Energetische Nutzung von Erdöl - Künftige Entwicklung, Reserven und Prognosen

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Geologische und physikalische Daten
2.1. Zusammensetzung und Definition des Erdöls
2.2. Entstehung des Erdöls

3. Menge der Erdölreserven und der Erdölförderung

4. Die zukünftige Entwicklung der weltweiten Ölförderung

5. Hoffnung „Unkonventionelles Erdöl“
5.1. Schweröl und Teersand
5.2. Schweröl in Kanada und Venezuela
5.3. Ölschiefer
5.4. Tiefseeöl
5.5. Polaröl

6. Fazit und Ausblick

7. Quellenverzeichnis

8. Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

In der Geschichte des Menschen spielte die Energieversorgung schon immer eine elementare Rolle. Im Zuge der industriellen Revolution bis hin in unsere moderne Zeit ist der Anspruch und Verbrauch an Energieträgern enorm angestiegen. Eine gut funktionierende Energieversorgung stellt die Basis dar, auf welcher sich ein Staat, Industrie und ein gemeinsames Beisammensein entwickeln kann bzw. im Wohlstand leben kann.

Unter den Energieträgern gibt es einen Herausragenden, der wie kein anderer einen so hohen Anteil (40,9 %) an dem derzeitigen Weltprimärenergieverbrauch (ca. 450 EJ) einnimmt und in einem so erheblichem Maße die Geschehnisse auf unserer Erde beeinflusst [1]. Gemeint ist das Erdöl, welches zum größten Teil im energetischen Bereich verwertet wird, wie z.B. zur Wärme- und Kraftstofferzeugung. Weltweit werden 95 % der Motorenbenzine aus Erdöl gewonnen, Dieselöl für Autos und Schiffe, Kerosin für den Flugverkehr, Heizöl für Fabriken und Haushalte [2]. In der Industrie wird es auch für nicht energetische Zwecke eingesetzt, wie z.B. zur Herstellung von Schmier- und Maschinenölen, Lösungsmitteln, Kunst- und Farbstoffen, Waschmitteln, pharmazeutischen Produkten und vielen anderen chemischen Verbindungen.

Allerdings ist für uns das Erdöl und somit auch die Energie, die aus Erdöl „gewonnen“ bzw. umgewandelt wird, mittlerweile zu etwas Selbstverständlichem geworden. Erdöl ist einfach da! Das jedoch die Erdölressourcen auch mal zu Ende gehen könnten, wird einem im Alltag gar nicht so recht bewusst. Der energieintensive Lebensstil der westlichen Industriestaaten hat in nur wenigen Jahrzehnten praktisch die Hälfte des schwarzen Goldes verbraucht, welches sich in Jahrmillionen angesammelt hat [3]. Im Ungefähren kann man sich also ausrechnen, dass unsere Erdölressourcen auf dieser Erde nicht mehr lange ausreichen und das die dann fehlenden 40,9 % am globalen Primärenergieverbrauch (PEV) durch andere Energieträger substituiert werden müssen. Daher gilt schon heute, dass wir möglichst schonend mit unseren Ressourcen umgehen und auch alternative Energien in unser Energieversorgungskonzept mit integrieren. Die alternativen Energien tragen derzeit allerdings nur zu einem relativ geringem Maße ( 5,53 %) am globalen PEV bei, sodass sich unser Alltag und Leben stärker denn je am Erdöl orientiert [1]. Aus dieser Problematik stellen sich für uns somit insbesondere die Fragen, wie viel Erdöl es eigentlich noch gibt, wie lange wir noch auf die Ressource Erdöl zurückgreifen können und in welchem Maße das

„schwarze Gold“ unser Leben und den Markt von morgen prägen wird.

