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Fracking. Zukunftsträchtige Fördermethode für die USA?

Name: Fracking. Zukunftsträchtige Fördermethode für die USA?
Price: 0.99 EUR
Availability: InStock
Author: Alexander Müller
ISBN: 9783346225870

Pre-University Paper, 2020

27 Pages, Grade: 14 Pkt.

Alexander Müller (Author)

Excerpt

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Die Förderungsmethode “Fracking”
2.1 Geschichte
2.2 Umsetzung
2.2.1 Bohrung
2.2.2 Förderung

3 Heutige Nutzung in den Vereinigten Staaten
3.1 Verbreitung
3.2 Bedeutung Frackings für die USA
3.2.1 Einfluss auf die lokale Bevölkerung
3.2.2 Chancen

4 Umweltrisiken
4.1 Kontamination des Grundwassers
4.2 Wasserverschwendung

5 Entwicklungsprognose

6 Fazit

7 Literatur- und Quellenverzeichnis

Anhang

1 Einleitung

Fracking. Ein Wort, bei welchem in den Köpfen vieler Menschen Bilder von brennendem Leitungswasser auftauchen. Auch mir ging es so. Immer wieder hatte ich beilaufig im Fernsehen gehort, wie schadlich Fracking doch für die Umwelt sei. In meinem Kopf entstand Fracking als Symbol des Kapitalismus: Die Wirtschaft floriert, Mensch und Umwelt werden ignoriert.

Das war auch letztendlich der Grund, weshalb ich mich mit diesem Thema weiter auseinandersetzen wollte:

Was steekt eigentlich hinter dem Wort Fracking?

Wie kann es sein, dass sich eine solch kontroverse Technik innerhalb der USA so weit verbreitet?

Und wie soil ich mich dazu positionieren?

Das waren die drei Fragen, welche mich zu Beginn der Recherche interessiert haben.

Als Leitfrage möchte ich in dieser Facharbeit klaren, inwieweit das Fracking den USA wirtschaftlich geholfen hat, was für Risiken es für diese gibt und ob die Methode zukunftstauglich und sinnvoll ist.

Zu Beginn werde ich die Förderungsmethode selbst vorstellen und mich dann in die Bereiche Wirtschaft und Umwelt vorarbeiten.

2 Die Förderungsmethode “Fracking”

2.1 Geschichte

Wahrend man durch die Aktualitat des Frackings bei diesem Wort haufig an eine erst kürzlich entdeckte Technik denken mag, findet man den Beginn der Prozedur bereits in den 1860er Jahren, gerade mal fünf Jahre nach der Eröffnung der ersten kommerziellen Ölbohrstelle in den USA. Damals meldete Edward Roberts ein Patent zum “Exploding Torpedo” an. Hierbei lieB man einen Torpedo in eine artesische Quelle¹ 01s herab und lieB diesen explodieren. Dadurch entstanden neben dem Bohrkanal Risse im Gestein, aus denen weiteres Erdgas/Erdöl herausgepumpt werden konnte (Siehe Anhang Abbildung 1). Dadurch sei bei einigen Quellen innerhalb einer Woche nach Anwendungsbeginn eine Effizienzsteigerung von 1200% zu erkennen gewesen². Bis in die 1930er Jahre war dies die gangige Methode der Gewinnmaximierung, nun wechselte man aber von den explodierenden Torpedos auf Saure. Dies hatte den Vorteil, dass durch die Anwendung entstehende Risse nun resistenter gegen WiederverschlieBung waren und somit erneut mehr Öl/Gas gefördert werden konnte.³ Die Geburt des modernen Hydraulic Fracturing fand aber erst in den 1940er Jahren statt. Im Rahmen einer Studie zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der Bohrlochleistung und des Behandlungsdrucks lieB Floid Farrys 1947 ein Gemisch aus Napalm und Sand in das Bohrloch einleiten.⁴ Obwohl das Experiment fehlschlug, da es keine merklichen Verbesserungen der Leistung durch die Injektion gab, war dies der Start des Frackings im heutigen Verstandnis. Nachdem man zwei Jahre spater ein mit dieser Technik zufriedenstellendes Ergebnis hatte, begann die kommerzielle Nutzung der Methode.⁵ Der letzte Durchbruch fand etwa 1990 durch George P. Mitchell statt, in welchem er die Technik des Hydraulic Fracturings Farrys’ beibehielt, dieses aber mit einer horizontalen Bohrung verband. So konnte man eine weitere Flache in der gewünschten Höhe ausbeuten und die Effizienz enorm steigern.⁶

