Steigende Preise, schwindende Reserven, boomende Märkte: Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle sind knapp und äußerst begehrt. Überall auf der Welt sucht man deshalb händeringend nach neuen Möglichkeiten, um den steigenden Energiehunger der Menschheit zu befriedigen.

In den USA sind Rohstofffirmen dabei fündig geworden – und zwar in so genannten Tonsteinen wie Schiefer, hunderte oder tausende Meter tief unter der Erdoberfläche. Darin lagern gewaltige Mengen an Erdgas, die nur darauf warten, mithilfe modernster Technik „angezapft“ zu werden.

Während dieses Shale Gas in den Vereinigten Staaten bereits einen entscheidenden Beitrag zur Energieversorgung des Landes liefert – Tendenz stark steigend -, steckt die Erforschung dieser unkonventionellen Erdgasquelle in Europa noch in den Kinderschuhen.

Doch das könnte sich schon bald ändern. Denn auch bei uns haben Wissenschaft und Rohstoff-Industrie die Zeichen der Zeit erkannt und beginnen mit der intensiven Jagd nach vielversprechenden Shale Gas-Vorkommen. Das Potenzial scheint enorm…

Dieter Lohmann
Stand: 10.10.2008

Brian Horsfield und Hans-Martin Schulz sind Mitarbeiter des Deutschen GeoforschungsZentrums in Potsdam (GFZ). Gemeinsam haben sie das Projekt GASH (Gas Shales in Europe) ins Leben gerufen und koordinieren auch alle Aktivitäten im Rahmen des neuen Forschungsprogramms. scinexx.de hat die beiden Wissenschaftler ausführlich zu der ungewöhnlichen Erdgasquelle aus Schiefer befragt.

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scinexx: Shale gas ist in den USA schon seit einiger Zeit sehr populär und trägt bereits entscheidend zur Energieversorgung bei. In Europa dagegen steckt die Forschung dazu noch in den Kinderschuhen. Warum ist das so?

Brian Horsfield: Vor circa 20 Jahren wurde bereits auf mögliche Shale Gas-Potenziale in England aufmerksam gemacht. Zu dieser Zeit waren jedoch Erdöl und Erdgas sehr preisgünstig und die Industrie sah keine Veranlassung, unkonventionelle Vorkommen zu untersuchen. Der steigende Energiebedarf und die prognostizierte Verknappung des Erdölangebotes haben in den letzten Jahren jedoch zu einem Umdenken geführt. Vormals unattraktive Gasvorkommen wie „Tight Gas“ (Gas in dichten Reservoiren), Coal Bed Methane (Kohlenbürtiges Methan) und auch Shale Gas werden heute insbesondere auch aufgrund der verbesserten technischen Fördermöglichkeiten als wirtschaftliche Energiequellen an Bedeutung zunehmen.

scinexx: Im Januar 2009 startet nun das Projekt „GASH – Gas Shales in Europe“ offiziell, an dem auch Sie beide entscheidend mit beteiligt sind. Welche Erwartungen verbinden Sie mit GASH?

Hans-Martin Schulz: Wir erwarten Forschungsergebnisse zu grundlegenden Prozessen zur Shale Gas-Bildung. Natürlich wurden schon zahlreiche Aspekte in den nordamerikanischen Sedimentbecken analysiert, jedoch ist die Übertragbarkeit auf die europäischen Becken problematisch. Denn jedes Sedimentbecken hat seine eigene Geschichte. Wir hoffen, dass unsere Bemühungen und Arbeiten dazu führen, dass in Europa lokale Energiequellen erschlossen werden können, die auch lokal genutzt werden können, ohne Pipelines über große Distanzen bauen zu müssen.

Und natürlich hoffen wir, dass insbesondere das Helmholtz-Zentrum Potsdam sich als europäisches Zentrum zur Shale Gas-Forschung etabliert. Neben GASH wurde mittlerweile auch ein weiteres Projekt gestartet, das GeoEnergie heißt. Eine wesentliche Forschungskomponente hier sind regionale Studien zu Shale Gas, die wir überwiegend in den neuen Bundesländern durchführen wollen.

scinexx: Was genau ist Ihre Aufgabe dabei?

