudie Fracking“)
Wissenschaftliche Statuskonferenz des Neutralen Expertenkreises im InfoDialog Fracking,
Berlin, 6. und 7. März 2012
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Zielsetzung, Aufbau, Methodik, zentrale Ergebnisse der Studie
Berlin, 6. März 2012
Prof. Dr. Dietrich Borchardt
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Hintergrund
| ExxonMobil plant in Teilen Niedersachsens und Nordrhein-Westfalens die Förderung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten
| Erdgas ist ein wichtiger Pfeiler des deutschen Energiemixes (22 % der Primärenergie). Heimisches Erdgas macht 14 % des deutschen Erdgasbedarfs aus. Die bestehenden Reserven sind zu ca. 80 % unkonventionell.
| Um diese Reserven zu heben, muss man die Fracking-Technik (Hydraulic Fracturing) einsetzen.
| In den USA wird Fracking in unkoventionellen Reservoirs bereits breit eingesetzt. Berichte von dort (brennende Wasserhähne, verunreinigtes Wasser, Erdbeben) beunruhigen die Menschen.
| Bis Risiken und Umweltverträglichkeit geklärt sind, ruhen weitere Erkundungsmaßnahmen.
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unkonventionelle Vorkommen
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Zielsetzung
| Der „Neutrale Expertenkreis“ betrachtet umfassend die Umweltauswirkungen und Risiken der Fracking-Technik in unkonventionellen Lagerstätten.
| In der standortübergreifenden Risikoabschätzung sollen alle relevanten Dimensionen und Aspekte auf Basis der verfügbaren Erkenntnisse wissenschaftlich untersucht und integriert werden.
| Es sollen Kriterien und ein Beurteilungsrahmen für die Beurteilung von Einzelstandorten bereit gestellt werden.
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Fragen
Erscheinen die Risiken beherrschbar? Welche Vorkehrungen müssen getroffen werden?
Gibt es Situationen, in denen vollständig auf Fracking verzichtet werden sollte?
Wie sehen die Umweltauswirkungen von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten im Vergleich mit Erdgas aus anderen Quellen in der Gesamtbetrachtung aus?
Wie würde die Förderung von Erdgas in den betreffenden Regionen konkret aussehen?
Welche Wissenslücken sind noch zu schließen?
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Wissenschaftliche Erkenntnisse| Zu folgenden Themen werden die wissenschaftlichen
Erkenntnisse präsentiert:- Migration gefährlicher Stoffe ins Grundwasser
- Schäden / Unfälle obertägig und im Bohrloch
- Umgang mit Abwasser / Flowback
- Folgen für Landschaft, Natur und Menschen
- Energie- und Klimabilanz
- toxikologische Beurteilung eingesetzter Stoffe
- umweltrechtliche Einordnung und Bewertung
- mögliche seismische Ereignisse
- wirtschaftlichen Folgen für die Förderregionen
| Zu diesen Themen erwartet der Expertenkreis ein Feedback aus der Fachöffentlichkeit
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Struktur
des
Neutralen
Experten-
kreises
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Themen und interdisziplinäre Zusammenarbeit
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Generische oder spezifische Vorgehens-weise?
Bestimmte Fragen lassen sich unabhängig vom Standort untersuchen – etwa das Risiko von Unfällen auf dem Bohrplatz.
Andere Fragestellungen sind hochgradig spezifisch. So ist die Migration von Chemikalien oder von Methan durch das Deckgebirge abhängig vom konkreten geologischen „Setting“.
Die Ergebnisse stützen sich auf plausible Annahmen, keine exakten standortbezogenen Aussagen
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Lage der Standorte und Settings
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Methodik: generische Studie
| Die Studie setzt Bedingungen an, wie sie in den Aufsuchungsgebieten in Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen vorherrschen:
- technische Vorgehensweisen und Standards, die ExxonMobil in Deutschland anwendet bzw. die gesetzlich vorgeschrieben sind;
- sieben in den Aufsuchungsregionen vorkommende typische geologische Situationen („Settings“);
- Szenarien für denkbare technische Störfälle / Leckagen
- typisches Landschaftsbild mit Auswirkungen bei vollständiger Umsetzung der Förderaktivitäten beschrieben.
- lokale Rahmenbedingungen für Abschätzung der Auswirkungen auf die regionale Wirtschaft und mögliche seismische Risiken
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Methodik: Probabilistik oder Deterministik
| Grundsätzlich können Risikoanalysen probabilistisch oder deterministisch durchgeführt werden:- Wenn die Datenlage sehr gut ist, kann die Wahrscheinlichkeit
von Störfällen beschrieben und das Risiko quantitativ berechnet werden (probabilistische Vorgehensweise);
- Probabilistische Risikoanalysen werden bei Hochrisiko-Technologien (Kernkraft, Chemie) durchgeführt.
- In der Regel reichen die Daten hierfür nicht aus. Dann müssen Worst-Case-Annahmen getroffen werden. Es ist dann zu zeigen, dass diese beherrschbar sind (deterministische Vorgehensweise).