2. Geologische und physikalische Daten

2.1. Zusammensetzung und Definition des Erdöls

Erdöl, auch Petroleum genannt, ist ein kompliziertes Gemisch aus etwa 500 verschiedenen Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich Aliphaten, Naphthenen und Aromaten mit wechselnden Anteilen ungesättigter Kohlenwasserstoffe [7]. Erdöl enthält außerdem organische Säuren, Phenole, schwefel- und stickstoffhaltige organische Verbindungen sowie asphaltartige Stoffe. Die Farbe ist wasserklar bis fast schwarz. Die Dichte des Erdöls liegt zwischen 0,65 und 1,02 kg/l [2].

Die Familie der Kohlenwasserstoffe ist sehr groß und jedes Mitglied hat seine eigenen Beschaffenheiten und Charakteristika, welche die Kosten und Abbauprofile bestimmen. Es gibt viele Wege, die Kohlenwasserstoffe zu klassifizieren, wobei die Gefahr besteht, Äpfel mit Birnen zu vergleichen. Etwa 95 % des bisher gefundenen Öls sind recht leicht zu identifizieren [3]. Dieses gewöhnliche Öl entströmt den künstlichen Bohrlöchern und wird mit Hilfe von Druck und Wasser gefördert. Für den Begriff „konventionelles Öl“ gibt es allerdings keine allgemeingültige Definition. Im allgemeinen versteht man aber unter konventionellem Öl, das Öl, dass unter heutigen Bedingungen wirtschaftlich gefördert werden kann. Unter

„unkonventionellem Öl“ versteht man vor allem die Öle die aus Schiefer, Ölsanden und Kohle gewonnen werden, besonders schweres Öl sowie Tiefsee- und Polaröl [4]. Auch die Kondensatmengen zählt man dazu, die noch aus sehr alten Feldern gefördert werden, sowie synthetisches, aus Gas produziertes Öl. Auf die Bedeutung und Problematik der unkonventionellen Öle wird im Verlauf dieser Ausarbeitung noch Stellung genommen.

2.2. Entstehung des Erdöls

Erdöl und Erdgas sind organische Rückstände früherer Lebewesen, Pflanzen, Bakterien, Algen und anderer Mikroorganismen, die in marinen Sedimenten (Meeresablagerungen) eingebettet und umgewandelt wurden [4]. Dieser langwierige Prozess läuft aber nur unter ganz bestimmten Bedingungen ab und kam dementsprechend nur sehr selten in unserer geologischen Geschichte vor.

Damit sich überhaupt Öl und Gas bilden können, braucht es erst mal ein sehr hohes Vorkommen von Algen und Plankton in einem relativ niedrigen Gewässer. Diese Bedingungen herrschen in Ablagerungsräumen, in denen die Produktion von biogenem Material (Lebewesen, Pflanzen etc.) hoch ist, wie etwa in küstennahen Bereichen (Schelfe) des Meeres, wo große Mengen von Organismen gedeihen. Mit 30 Mio. km² umfassen die Schelfe nur 8,3 % des Meeresbodens, stellen jedoch rund 30 % der nachgewiesenen Welt- Erdölreserven sowie 90 % des Weltfischereiertrages [2]. Allerdings würde man in der heutigen Zeit ein schnelles Algenwachstum eher als Bedrohung ansehen, da die Algen aus dem Wasser so viel Sauerstoff entnehmen, dass alles andere Leben praktisch erstickt wird. Doch eine noch so große Ansammlung von organischem Material in Oberflächengewässern wäre noch keine hinreichende Bedingung für die Entstehung von Erdöl, da diese Materie größtenteils am Meeresboden oxidieren oder von anderen Organismen verzehrt werden würde. Um diese organische Materie irgendwie zu konservieren, muss es stehende und sauerstofflose Umgebungen geben. Tiefe Seen oder schmale tektonische Mulden mit kleinen oder nur minimalen Strömungen bieten solche Voraussetzungen. Hat sich dann eine Mulde mit organischem Material gefüllt, so muss diese von einer Sedimentschicht isolierend überdeckt werden. Ist die Mulde verschlossen, so wird nun die organische Materie von anaeroben Mikroben zu einer organischen Masse umgewandelt, die viel Kohlenstoff und nur noch wenig Wasserstoff enthält.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1 Entstehung von Erdöl [3]

