Geographie der Bodenschätze und Lagerstätten - Erdöl, Ölschiefer, Ölsande, Erdgas


Hausarbeit (Hauptseminar), 2006

22 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Erdöl und Erdgas: Überblick
2.1 Begrifflichkeiten
2.2 Konventionelles Erdöl und Gas
2.2.1 Zusammensetzung
2.2.2 Historisches
2.2.3 Entstehung
2.2.4 Strukturen und Lagerstätten
2.2.5 Aufsuchen und Exploitation von Lagerstätten
2.3 Unkonventionelles Erdöl - Ölsande, Ölschiefer
2.3.1 Begriffserklärung und Entstehung
Die Ölsandlagerstätten Kanadas

3. Erdöl und Erdgas: begrenzt vorhandene Energieträger
3.1 Regionale Verteilung
3.2 Verbrauch
3.3 Reichweite

4. Ausblick/Alternativen

Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Energie stellt einen wichtigen Motor unserer Gesellschaft und Industrie dar und ihre Verfügbarkeit ist als eine essentielle Voraussetzung für das Funktionieren des öffentlichen Lebens zu sehen. In den letzten drei Jahrzehnten hat der Verbrauch an Energierohstoffen, der so genannte Primärenergieverbrauch, global um etwa 70% zugenommen, wobei besonders bei Erdöl und Erdgas ein besonders starker Zuwachs festzustellen war (vgl. BGR 2004). Angesichts des Energiehungers einer wachsenden Erdbevölkerung gehört die Suche und Gewinnung von Erdöl und Ergas zu den großen wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen unserer Zeit. Nicht minder wichtig ist darüber hinaus aber auch die Forschung nach Alternativen, wenn man bedenkt, dass ein großer Teil des verfügbaren Erdöls und Erdgases schon verbraucht wurde und die Erschöpfung dieses Rohstoffes schon für Mitte des 21. Jahrhunderts prognostiziert wird.

2. Erdöl und Erdgas – ein Überblick

Begrifflichkeiten

Um Missverständnisse auf Grund unscharfer Verwendung von Fachbegriffen vorzubeugen, ist es zunächst wichtig, eine grundsätzliche Unterscheidung zwischen Ressourcen und Reserven zu treffen, welche nicht nur allein auf Erdöl, sondern auch auf Erdgas zutrifft. So versteht man unter den Reserven „diejenigen Mengen eines Energierohstoffes, die mit großer Genauigkeit erfasst wurden und mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten wirtschaftlich gewonnen werden können“, wohingegen Ressourcen „die nachgewiesenen, aber derzeit technisch und/oder wirtschaftlich nicht gewinnbaren sowie nicht nachgewiesenen, aber geologisch möglichen, künftig gewinnbaren Mengen“ sind. (BGR 2004).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

AbAbb. 1: Abgrenzung der Begriffe Reserven und Ressourcen

Quelle: BGR 2004

Betrachtet man genauer, was hinter dem Oberbegriff Erdöl (Erdgas) steckt, so kommt man zur Unterteilung in konventionelles Erdöl (Erdgas) und unkonventionelles Erdöl (Erdgas). Als konventionelle Reserven bezeichnet man jene Vorkommen, die mit heutiger Technik in großem Maßstab wirtschaftlich nutzbar sind und die auf Grund ihrer geographisch günstigen Lage und ihrer geringen Viskosität verhältnismäßig einfach und rasch und folglich auch relativ kostengünstig aus Bohrlöchern gefördert werden können. In nichtkonventionellen Öllagerstätten ist das Erdöl zähflüssig oder fest im Gestein gebunden und lässt sich nur mit großem Aufwand, unter hohen Kosten und mit starken Belastungen für die Umwelt gewinnen. In diesem Zusammenhang sind vor allem Ölschiefer und Ölsande zu nennen, auf welche später nochmals gesondert eingegangen wird. Die Reserven an nicht-konventionellem Erdöl erreichen etwa 41 % der Reserven an konventionellem, die Ressourcen übersteigen die der konventionellen Erdöle um das Dreifache (nach BGR 2004). Unter nicht-konventionellem Erdgas verzeichnet man u.a. Kohleflözgas, Gas aus dichten Speichergesteinen, Aquifergas und Gashydrate.