Horsfield: Es war unser Ziel, ein Projekt ins Leben zu rufen, dass europäische Expertise bündelt. Zu diesem Zweck haben wir zahlreiche Universitäten, Forschungsinstitute und geologische Dienste aus ganz Europa eingebunden. Natürlich ist dies nicht ohne die entscheidende Hilfe von Koordinatoren für einzelne Fachbereiche möglich. Hier engagieren sich insbesondere Francois Lorant (IFP, Rueil-de-Malmaison), Andy Aplin (Universität Newcastle) und Jan-Diederik van Wees (TNO, Utrecht). Langfristig wird ein hauptamtlicher Projektmanager GASH koordinieren, da die das Projekt finanzierenden Firmen klare Vorgaben machen, in welchen Zeiträumen welche Ergebnisse geliefert werden müssen. Dies ist uns im laufenden Tagesgeschäft einer Großforschungseinrichtung nicht möglich. Wir selbst sind auch mit eigenen Forschungsaktivitäten in GASH eingebunden und werden weiterhin GASH als Projektverantwortliche leiten.

scinexx: Am 24. September 2008 haben Wissenschaftler und Vertreter der führenden Öl- und Gasunternehmen aus aller Welt in Potsdam über die mögliche neue Gasquelle für Europa diskutiert. Was waren für Sie die wichtigsten Ergebnisse dieser Veranstaltung?

Schulz: Zunächst einmal hat uns das ungeheure Interesse der Industrie überrascht, und dass sich neben den großen Firmen aus Europa auch Firmen aus den USA, Kanada, Australien und Indien für Shale Gas in Europa interessieren. Wir haben bei all diesen Firmen das Gefühl, dass das Thema schon lange auf den Startschuss in Europa gewartet hat. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Nachfrage nach fossilen Rohstoffen sowie der vorhersehbaren Angebotsverknappung bei Erdöl ist das nachvollziehbar. Als Wissenschaftler ist für uns das Interesse an der Grundlagenforschung durch die Industrie-Unternehmen ein wichtiges Ergebnis der Veranstaltung. Dies bestärkt uns in unserer Überzeugung, dass Grundlagenforschung ein wichtiger Baustein zur Erkundung unkonventioneller Gasressourcen ist.

scinexx: Kann Shale Gas in Zukunft tatsächlich ein Ausweg aus der Rohstoffkrise in Europa sein?

Horsfield: Das ist natürlich eine provokante Aussage. Ich stelle mir eher solche Gasressourcen vor, die den steigenden Energiebedarf lokal puffern können. Das impliziert natürlich die erfolgreiche Auffindung solcher Shale Gas-Vorkommen, die unter technischen Gesichtspunkten ökonomisch förderbar sind. Es muss zudem berücksichtigt werden, dass die geologischen Einheiten in Europa nicht den nordamerikanischen Dimensionen entsprechen. Somit werden möglicherweise die Produktionsraten Nordamerikas in Europa nicht erreicht werden, allerdings können sie als einheimische Energiequellen einen Beitrag leisten. In Nordamerika prognostizieren Geologen, dass Shale Gas mittelfristig 20 Prozent der einheimischen Gasproduktion ausmachen wird.

scinexx: Wenn ja, wann rechnen Sie mit dem Startschuss für die Gasproduktion aus Shale Gas-Vorkommen?

Schulz: In Schweden und Österreich wurde bereits Shale Gas in Testbohrungen produziert. Dort laufen derzeit Untersuchungen, inwieweit eine kommerzielle Nutzung realisiert werden kann. Die derzeit intensiven Bemühungen der Erdöl-, und Erdgasindustrie werden sicherlich dazu führen, dass höffige Shale Gas-Vorkommen in Europa in den nächsten Jahren ausgebeutet werden können.

scinexx: Herr Horsfield, Herr Schulz, vielen Dank für das Interview.

Stand: 10.10.2008

Knapp 70 Jahre reichen die Erdgasreserven weltweit nach Schätzungen von Rohstoffexperten noch – vorausgesetzt die Nachfrage steigt nicht noch stärker an als vermutet und alle identifizierten Lagerstätten können auch wirklich abgebaut werden. Rechnet man die Erdgasvorkommen hinzu, die bislang technisch oder wirtschaftlich nicht nutzbar sind, kommt man auf rund 170 Jahre. Nicht schlecht, aber auch nicht wirklich beruhigend.