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Methodik: deterministische Analyse
| Die deterministische Vorgehensweise braucht aller-dings an 2 Stellen Wahrscheinlichkeitsaussagen:
1. Welche Worst-Case-Szenarien können eintreten – und welche
2. Wie funktionieren Sicherheitsmaßnahmen (Monitoring, Detektion, Reparaturmechanismen, Sanierung etc.)? Wie viele Sicherheitsmaßnahmen braucht man daher, und welche Sicherheits-Prinzipien müssen dafür gelten (Redundanz, Diversität, …)
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Methodik: konservative Annahmen
Worst-Case Annahme Normalfall
Integrität der
Bohrungen
Doppelte Abscherung,
Zementierung nicht dicht
Integrität der Bohrung ist
sichergestellt
Bohrplatz Freisetzung von Stoffen
durch Brand / Explosion /
Unfall
kein Brand / Explosion,
Tankerunfall oder Abriss
Panzerschlauch
Rohrleitung Leckagen mit Freisetzung Dichte Rohrleitung / keine
Leckagen
Transport Tankerunfall mit Freisetzung Transport ohne Freisetzung
Bewertung der
Stoffe
Bewertung bezogen auf den
empfindlichsten Indikator
Empfindlichster
Organismus kommt nicht in
Kontakt mit Stoff
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Ergebnisse - Schadstofftransport| Mit Fracking sind Risiken und Umweltbeeinträchtigungen
verbunden, die ernst zu nehmen sind.- v.a. die (technischen) Risiken bei Transport, Lagerung sowie im
Bohrloch können das Grundwasser kontaminieren;
- aus tiefen geologischen Schichten können nur in bestimmten ungünstigen Situationen Schadstoffe aufsteigen;
- über den Aufstieg von Methan weiß man zu wenig: brennende Wasserhähne gibt es auch ohne Fracking, aber ob und in welchem Maße dieses Phänomen verstärkt wird, ist unbekannt.
- es werden zunehmend weniger umweltgefährdende Fracking-Fluide eingesetzt
- die Belastung des Lagerstättenwassers kann erheblich sein und ist zu beachten;
| Viele dieser Risiken bestehen auch bei einer Erdgas-gewinnung aus konventionellen Lagerstätten
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Transportpfade und Treiber
Pfade der
Verunreinigung
Treiber Relevanz
Leckagen im Bohrloch und
Unfälle / Lecks obertägig
Schwer-
kraft
Kommt vor, muss betrachtet werden
Aufstieg durch
Deckgebirge (Methan)
Auftrieb Kann vorkommen, abhängig vom Vorhandensein
durchgängiger / durchlässiger Störungen
Aufstieg durch
Deckgebirge
(Flüssigkeiten)
Im Regel-
fall keiner
Vorkommen unwahrscheinlich. Nur wenn
1. Frac-Ausbreitung weiter als bisher bekannt,
2. artesisch gespanntes Tiefenwasser / erzeugter
Druckgradient durch Förderung und
3. durchgängige durchlässige Störungen
Transport im tiefen
Grundwasser
Strömung Kann vorkommen bei Frac-Ausbreitung weiter als bisher
bekannt. Relevant insbesondere bei Solenutzung
Aber Achtung: Das sind Modellrechnungen auf der Basis von Szenarien, das ist keine Realität. Hier ist noch Forschung nötig.
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Ergebnisse – Weitere Themen
| Neben einer möglichen Kontamination von Grund-wasser gibt es weitere relevante Aspekte.
- in Abhängigkeit von den diffusen Methanemissionen ist die Klimabilanz möglicherweise deutlich schlechter, als bei Erdgas aus konventionellen Lagerstätten;
- bei einer ungeordneten Entwicklung der Bohrplätze kann es zu einer industriellen Zersiedelung kommen;
- die Entsorgung des Abwassers / Flowbacks in Versenkbrunnen und der Transport dorthin stellen ein Risiko dar;
- die regionalökonomischen Wirkungen des Fracking werden aufgrund des Besuchs in den USA zusätzlich betrachtet.
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Zeitplan
| 6./7.3. Wissenschaftliche Statuskonferenz, Berlin:Präsentation der vorläufigen wissenschaftlichen Ergebnisse und der Reviews
| 20./21.3. Fachgespräche zu Monitoring und Ökonomie
| März/April: Präsentation der Ergebnisse der Expertise zu den Benzolaustritten
| 25.4. Abschlusskonferenz, Osnabrück Präsentation der Empfehlungen des Expertenkreises
| Mitte Mai Veröffentlichung der umfassenden Studien und der Final Peer Reviews
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Peer Reviewer (kursiv: nur schriftlich)
| Gesamtstudie: Alan J. Krupnick, Resources for the Future
| Untertägige Prozesse: Avner Vengosh, Duke University, David Yoxtheimer, Penn State Marcellus Center for Outreach and
Research, Mike Celia, Princeton University
| Obertägige Prozesse: Michael Struckl, Österreichisches Wirtschaftsministerium, Helmut Kroiss, TU Wien
| Energie- und Klimabilanz: Ramón Alvarez, Environmental
Defense Fund
| Toxikologie und Grundwasser: Beate Escher, Univer-sity of
Queensland, Hermann Dieter, Umweltbundesamt
| Umweltrecht: Michael Reinhardt, Universität Trier