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Hydraulic Fracturing Eine Gefahr für das Grundwasser? Veranstaltung: Ingenieurhydrologie Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch 19.09.2012 Lena Kunigk.

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1 Hydraulic Fracturing Eine Gefahr für das Grundwasser? Veranstaltung: Ingenieurhydrologie Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch Lena Kunigk 1

2 Gliederung Was bedeutet Hydraulic Fracturing? Wo ist Erdgas gespeichert? Wie funktioniert Hydraulic Fracturing? Risiken für Mensch und Umwelt kontaminiertes Grund- und Trinkwasser in Deutschland Fazit Quellen 2

3 Was bedeutet Hydraulic Fracturing? Hydraulic Fracturing wird auch Fracking genannt Verfahren der Bohrtechnik Erzeugung von Rissen im Untergrund, durch hydraulischen Druck und Chemikalien, um Gas zu fördern 3

4 Wo ist Erdgas gespeichert? Erdgas aus konventionellen Lagerstätten: Erdgas kommt im Gestein in freier Gasphase vor Gewinnung mit klassischen Fördermethoden Erdgas strömt frei einer Förderbohrung zu Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten: Erdgas kommt im Gestein nicht in freier Gasphase vor Speichergestein ist nicht ausreichend durchlässig Kohleflözgas, Schiefergestein und Schieferton, dichte Sand- oder Kalksteinhorizonten 4

5 5

6 Wie funktioniert Fracking? Gas ist im Schiefergestein gebunden Lagerstätten in einer Tiefe von 1000 m und tiefer Untergrund muss aufgebrochen werden um Gas zu lösen mittels Horizontalbohrtechnik werden mehrere Bohrungen von einem Sondenplatz durchgeführt 6

7 Von jedem Sondenplatz aus können mehrere Bohrungen mit unterschiedlicher horizontaler Ablenkung niedergebracht werden um die gasführende Lagerstätte bestmöglich zu erschließen (BNK Petroleum Inc., 2011) 7

8 Wie funktioniert Fracking? das einzementierte Steigrohr wird im Bereich der Lagerstätte mit Löchern perforiert durch diese Löcher wird unter hohem Druck ein Gemisch aus Wasser, Quarzsand und chemischen Additiven in das Gestein gepresst durch den hohen hydraulischen Druck werden Risse im Gestein erzeugt 8

9 Schematische Darstellung einer horizontal abgelenkten Bohrung in einen Schiefergashorizont (US EPA Hydraulic Fracturing Research Study, 2010) 9

10 Wie funktioniert Fracking? eingepresstes Frack-Fluid wird zurückgepumpt Quarzsand hält als Stützmittel die künstlich erzeugten Risse offen ein Teil des Frack-Fluids verbleibt in der Lagerstätte Gas und Lagerstättenwasser strömen dem Bohrloch zu und können gefördert werden 10

11 Risiken für Mensch und Umwelt Lärm-und Luftemissionen hoher Flächenverbrauch hoher Wasserverbrauch pro Bohrung werden m ³ Wasser benötigt zum Vergleich: ein Hallenschwimmbecken [25m/10m/4m] fasst 1000 m³ 11

12 Risiken für Mensch und Umwelt Chemikalienkonzentration des Fracking-Fluids liegt bei 0,5-2 Volumenprozent z.B.: die US-EPA [United States Environmental Protection Agency] nennt einen Bedarf an chemischen Additiven von t bei einem Wasserbedarf von m³ pro Bohrung viele dieser Chemikalien gelten als wassergefährdend und/oder als toxisch für die menschliche Gesundheit 12

13 Einsatzzwecke der in Frack-Fluiden eingesetzten Additive (nach UBA 2011a, Tyndall Centre 2011, NYSDEC 2011, US DOE 2009). 13

14 Risiken für Mensch und Umwelt potentielle Kontaminationspfade: undichte Rohrleitungen Lagerung von Chemikalien und Lagerstättenwasser Verbindung verschiedener Grundwasserleiter mit üblicherweise unterschiedlichem Chemismus Entsorgung von Frack-und Lagerstättenwasser 14

15 Schematische Darstellung der potentiellen Risiken für das Grundwasser (gelb) (UBA, 2011) 15

16 kontaminiertes Grund-und Trinkwasser in Deutschland 2007: im Erdgasfeld Söhlingen (Niedersachsen) von Exxon Mobil trat durch undichte Rohrleitungen Benzol und Quecksilber aus an 9 Stellen kam es zu Kontaminierungen, deren Beseitigung bis 2011 andauerte Verbot von Rohrleitungen aus dem Werkstoff PE 80 Polyethylen 16

17 kontaminiertes Grund-und Trinkwasser in Deutschland August 2011: durch ein undichtes Ventil gelingt Lagerstättenwasser bei der Bohrstelle Völkersen Z1 von RWE Dea ins Erdreich Untersuchungen ergaben Quecksilber- und Benzolwerte von über 3000 µg/l mehr als Liter Wasser pro Tag mussten zur Reinigung abtransportiert werden bis der zulässige Grenzwert von 5 µg/l erreicht ist, kann es zwischen 18 und 24 Monaten dauern 17

18 kontaminiertes Grund-und Trinkwasser in Deutschland Oktober 2011: Kontaminierungen durch undichte Lagerstättenwasserleitungen von Exxon Mobil bei Hengstlage (Niedersachsen) Kontaminierung des Bodens mit Schwermetallen und teils krebserregenden Kohlenwasserstoffen bis heute gibt es in Deutschland keine Informationspflicht der Betroffenen 18

19 Fazit Hydraulic Fracturing birgt Risiken für Mensch und Umwelt Fracking ist eine Gefahr für das Grund-und Trinkwasser Einführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung notwendig Verbot von Fracking in Trinkwasser- und Heilquellenschutzgebieten erforderlich 19

20 Quellen %3Ag1l3iw4aado&cof=FORID%3A11&ie=ISO &q=Fracking&sa=%3E%3E&siteurl=http%3A%2F%2Fwww.umweltbundesamt.de% 2F gewaesserschutz/publikationen/stellungnahme_fracking.pdf grund-undoder-trinkwasser/ 028_fracking_nur_mit_strengen_auflagen_zulassen_neues_gutachten_keine_erdg asbohrungen_in_trinkwasserschutzgebieten.htm 20

21 Quellen Vorfälle in den USA: chemikalien-und-thermogenes-methan-erneut-im-grundwasser-und-trinkwasser- nachgewiesen/ strafe-fuer-chesapeake-energy/ gasforderung/schaeden-und-unfaelle-bei-der-unkonventionellen-gasfoerderung/ Dokumentationen: Gefaehrliche-Gier#/beitrag/video/ /ZDFzoom-Gefaehrliche-Gier grund-undoder-trinkwasser/ Hintergrundbild: 21


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