Das Schielen nach Alternativen

Kein Wunder, das Wissenschaftler, Ingenieure und Rohstoffmultis bei ihrer Suche nach neuen Energierohstoffen mittlerweile auch nach Alternativen schielen, die man bisher links liegen gelassen hatte. Ins Visier der Gasfirmen geraten sind dabei auch Speicher, die nur mit technisch aufwändigen Methoden angezapft werden können und deshalb auch als unkonventionelle Ergasvorkommen bezeichnet werden. Dazu gehört neben Gashydraten und Flözgasen in Kohlegruben auch das Erdgas in Tonsteinen wie Schiefer – so genanntes Shale Gas.

Das Potenzial dieser unkonventionellen Gasquellen ist riesig. Erste vorsichtige Berechnungen haben ergeben, dass fünf Mal so viel davon im Untergrund schlummert als von „normalem“ Erdgas. Allein die weltweiten Vorkommen an Shale Gas betragen vermutlich erstaunliche 450 Billionen Kubikmeter. Zum Vergleich: Die Netto-Weltförderung von Naturgas im Jahr 2004 betrug nur knapp 2.700 Milliarden Kubikmeter. Wenn es gelingt dieses Reservoir zu nutzen, wäre die Erdgasversorgung für Jahrzehnte gesichert. Doch woher stammt das Shale Gas eigentlich? Und kann man es überhaupt fördern?

Ein geologischer „Fahrstuhl“ als Hilfsmittel

Entstanden ist Shale Gas im Laufe von Jahrmillionen nachdem sich große Mengen an abgestorbenem organischen Material beispielsweise am Grund flacher Meere angesammelt hatten. Aufgrund von Sauerstoffmangel konnten die Überreste der Lebewesen dort nicht verwesen. Durch Sedimente, die sich immer wieder darüber ablagerten oder Bewegungen der Erdkruste sanken diese Schichten in einem geologischen „Fahrstuhl“ immer tiefer, bis schließlich perfekte Bedingungen für die Bildung von Erdgas (oder auch Erdöl) herrschten: enormer Druck und hohe Temperaturen. Das entstehende Gas wurde mit der Zeit eingeschlossen in Speichergesteine wie Schiefer und lagert heute mehrere hundert oder tausend Meter tief unter der Erdoberfläche.

Abbau unmöglich?

An das Shale Gas heranzukommen ist nicht leicht, denn die Gasfelder stellen Forscher und Rohstofffirmen vor einige Probleme. Das beginnt schon damit, dass bisher weder die Größe noch die Lage aller vielversprechenden Shale-Gas-Vorkommen genau bekannt ist. Hinzu kommt, dass sich das Shale Gas mit der herkömmlichen Technik kaum abbauen lässt. Es befindet sich überwiegend in winzigen Poren oder Bruchzonen des Schiefers. Da dieses Gestein nur wenig durchlässig ist, sammelt sich das Shale Gas nicht in gewaltigen Blasen und kann deshalb auch nicht mit einer einfachen vertikalen Tiefenbohrung abgesaugt werden.

Horizontal statt vertikal

Stattdessen kommen hier Technologien zum Einsatz, die erst in den letzten zehn Jahren entwickelt worden sind – zum Teil speziell für die Shale Gas-Förderung. Als Quantensprung haben sich insbesondere horizontale Bohrungen erwiesen. Dabei frisst sich das Bohrgerät zunächst hunderte von Metern senkrecht in die Tiefe und arbeitet sich dann, wenn der Zielbereich erreicht ist, horizontal weiter vorwärts.

So können nicht nur Lagerstätten, die beispielsweise unter Großstädten liegen abgebaut werden, die Bohrung verbindet auch zahlreiche natürliche, meist senkrecht verlaufende Bruchstellen im Schiefergestein. Dadurch sammelt sich mehr freies Gas an und die Produktion steigert sich enorm.

Forscher zerstören Schieferschichten

Lässt der Gasstrom einige Zeit nach Erschließung einer Quelle trotzdem nach, kommt ein weiteres neues Verfahren zum Einsatz, das „hydraulic fracturing“. Dabei wird unter hohem Druck ein Gemisch aus Wasser und Sand oder Gel in das Bohrloch gepresst, das die Schieferschichten zerstört und für viele neue Bruchstellen im Gestein sorgt. Das Shale Gas kann anschließend besser fließen und strömt wieder mit Macht aus der Quelle – sehr zur Freude der Gasfirmen.