Konventionelles Erdöl und Erdgas

Neben Erdgas, Kohle und Kernenergie ist Erdöl einer der wichtigsten Energieträger der Welt und deckt knapp 40% (vgl. Prof.Dr. F.Rößner, www.chemgapedia.de) des Weltenergieverbrauchs. Als einer der Hauptrohstoffe der modernen Industriegesellschaften bzw. postindustriellen Gesellschaften, der etwa zur Erzeugung von Treibstoffen und in der chemischen Industrie herangezogen wird, besitzt Erdöl eine herausragende Bedeutung. Erdgas ist der drittwichtigste Energieträger hinter Erdöl und Kohle und unter den nicht-erneuerbaren Energieträgern steigt dessen Verbrauch derzeit am stärksten.

Zusammensetzung

Erdöl und Erdgas sind eine Mischung aus einer großen Anzahl individueller chemischer Verbindungen.

Erdöl besteht zum größten Teil aus Kohlenwasserstoffen, mit geringen Gehalten von Schwefel-, Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen. Die Kohlenwasserstoffe gliedern sich in die drei Hauptgruppen Alkane, Cycloparaffine und aromatische Verbindungen (vgl. Pohl 1982, S. 288). Insgesamt ist der natürlich vorkommende Rohstoff Erdöl durch eine hohe Zahl an verschiedenen Varianten gekennzeichnet. Einen Überblick über die Hauptbestandteile des Erdöls geben Abb. 2 und Tab. 1.

Tabelle 1: Charakteristische Elementeverteilung des Erdöls

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Pohl 1982, S. 287

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Zusammensetzung des Erdöls

Quelle: eigene Grafik nach Pohl 1982, S. 287

Bei Erdgas handelt es sich um ein Gasgemisch, dessen Hauptbestandteil Methan ist. Daneben enthält Erdgas häufig auch größere Anteile höherer Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Propan, Butan und Ethen. Ein weiterer Nebenbestandteil ist schließlich Schwefelwasserstoff, der durch Entschwefelung des Erdgases entfernt wird, sowie bis zu zehn Prozent Kohlendioxid.

Tabelle 2: Zusammensetzung des Erdgases

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: www.chemie.uni-siegen.de/abteil/org/org1/vorlesung/kapitel3/sld005.htm

Historisches

Bereits Sumerer, Assyrer und Ägypter haben Erdöl systematisch gewonnen und zu Beleuchtungs-, Heil- und Konservierungszwecken, als Dichtemittel für Gefäße, Wasserleitungen und Schiffe sowie als Mörtel benutzt (Pflanzl 1990, S. 530).

Die eigentliche Ausbeutung der Erdöllagerstätten begann aber erst im 19. Jahrhundert. Grund dafür war zunächst die Suche nach einem guten Lampenbrennstoff als Ersatz für das bis dahin gebräuchlich Walöl oder die weit verbreiteten Talgkerzen.

In Deutschland leitete Prof. Georg C. K. Hunaeus im Frühjahr 1859 bei Celle (Wietze) die erste erfolgreiche Erdölbohrung. Am 27. August 1859 erbohrte Colonel Drake in Pennsylvania die erste größere Ölquelle (Prof.Dr. F.Rößner, www.chemgapedia.de). Ab diesem Zeitpunkt begann in allen Gebieten, in denen Erdöl vermutet wurde, eine rege Bohrtätigkeit. Somit stieg die Erdölgewinnung stark an. Die Erfindung der Erdöldestillation und damit der Aufspaltung des Rohstoffs führte zu einer verstärkten Nutzung des Erdöls als Kraftstoff, Heizöl, Schmieröl und als chemischer Grundstoff.

Erdgas erlangte erst im letzten Drittel des 20. Jahrhunderts größere Bedeutung.

Entstehung

Die Entstehung der ältesten Erdöle und Erdgase begann schon vor rund 2 Mrd. Jahren, die Bildung der meisten Erdöl- und Erdgasquellen setzte vor etwa 100 bis 200 Millionen Jahren (Jura- und Kreidezeit) ein. Erdöl und Erdgas entstehen auf sehr ähnlich Weise.

Ausgangspunkt sind im Wasser lebende pflanzlich und tierische Lebewesen, wobei nicht zuletzt einzellige Algen eine große Rolle spielen. Diese sinken auf den Boden ab und werden von ebenfalls absinkenden tonig-sandigen Sedimenten bedeckt, so dass eine aerobe Zersetzung nicht mehr möglich ist. Das kann in Meeresbecken – v.a. bezogen auf Erdgas – geschehen, aber auch vor Flachküsten, in Lagunen oder Binnenseen (Barsch 1996, S. 65). Besonders gute Voraussetzungen für die Sedimentation finden sich in flachen Küstengewässern bei mittleren Strömungsgeschwindigkeiten.