Der im Laufe dieser chemischen Reaktion entstandene unlösliche organische Rückstand wird Kerogen genannt, das Vorläuferprodukt des Erdöls. Aufgrund der kontinuierlichen Überdeckung mit Sedimenten wird die Last irgendwann so groß, dass das organische Material langsam absinkt. Ab einer Tiefe von etwa 2.000 m erfolgt nun der letzte Schritt im Entstehungsprozess des Erdöls. Unter hohem Druck und unter hohen Temperaturen wird das Kerogen schlussendlich zu Erdöl umgewandelt. In einer Tiefe von ca. 4.000 - 5.000 m, welche als metagenetische Zone bezeichnet wird, kann kein Öl mehr entstehen, da unter den hohen Temperaturen der Zusammenhalt der Ölmoleküle auseinander bricht und nur noch Erdgas produziert wird [3]. Der hohe Druck in der Tiefe quetscht das Öl aus dem

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Muttergestein heraus, wobei es in die nächste poröse Gesteinsschicht gelangt. Da Öl leichter ist als Wasser, wandert es in den Porenräumen des Speichergesteins (z.B. Sandsteine) aus der Tiefe so lange nach oben bis es in einer „Falle“ gefangen wird. Diese natürlichen Fallen entstehen dort, wo Speichergestein nach oben hin durch undurchlässige Schichten aus Ton oder Salz abgedichtet ist. In einer Art Kuppel des Speichergesteins fangen sich immer mehr Erdöltröpfchen und bilden Erdöllagerstätten. Diese sind also keine riesigen, unterirdischen Ölseen, sondern vielmehr poröse Gesteinsschichten, die sozusagen wie ein Schwamm mit Erdöl vollgesogen sind [4].

3. Menge der Erdölreserven und der Erdölförderung

Es wurde gezeigt, dass sehr spezielle Voraussetzungen für die Entstehung von Erdöl erforderlich sind. Die Kombination dieser Ereignisse war selten in der Erdgeschichte und ist bzw. war nur an wenigen Orten gegeben. So weiß man z.B., dass es keinen Sinn macht, in Gegenden mit magmatischem Gestein wie Granit oder Gneis nach Erdöl zu suchen, sondern nur dort, wo in Vorzeiten Meeressedimente organisches Material einschlossen.

Summiert man alles Öl auf, das bis heute gefunden wurde, so erhält man die sogenannten

„kumulierten Funde“. Diese betragen in etwa 2.070 Gb, wobei Flüssiggas und Kondensat mit einbezogen sind, wie es in den meisten Statistiken der Fall ist [3]. Zieht man davon die bereits produzierte Menge an Öl ab, so erhält man die Ölreserven, die noch vorhanden sind. Ende 2001 waren das noch 1.112 Gb [3].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2 Summenkurve der weltweiten Ölfunde und historische Entwicklung der Ölreserven [3]

Mengenmäßig wurde das meiste Erdöl in den 1960er Jahren gefunden. Damals waren es im Mittel ca. 40 Gb pro Jahr [3]. Seit dieser Zeit gehen die jährlichen Ölfunde zurück. Auch die verstärkten Explorationsbemühungen Anfang der 1980er Jahre, ausgelöst durch die vorangegangenen Ölpreisschocks, konnten den Trend der geringer werdenden Funde kaum beeinflussen. Seit etwa 20 Jahren übersteigt die jährliche Produktion die Neufunde. Im Jahr 2002 betrug die Weltjahresförderung von Erdöl ca. 27 Gb pro Jahr bzw. 74 Mb pro Tag [3]. Die Welt ist heute weitgehend erforscht worden, dass man relativ sicher sein kann, dass praktisch alle produktiven Becken mit konventionellem Öl bereits entdeckt worden sind.

[...]