Als enorm effektiv bei der Suche nach ergiebigen Shale Gas-Vorkommen hat sich dagegen die seismische 3D-Analyse erwiesen. Mit diesem Verfahren, das auf der Untersuchung des Erdinneren mithilfe von Schallwellen beruht, können Wissenschaftler zum Beispiel die Lage der Gasfelder präziser auskundschaften. Das Verfahren gibt aber auch Auskunft über die Größe und Ausdehnung der gashaltigen Schichten.

Boom in den USA

Da all diese Methoden sehr teuer sind, waren die Shale Gas-Vorkommen lange Zeit nicht wirtschaftlich abbaubar. Durch die erheblich gestiegenen Gaspreise hat sich die Situation in den letzten Jahren aber schlagartig verändern. Längst ist das Shale Gas zu einer sprudelnden Einnahmequelle für die Gasfirmen geworden – vor allem in den USA…

Stand: 10.10.2008

Fredonia im US-Bundesstaat New York im Jahr 1821. Schon zu Beginn der Industriellen Revolution hat hier William Hart bei Bohrungen eine Quelle entdeckt, die zumindest auf lokaler Ebene für Aufsehen sorgt. Denn sie zapft eine unterirdische Gaslagerstätte an, die sich als Segen für die wenigen Bewohner erweist. Das so genannte Shale Gas stammt aus Tonschieferschichten im Boden und wird in Fredonia genutzt, um Geschäfte und Läden zu beleuchten und eine Mühle zu betreiben.

Doch damit nicht genug. Schon knapp 40 Jahre später entsteht dort aufbauend auf der Arbeit des Pioniers Hart die Fredonia Gas Light Company – die erste Gesellschaft für Naturgas in Amerika überhaupt…

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Shale gas boomt

Dieser Blick zurück in die Geschichte zeigt, welche große Tradition Shale Gas und seine Förderung in den USA hat. Kein Wunder, dass mittlerweile rund fünf bis sechs Prozent der Gasproduktion in den Vereinigten Staaten aus Shale Gas stammen. Und das will durchaus etwas heißen. Denn mit einem Anteil von rund 19 Prozent sind die USA nach Russland der zweitgrößte Erdgasproduzent der Welt.

Experten der Rohstoffindustrie wissen längst, dass ein großer „Batzen“ der mehr als 450 Billionen Kubikmeter Shale Gas weltweit in den Vereinigten Staaten lagern. Etwa ein Fünftel der US-amerikanischen Vorkommen lässt sich nach Angaben des dortigen Gas Technology Institute, einer von der Industrie finanzierten Forschungseinrichtung, mit den heutigen Mitteln schon ausbeuten.

Endlich unabhängig vom Nahen Osten?

„Neue Technologien haben zur schnellen Entwicklung von Shale Gas zu einer bedeutenden Energiequelle beigetragen, eine Entwicklung die die US-Energieversorgung entscheidend verändert hat“, erklärt Aubrey McClendon, der Präsident von Chesapeake Energy, einem großen US-Gasproduzenten in der Zeitung „The National“. Denn gelingt es alle Shale Gas-Reserven auszubeuten, könnten die USA ihren Gasverbrauch leicht aus eigenen Quellen decken und damit unabhängig werden von Importen.

„Amerikanische Produzenten können eindeutig genügend Naturgas liefern, um den heutigen Bedarf zu decken und eine wirtschaftliche Quelle für Verkehrsgas (als Antrieb) noch für die nächsten Generationen zu werden“, so McClendon weiter.

Gasrausch in den USA

Dass es tatsächlich soweit kommt wie von McClendon prognostiziert, ist keineswegs ausgeschlossen. Denn in Sachen Shale gas herrscht in den USA seit einiger Zeit eine Aufbruchstimmung wie es sie seit langem nicht mehr gegeben hat. „Dies ist nur mit dem Goldrausch im 19. Jahrhundert vergleichbar“, sagt Ed Ratchford von der Arkansas Geological Commission in Little Rock. „Jeder sichert sich seinen Claim. Du fragst nicht, ob dieser oder doch ein anderer Platz besser ist. Du hast einfach keine Zeit dafür. Die Menschen pachten tausende von Morgen Land – jeden Tag.“

Ein solcher „Gasrausch“ findet zurzeit im Bereich der so genannten Fayetteville Shale Formation im Arkoma Basin statt. Sie gilt als eine der ergiebigsten Lagerstätten für Shale gas in den gesamten Vereinigten Staaten. Begonnen aber hatte der Hype schon einige Jahre früher und in einer ganz anderen Region….