2.2 Umsetzung

2.2.1 Bohrung

Das Hydraulic Fracturing wird, wie in 2.1 bereits erwahnt, im Prinzip seit dem Experiments Farrys’ 1947 praktiziert. Unter dem Wort “Fracking” versteht man im heutigen Sprachgebrauch jedoch die Verbindung der vertikalen mit einer horizontalen Bohrung, wie es seit der Idee Mitchells 1990 durchgeführt wird. Dies hat einen dementsprechend komplexen und vielschichtigen Bohrprozess als Folge. Die Chesapeake Energy Corporation⁷ zum Beispiel hat für deren Bohrung eine Animation mit Audiokommentaren erstellt und aufYouTube hochgeladen.⁸

Die Bohranlage sei laut diesem für 21-28 Tage 24 Stunden am Tag am arbeiten, bis dann schlieBlich erstmals Ö1 gefördert werden kann:⁹

Als allererstes werde ein Loch groBen Durchmessers (genaue GröBe nicht genauer definiert) bis zu 25 Meter (~80 ft.) tief gebohrt und durch ein eingelassenes Gehause abgeschirmt¹⁰. Dies entsprache der üblichen maximalen Tiefe für private Wasserbrunnen. Im “Marcellus Gebiet”¹¹ liege die Grundwassertiefe aber bei bis zu 250 Metern (-800 ft.) unter der Oberflache. Chesapeake bohre deshalb etwa 30 bis 60 Meter (-100-200 ft.) tiefer als dieses Grundwassemiveau.¹² AnschlieBend fülle man das gesamte Loch mit Zement, um dessen Integritat zu schützen und um den Schacht vollkommen zu isolieren.¹³ Ein kleinerer Bohrkopf bohre nun durch den Zement hindurch und anschlieBend noch weiter auf eine Tiefe von etwa 1900 Metern (-6200 ft.).¹⁴ Dort beginne der Bohrer dann eine Kurve einzuleiten, bis dieser dann bei einer Tiefe von etwa 2500 Metern (-8000 ft.) auf der Zielhöhe, welche aus dem erdgasreichen Schiefer besteht, angelangt ist und nun parallel zur Erdoberflache steht.¹⁵ (Siehe Anhang Abbildung 2) Dort werde noch für etwa 1200 Meter (4000 ft.) weiter horizontal gebohrt.¹⁶ Für die Stabilitat wahrend des Förderungsprozesses werde dann noch ein Produktionsmantel aus Stahl im gesamten Loch installiert und anschlieBend einzementiert.¹⁷ Am Ende komme man so aufbis zu sieben Schichten an Isolierung (Siehe Anhang Abbildung 3).¹⁸ Nachdem der Tunnel nun fertig gebohrt und isoliert wurde, besteht allerdings kein direkter Kontakt mehr zwischen Loch und dem Schiefer. Um dieses Problem zu umgehen, komme ein Gerat namens “Perforating Gun”¹⁹ ins Spiel.²⁰ Dieses durchsteche dann die Betonschicht in dem horizontalen Teil des Bohrlochs und erzeuge kleine Löcher, welche den Tunnel wieder mit dem Schiefer verbinden (Siehe Anhang Abbildung 4).