Die Reste organischen Materials bilden zusammen mit den Gesteinsresten den so genannten Faulschlamm. Die Umwandlung des organischen Materials im Sediment zu Muttergestein ist in drei Phasen unterteilt, die Diagenese, die Katagenese und die Metagenese bzw. Metamorphose. (vgl. Pohl 1982, S. 293/294). Die Diagenese (Druckverfestigung) der organischen Substanzen ist im Wesentlichen ein biochemischer Vorgang, wobei eine aerobe bakterielle Gärung stattfindet und u.a. Kerogen erzeugt wird. Kerogen ist ein Gemisch von organischen Verbindungen, das Fette, Wachse und Öle mit erhöhtem Wasserstoffanteil enthält (Barsch 1996, S. 66). In dem Maße, in dem die kerogenhaltigen Schichten von weiteren Sedimenten überlagert werden, geraten sie in größere Tiefen und werden dadurch steigenden Temperaturen ausgesetzt. Bei erhöhter Temperatur und unter hohem Druck beginnt die Katagenese des Kerogens, aus welchem nun in einem geochemischen Vorgang zunehmend Erdöl und Erdgas (Metamorphose) abgegeben werden. Bei etwa 50°C beginnt die Abspaltung von Erdöl, dessen Bildung bei über 120°C von Erdgas abgelöst wird (Pflanzl 1990, S. 531). Zunächst befindet sich das entstandene Erdöl bzw. Erdgas in den Porenräumen des Muttergesteins, tritt dann aber aus diesem in das Porensystem der darüber liegenden Schichten und steigt in diesem aufwärts, da Öl bzw. Gas leichter als Wasser sind. Diesen Vorgang nennt man Migration.

Wo sich auf dem Weg zur Oberfläche undurchlässige Schichten in den Weg stellen, können sich unter diesen Öl und Gas ansammeln, vor allem dort, wo unter den undurchlässigen hochporöse Schichten liegen, so genannte Speichergesteine. Das Speichergestein für Erdgas oder Erdöl stellen porenreiche Sedimente dar wie Sand und Sandstein, Kalk und Dolomit (Barsch 1996, S. 65).

Strukturen und Lagerstätten

Der geologische Fachbegriff für solche Ansammlungen lautet Strukturen oder Fallen, der Begriff Lagerstätten wird dann verwendet, wenn diese mit wirtschaftlich gewinnbaren Mengen von Öl oder Gas gefüllt sind.

Strukturen bzw. Lagerstätten entstehen u.a. im Verlauf der Gebirgsbildung, bei der riesige Gesteinsschichten auseinander gerissen, gefaltet und gehoben und dabei Aufwölbungen im Untergrund, die so genannten Antiklinalen, gebildet werden. Weiterhin können sie durch Verwerfungen infolge bruchartigen Verschiebungen starrer Gesteinsschollen, durch Salzstockbildungen oder Sedimentation von Sandlinsen in tonigen Gesteinen entstehen. Auch Korallenriffe können gute Fallen bilden, da sie oft von speicherfähigen Hohlräumen durchzogen werden.

Im Gesamten unterscheidet man somit also zwischen zwei Haupttypen, den strukturellen Fallen, bei denen die weitere Wanderung von Erdöl und Erdgas durch die Art und Weise der Schichtlagerung unmöglich gemacht wird, und den lithologischen Fallen, die sich in besonders porenreichen Sedimenten bilden. Die strukturellen Fallen können wesentlich größere Flächen als die lithologischen einnehmen (vgl. Barsch 1996, S. 66). Wichtige Lagerstättentypen zeigt Abb. 3.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3 : Die wichtigsten Lagerstättentypen

Quelle: http://www.erdoel-erdgas.de/

[...]

Ende der Leseprobe aus 22 Seiten

Details

Titel
Geographie der Bodenschätze und Lagerstätten - Erdöl, Ölschiefer, Ölsande, Erdgas
Hochschule
Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt  (Professur für Physische Geographie)
Veranstaltung
Hauptseminar
Note
1,0
Autor
Jahr
2006
Seiten
22
Katalognummer
V208322
ISBN (eBook)
9783656357667
ISBN (Buch)
9783656358671
Dateigröße
674 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Geographie, Bodenschätze, Erdöl, Erdgas, Lagerstätten, Ölsande, Ölschiefer
Arbeit zitieren
Daniel Lehermeier (Autor), 2006, Geographie der Bodenschätze und Lagerstätten - Erdöl, Ölschiefer, Ölsande, Erdgas, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/208322

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