Stand: 10.10.2008

Es gilt als größtes Erdgasvorkommen in den USA, als El Dorado für die wichtigsten Gasproduzenten, als nahezu unerschöpfliche Quelle für heiß begehrte Energierohstoffe: Die Barnett Shale Formation im Norden von Texas. Entstanden ist sie vor 320 bis 360 Millionen Jahren im Erdzeitalter des Devon, beziehungsweise des Karbon, und erstreckt sich heute über 15 oder mehr texanische Landkreise.

„Es handelt sich um ein unendliches Reservoir“, erklärt Larry Brogdon, Chefgeologe der Four Sevens Oil Company mit Sitz in Fort Worth. „Es ist überall. Man kann kein Loch bohren ohne das Barnett zu treffen und das Gas ist immer da. Die Frage ist nur, ob du es heraus bekommst oder nicht.“

Die Masse macht‘s

Schätzungen des U.S. Geological Survey (USGS) zufolge existieren im Barnett Shale mindestens 764 Milliarden Kubikmeter an unkonventionellem Gas. Andere Experten gehen sogar von über 1,1 Billionen Kubikmetern Shale Gas aus. Seit 2001 hat sich die Produktion dort mehr als verdreifacht. „Die mächtig ‚sprudelnden‘ osttexanischen Quellen würden spielend gewinnen“, erklärt Eric Potter vom Bureau of Economic Geology an der Universität Texas in Austin. „Aber da sind so viele (Barnett) Bohrlöcher, dass sie ein enormes Gesamtergebnis liefern, obwohl das Gas aus jedem einzelnen nur bescheiden strömt.“

Der Hype um das Barnett Shale

Dass die Region seit einiger Zeit gewaltig boomt, kommt ziemlich überraschend. Denn nach 50 Jahren intensiver Öl- und Gasförderung schien sie eigentlich längst zum alten Eisen zu gehören. Neue Erkundungs- und Fördertechnologien, wirtschaftliche Veränderungen – insbesondere die steigenden Gaspreise – haben aber für eine neue ökonomische Blütezeit gesorgt.

Doch der aktuelle Erfolg des Barnett Shale hat auch noch andere Ursachen. „Es war nicht nur Hightech, es war die Beharrlichkeit und die Experimentierfreude einer einzigen Firma, die diesen Boom ausgelöst hat“, beschreibt Potter die wichtige Rolle von Mitchell Energy bei diesem wahr gewordenen amerikanischen Traum. „Sie fingen irgendwann an sich umzusehen, was in diesem Gebiet noch getan werden konnte“, so Potter weiter. „Sie haben dabei registriert, dass es immer eine ‚Gas show‘ gab, wenn man die Barnett Formation durchbohrte. Aber jeder glaubte, dass man dort nicht viel Gas finden würde.“

Ein amerikanischer Traum wird wahr

Nur der Eigentümer von Mitchell Energy, George Mitchell, war anderer Meinung. Er investierte viel Geld in die Erforschung des Barnett Shales und hatte am Ende auch Erfolg. Innerhalb von weniger als zwanzig Jahren entwickelte sich die Barnett Shale-Lagerstätte zum größten Erdgaslieferanten von Texas. In Zahlen: Waren dort Mitte der 1980er Jahre gerade mal zehn Quellen in Betrieb, sind es mittlerweile weit über 5.500 (Stand Januar 2007). Tendenz weiter stark steigend, denn das Barnett Shale wird in rasantem Tempo erschlossen.

Die Jagd nach Shale Gas

Der enorme wirtschaftliche Erfolg des Barnett Shales hat in den USA und in Kanada mittlerweile für einen Boom gesorgt. Landesweit wird mit Macht nach unkonventionellen Gaslagerstätten gesucht – oft genug mit Erfolg. Egal ob das Fayetteville Shale in Arkansas, das Marcellus Shale in den Appalachen Pennsylvanias, West Virginias und New Yorks oder das Woodford Shale in Oklahoma: überall stoßen Gasfirmen auf neue Quellen, aus den große Mengen des begehrten Rohstoffes strömen.