2.2.2 Förderung

Nun werden alle Bohrelemente wieder aus dem Loch gezogen und der Förderungsprozess kann beginnen. Hierbei wird eine Flüssigkeit mit hohem Druck in den Tunnel gepumpt, die diesen dann komplett ausfüllt und an den durch die in 2.2.1 erwahnten Perforating Guns geschossenen Kerben weitere Risse verursacht. Dadurch wird der Schiefer unter der Erde geöffnet und die in diesem gefangenen Erdgasreserven können ausdringen. Den Vorreiter dieser Idee erkennt man in dem in 2.1 genannten “Exploding Tornado” Roberts, welcher auch für das Erzeugen zusatzlicher Risse im Gestein zustandig war. Die Flüssigkeit selber besteht zu etwa 98 Prozent aus Wasser.²¹ Die anderen zwei Prozent machen Chemikalien aus, welche verschiedene Arbeiten verrichten. Die Wichtigsten dabei sind das Abtöten von Bakterien, das Auflösen von Mineralien und das Stabilisieren der Lösung (pH-Wert, Verzögerung des Zerfalls des Frac-Fluids²², etc.)²³. Zusatzlich wird unter die Flüssigkeit noch Sand gemischt, wie es Farrys 1947 (siehe 2.1) erstmals getan hat, damit die Risse sich nach dem Brechen nicht wieder schlieBen, indem sich diese Sandkörnchen in den Schieferrissen ablagem. Das ausdringende Gas und Ö1 wird nun gemeinsam mit der Lösung wieder hochgepumpt und an der Oberflache getrennt und weiterverwertet. Was mit der benutzten Lösung geschieht istje nach Firma und Ort unterschiedlich (Siehe 4.1).

3 Heutige Nutzung in den Vereinigten Staaten

3.1 Verbreitung

Bei der Entwicklung des Frackings in den USA spricht man seit dem Jahr 2000 von einem sogenannten “Fracking Boom”.²⁴ Dieser Name kommt dadurch zustande, dass es vor dem Jahr 2000 nur wenig bis gar keine Bohrstandorte mit der Technik des Hydraulic Fracturings gab.

“Back in 2000, there were just 23,000 fracking wells pumping about 102,000 barrels of oil a day. Now there are 300,000 fracking wells, churning out 4.3 million barrels per day.”²⁵ Dies entspricht einer Veranderung von etwa 1304%. So wurde 2015 insgesamt 67% des amerikanisch geförderten Erdgases und 51% des Rohöls durch die Fracking-Methode gewonnen.²⁶ Die Entwicklung dieser Anteile von 2000-2015 ist auch gut in Abbildung 5 und 6 im Anhang erkennbar. Standorte für das Hydraulic Fracturing kann man in fast alien Bundesstaaten der USA finden. Vor allem aber natürlich in Gebieten wie dem Marcellus Gebiet (Siehe Abbildung 7) gibt es eine starke Ausbreitung der Ölbohrungen (Siehe Anhang Abbildung 8).

3.2 Bedeutung Frackings für die USA

3.2.1 Einfluss auf die lokale Bevölkerung

Die Aufmerksamkeit der Gesellschaft liegt erst seit etwa 15-20 Jahren auf der Technik des Frackings. An vielen Stellen fehlen hier deshalb die Langzeitstudien zur Wirtschaftsentwicklung eines Staates. Da die USA auBerdem der einzige Staat weltweit sind, in dem Fracking nicht nur geduldet, sondern auch noch im groBen Stil betrieben wird, lassen sich auch keine Vergleiche zu anderen Staaten in Bezug zum Wirtschaftswachstum aufstellen. Verschiedenste Quellen beginnen sich ab hier zu widersprechen:

Die internationale Nachrichtenorganisation “Reuters” spricht zum Beispiel von landesweit 725.000 durch das Fracking hinzugekommenen Jobs²⁷ seit 2005 (Stand 2012). Das Global Energy Network Institute, eine Non-Profit Organisation, hingegen nennt ein Zahl von 1.7 Millionen (Stand Januar 2013).²⁸ Der U.S. Energy Information Administration, einer Regierungsorganisation, zufolge seien in den USA 2012 aber lediglich 569.000 Menschen im gesamten Ö1- und Gassektor beschaftigt²⁹. Das Magazin “The Atlantic” begründet diese unterschiedlichen Zahlen damit, dass verschiedene Quellen unterschiedlich viele vor-/nachgelagerte Schritte betrachten würden.³⁰ So würden einige Quellen z.B. Zulieferungsketten mit dazu zahlen, andere wiederum nicht. Das Beispiel, welches “The Atlantic” hier zur Veranschaulichung nennt, ist die Kampagne Tom Corbetts, welcher in dieser von über 200.000 Jobs an der Marcellus-Shale gesprochen habe³¹. Das Pennsylvania Department of Labor and Industry nenne aber nur 30.000.³²

Neben den Arbeitsplatzen stellt die wirtschaftliche Stabilitat und Unabhangigkeit vom Nahen Osten natürlich das wichtigste Argument der Fracking Industrie dar. Doch auch hier fehlen Informationen zu den eigentlichen Auswirkungen des Frackings auf die lokale Bevölkerung. Viele Quellen, so auch die Finanznachrichten Internetseite “CNN Business”, welche vom amerikanischen Fernsehsender “CNN” betrieben wird, berichten vom Ende der 100$ Ö1 Tage dank des Frackings³³. Schaut man sich allerdings im Anhang Abbildung 9 an, eine Darstellung der Ölpreise (in US-Dollar) pro Barrel, so kann man diese durch das Fracking niedrigen Preise erstmal nicht finden. Die Ölpreise steigen seit 2000, dem Start des Fracking-Booms in den USA, nahezu stetig an. Der Preis hat sich von 35$/Barrel in 2000 bis 2014 auf etwa 105$/Barrel verdreifacht. Schaut man sich allerdings die Entwicklung bis 2019, wie in Abbildung 10 im Anhang gegeben, mit an, so kann man, wie bereits in der Graphik durch eine gestrichelte Gerade seit 2008 einen Preistrend zu niedrigeren Ölpreisen erkennen. Dennoch lasst sich bei beiden Ansichten nur schwer feststellen, inwieweit die Ölpreise vom Fracking beeinflusst wurden. Abbildung 11 im Anhang stellt zum Beispiel eine Analyse der Ölpreise dar, in welcher gezeigt wird, dass der Ölpreisanstieg 2011 den Bürgerkrieg Lybiens als Ursache hatte. Ob und wie stark die eigene Ölproduktion der USA diesen Preisen entgegengewirkt hat, ist dabei unklar.

3.2.2. Chancen

Obwohl man sich über den tatsachlichen wirtschaftlichen Einfluss des Frackings bis heute aufgrund der Masse an Einflussfaktoren streiten kann, darf man nicht vergessen, dass wie in Kapitel 3.1 bereits sichtbar, im Jahr 2015 67% des amerikanischen Erdgases und 51% des Rohöls durch Fracking gefördert wurden. Das Ziel der USA ist mit dem Fracking, wie in 3.2.1 bereits erwahnt die Unabhangigkeit zu anderen Staaten zu erreichen. Das Fracking, durch welches man dem Boden die Ölreserven noch effizienter, als mit konventionellen Methoden, entnehmen kann und welches die Förderung an Orten ermöglicht, an welchen man zuvor niemals an Ölbohrungen gedacht hatte, bringt die Vereinigten Staaten dabei natürlich einen groBen Schritt weiter. Einen Einfluss auf die Wirtschaft kann man aber trotzdem schon sehen: Die USA seien inzwischen bereits in einem Prozess, ihre LNG Import Terminals³⁴ ³⁵ in LNG Export Terminals 35 umzuwandeln.³⁶ Desweiteren habe die BG Group, ein Unternehmen mit Sitz im Vereinigten Königreich³⁷, einen Deal mit dem amerikanischen Energiekonzem Cheniere Engergy Inc.³⁸ beschlossen, nach welchem ab 2015 bis zu 3.5 Millionen Tonnen LNG³⁹ zu niedrigeren Preisen, als europaisches oder asiatisches Gas, von den USA nach Europa exportiert werden könnten: “It will be interesting to see whether the exporting of LNG from the US to the world market will impact on the price of shale gas within the US and, more importantly for the UK, whether the price of gas falls. This will provide, for the first time, direct competition between US-produced shale gas and locally produced natural gas in Europe.”⁴⁰

4 Umweltrisiken

4.1 Kontamination des Grundwassers

Wie bereits in 2.2.1 beschrieben, werden von Beginn der Arbeiten an einem Fracking Bohrstandort an viele MaBnahmen ergriffen, um eine Kontamination des Grundwassers durch das Frac-Fluid zu verhindern. Bei dem Video der Chesapeake Energy Corporation aus Kapitel 2.2.1 sind es am Ende sieben Schichten aus verschiedenen Materialien an der Wand des Bohrlochs. Dennoch sprechen verschiedene Quellen immer wieder von verunreinigtem Wasser bei Anwohnern:

Auf YouTube⁴¹ findet man einige Videos von Privatpersonen, bei welchem das Wasser aus dem Wasserhahn anfangt zu brennen, wenn man ein Feuerzeug daran halt. Beispiele dafür sind unter folgenden Links zu finden: https://www.youtube.com/watch?v=d5Fw3v5gNtA, https://www.youtube.com/watch?v=4LBjSXWQRV8, https://www.youtube.com/watch?v=4ApZkNsXfJE, https://www.youtube.com/watch?v=3LKkiKyWqlQ.

Die betroffenen Personen bringen das Phanomen vor allem in Verbindung mit dem Hydraulic Fracturing, bei welchem Methangas in das Grundwasser gelangt sei. Inwieweit diese Aussagen stimmen, lasst sich aus den Videos selber nicht sagen. Seriösere Quellen widersprechen sich bei den Gründen für das brennende Leitungswasser: Einige Quellen, so auch die Non-Profit-Organisation “ProPublica” sprechen den erhöhten Methangehalt im Wasser dem Fracking zu.⁴² Quellen, wie das Wissenschaftsmagazin “Science”, beziehen sich in deren Berichterstattung wiederum auf Studiën, welche vom Gegenteil sprechen.⁴³ Ob Fracking nun wirklich für einen höheren Methanspiegel im Leitungswasser verantwortlich ist, ist umstritten. Dennoch sorgt die Förderungsmethode an anderen Stellen erwiesenermaBen für eine Verunreinigung des Grundwassers:

Die United States Environmental Protection Agency gibt in ihrem finalen Bericht zu dem Thema 2016 zu, dass es unter einigen Umstanden sein könne, dass Hydraulic Fracturing Trinkwasser beeinflusst.⁴⁴ Die Umstande die dabei genannt werden enthalten alle entweder ein Versagen menschlicher oder technischer Seite. Keiner dieser Faile tritt im Normalfall auf und sollte von vielen Regulationen verhindert werden. “In the extremely rare cases where groundwater has been contaminated it was found to be as a result of faulty well casing installations.”⁴⁵ Daraus lasst sich schlieBen, dass Arbeitsvorschriften an Fracking Standorten regelmaBig gebrochen werden und man diesem nur durch starkere Kontrollen entgegenwirken kann.

In Anbetracht der Unklarheit darüber, ob Fracking mit einem erhöhten Methanspiegel im Trinkwasser in Verbindung steht und dem Fakt, dass jegliche Verunreinigungen lediglich Fehlern am Arbeitsplatz zugewiesen werden können, lasst sich abschlieBend sagen, dass das Fracking selber keinen Effekt auf die Grundwasserqualitat hat.

4.2 Ressourcenverschwendung

Die Fracking Methode verbraucht in ihrem Förderprozess gewaltige Mengen an Wasser. Der GroBteil dieses Wassers wird dabei für das Frac-Fluid verwendet (Siehe 2.2.2) und ist nach der Nutzung aufgrund der eigenen Verunreinigung durch Chemikalien kontaminiert und sollte keinesfalls an offene Wasserquellen gelangen. Dass dies trotzdem passiert, ist Kapitel 4.1 zu entnehmen. Die Verschwendung riesiger Wassermengen sei für weniger aride Orte wie Pennsylvania aufgrund groBen natürlichen Wasservorkommens nicht problematisch, stelle jedoch an Orten wie Texas, den Rocky Mountains und den Great Plains, welche alle von Dürre betroffen sind Probleme dar.⁴⁶ Das Scientific American, ein amerikanisches Wissenschaftsmagazin, spricht von einem Wasserverbrauch von bis zu 9.6 Millionen Gallonen (etwa 36.3 Millionen Liter) Wasser pro Bohrloch.⁴⁷ Hester zufolge seien es lediglich 10-20 Millionen Liter pro Bohrloch.⁴⁸ Zum Vergleich: New York City, eine Stadt mit 8.398.748 Einwohnem, verbrauchte im Jahr 2019 1.007,5 Millionen Gallonen Wasser.⁴⁹ Ein einziges Bohrloch verwendet also etwa 1% (Mit 9.6 Millionen Gallonen gerechnet) des gesamten Wasserverbrauchs New York Citys im Jahr 2019. Deshalb unterliege Fracking auch strengen Regulationen, welche den Wasserverbrauch einschranken sollen.⁵⁰ Abseits der Regulationen kostet der erhöhte Wasserverbrauch den Betreibern der Bohranlagen mehr Geld. Das ist der Grund, warum Hester denkt, die Firmen würden mit alien Mitteln versuchen den Wasserverbrauch zu reduzieren: “The cost of water, as well as its availability, will ensure that the shale gas industry is constantly attempting to reduce the volumes used by improving the hydraulic fracturing process, as well as re-using water wherever possible to mitigate overall water requirements.”⁵¹ Dennoch sei der Wasserverbrauch ein Problem und sorge in ariden Staaten immer wieder für Spannung zwischen agrarkulturellen und Öl-und Gasinteressen.⁵²