Stand: 10.10.2008

Es heißt ganz einfach GASH, doch es könnte einen entscheidenden Wendepunkt für die Energieversorgung Europas bedeuten. Denn GASH (Gas Shales in Europe) ist ein neues Forschungsprogramm, das die Shale Gas-Vorkommen in Deutschland, den Niederlanden, Skandinavien und anderen Ländern erstmals präzise untersuchen wird.

Bisher wurde diese natürliche Gasquelle in Europa nur wenig beachtet und dementsprechend steckt die Forschung dazu noch in den Kinderschuhen. Ziel von GASH ist es nun, diesen Missstand zu beheben und eine sichere wissenschaftliche Basis für eine mögliche spätere kommerzielle Nutzung des Shale Gas zu schaffen.

Europäische Task Force

Klar ist dabei längst, dass es auch in Westeuropa vielerorts Schwarzschieferschichten in großer Tiefe gibt, in den vermutlich größere Mengen des begehrten Erdgases lagern. Wissenschaftler schätzen sogar, dass unter unseren Füßen erstaunliche 14 Billionen Kubikmeter Shale Gas auf ihre Förderung warten.

„Man findet diese Schichten in Deutschland, nicht nur hier in Brandenburg, auch in Nordrhein-Westfalen, Baden-Württemberg, in vielen Ländern. Und man kann nach Norden gehen, Dänemark, Schweden. Wir wissen, es gibt so etwas in England, Frankreich, und sehr wahrscheinlich in Polen, in der Türkei“, sagte Professor Brian Horsfield vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam im September 2008 im Deutschlandfunk. Zusammen mit seinem Kollegen Hans-Martin Schulz ist er ab Januar 2009 für die Koordination aller Aktivitäten innerhalb von GASH verantwortlich.

Eine Konferenz als inoffizieller Startschuss

Sie sind aber nur die Speerspitze einer vielköpfigen interdisziplinären und multinationalen Experten-Task Force aus Forschungsinstituten, geologischen Diensten, Universitäten oder der Industrie, die ab Januar 2009 an diesem Projekt beteiligt sind.

Inoffizieller Startschuss für GASH war die Konferenz „Shale Gas in Europe“. Am 24. September 2008 trafen sich dazu am GFZ über 100 Wissenschaftler und Vertreter der führenden Öl- und Gasunternehmen aus aller Welt, um Forschungskonzepte für diese neue „Wunderwaffe“ der Energieunternehmen zu diskutieren und zu planen.

Ein Programm der Superlative

Doch was genau wird in dem sechs Jahre dauernden Programm passieren? Welche Herausforderungen haben die Wissenschaftler zu bestehen? Um erst einmal einen genauen Überblick über die Shale Gas-Vorkommen in Europa zu bekommen, wird ein Konsortium unter Leitung von Hans Doornenbal und Jan-Diederik van Wees von der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO) zunächst eine europaweite Schwarzschiefer-Datenbank aufbauen. Dabei werden die zugänglichen Daten der europäischen geologischen Dienste kompiliert und in Form eines geografischen Informationssystems visualisiert.

In der Datenbank abrufbar sein werden unter anderem Informationen über die Vorkommen in den beteiligten Ländern und Daten zur Mächtigkeit und Ausdehnung der lokalen Schwarzschieferschichten.

Stand: 10.10.2008

Grundlegender Bestandteil des europäischen Programms GASH (Gas Shales in Europe) sind neben dem Aufbau einer Schwarzschiefer-Datenbank insgesamt elf größere Forschungsprojekte. In ihnen geht es beispielsweise um tektonische Modelle, Wanderungsprozesse des Erdgases oder die seismische Analyse von Shale Gas–Vorkommen.

Detektivarbeit im Keller der Erde

Welche tektonischen Bedingungen und Sedimentcharakteristika begünstigen die Bildung und das „Einfangen“ von unkonventionellem Erdgas? Wie heilen künstliche erzeugte Bruchstellen in den unterirdischen Tonsteinpaketen? Welche Rolle spielen Bakterien bei der Shale Gas-Erzeugung? Dies sind nur einige von vielen Fragen auf die die GASH Forscher in den nächsten sechs Jahren eine Antwort finden wollen.