5 Entwicklungsprognose

US-Prasident Donald Trump, welcher sich bereits wahrend seiner Wahlkampagne 2016 für das Fracking aussprach, lockerte 2018 Regulationsgesetze zum Fracking, welche zuvor von der Obama Regierung eingeführt wurden.⁵³ Dabei sollen Konzerne bei der Förderung auf Federal Lands⁵⁴ vom Staat unterstützt werden. Mehr als 12,8 Millionen Acre (5 Millionen Hektar) Land seien dabei zur Auktion freigegeben worden.⁵⁵

Betrachtet man diese Entwicklung in den USA, so lasst sich vermuten, dass sich das Fracking auch in Zukunft weiter ausbreitet. Jedoch stehen im Jahr 2020 Prasidentschaftswahlen in den USA an, welche dann letztendlich entscheiden werden, wie es mit dem Fracking weitergeht.

6 Fazit

Fracking. Eine Förderungsmethode welche vor allem unter Falschinformationen und Spekulationen innerhalb der Gesellschaft leidet. Das bemerkte ich schnell, als meine Recherche zu dem Thema begann. Bereits in Kapitel 2.2.1, der Bohrung, erkennt man schnell, wie viel bei der Förderung getan wird, um das Grundwasser nicht zu beeinflussen. Brennendes Leitungswasser und Grundwasserverschmutzung sind Themen die ich in meiner Einleitung angesprochen habe. Keiner dieser Punkte lieB sich klar auf das Fracking zurückführen. Im Teilfazit von Kapitel 4.1 habe ich bereits geschildert, dass in den auBerst seltenen Fallen von Grundwasserverschmutzung menschliches bzw. technisches Versagen dafür verantwortlich war.

Der Wasserverbrauch, der zwar verhaltnismaBig groB ist, in von Dürre unbetroffenen Regionen allerdings keinen Schaden verursacht, führt mich nur zu dem Schluss, dass man ein Verbot Frackings in solchen Gebieten veranlassen sollte. Der GroBteil der USA, wie auch die in der Facharbeit haufig erwahnte Marcellus-Shale leidet jedoch nicht unter starker Trockenheit und führt mich auch nicht zu dem Gedanken die Förderung dort einzuschranken.

Die einzige gröBere Kritik am Fracking finde ich bei den offensichtlich mangelhaften Einhaltungen der Regeln. Die USA sollten, dem Schutz der Bürger zuliebe, also versuchen ihre Kontrollen an Bohrstandorten weiter zu verscharfen. Ansonsten sehe ich im Fracking eine hervorragende Möglichkeit sich von der Abhangigkeit zum Nahen Ostens zu lösen und selber zum Gas-/Ölexporteur zu werden. Die gesteigerte Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Bohrmethoden, durch die horizontale Bohrung und die Möglichkeit fast im gesamten Land neue Ölfelder zu erschlieBen, lasst mich nicht daran zweifeln.

Die Recherche dieser Facharbeit hat in mir also einen Sinneswandel zugunsten des Frackings ausgelöst und meinen ersten Eindruck nicht bestatigt.

5 Literatur- und Quellenverzeichnis

Literatur

R. E. Hester: Fracking - Issues in Environmental Science and Technology - Volume 39, Croyton 2015

Internetquellen

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