Die Detektivarbeit im Keller der Erde soll am Ende dabei helfen, vielversprechende Schwarzschieferschichten in Europa zu identifizieren, in denen sich die Förderung von Shale Gas lohnen könnte. Endgültigen Aufschluss darüber können dann aber erst Probebohrungen liefern.

Nie wieder abhängig von Gasimporten?

Kann der europäische Shale Gas-„Schatz“ tatsächlich irgendwann wenigstens ansatzweise gehoben werden, wäre Europa auf einen Schlag einen Teil seiner Sorgen in Sachen Energiesicherheit los. Und noch ein Vorteil: Das Shale Gas würde Deutschland und die anderen Länder aus der Abhängigkeit der wenigen mächtigen Erdgas exportierenden Staaten wie Russland weitestgehend befreien.

„Die Europäer müssen hoffen, dass diese Shales dasselbe für sie tun, wie die Shales im Osten der Vereinigten Staaten für die US-amerikanische Energieversorgung“, erklärte Don Hertmark, ein Öl und Gas-Fachberater in Washington im Jahr 2008 in der International Herald Tribune. Und weiter: „Das würde die Preise, die die Russen vom Endverbraucher in Europa verlangen können, deutlich reduzieren.“

Pilotprojekte laufen bereits

Einige Firmen sind bei der Erkundung von Shale Gas-Vorkommen längst zu Vorreitern geworden. So wie der österreichische Erdöl- und Erdgaskonzern OMV, der sich dabei im Moment vor allem auf das Wiener Becken konzentriert. „Wir haben mit Shale Gas-Projekten begonnen, aber wir sind noch in der ersten Phase der Auswertung“, sagte die OMV-Sprecherin Christa Hanreich in der gleichen Ausgabe der Zeitung.

Trotz aller Euphorie und aller Aktivitäten wird es daher wohl noch Jahre dauern, bis die europäischen Shale Gas-Quellen zu „sprudeln“ beginnen – vorausgesetzt sie erweisen sich überhaupt als wirtschaftlich nutzbar. Dies glaubt zumindest Alastair Syme, Energieexperte beim Finanzdienstleistungsunternehmen Merrill Lynch & Co in London: „Es handelt sich noch um ein sehr embryonales Stadium im Vergleich zu den Vereinigten Staaten. Es ist eine Geschichte für die Mitte des nächsten Jahrzehnts, nicht für sofort.“

Stand: 10.10.2008

„Sollte die Weltgemeinschaft die fatale Entscheidung treffen, zukünftig auch noch die letzten Reserven an Öl, Gas und Kohle zu bergen und zu verbrennen und, noch schlimmer, auch die unkonventionellen fossilen Reserven zu erschließen und zu verbrennen, hätte dies katastrophale Folgen für das Klimasystem unseres Planeten.“ Dieses Fazit zieht die Umweltschutzorganisation Greenpeace auf ihrer Website.

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Und sie hat auch gleich ein Szenario parat, was dann passieren könnte: „Kohlendioxidkonzentrationen von über 1.200 bis zu 4.000 ppm (parts per million = Teilchen pro Millionen Teilchen) in der Atmosphäre wären damit nicht mehr abwegig (im Vergleich zu 280 ppm vor der Industrialisierung). Das entspräche einem mittleren Temperaturanstieg von etwa vier bis neun Grad Celsius und einem Meeresspiegelanstieg von drei bis acht Metern im Vergleich zu heute.“

Katastrophen-Szenario umstritten

Doch ob die Ausbeutung von Shale Gas und Co. tatsächlich solche dramatischen Auswirkungen für Mensch und Klima hätte, ist mehr als umstritten. Viele Wissenschaftler und Rohstoffexperten sehen dies grundsätzlich anders. Für sie macht eine vermehrte Nutzung von Erdgas und speziell Shale Gas durchaus Sinn.

So konstatierte Frank Maio, Besitzer einer Öl- und Gasfirma in Texas im September 2008 im Deutschlandfunk: „Deutschland zum Beispiel verbrennt eine Menge Kohle. Und wenn sie die durch Erdgas ersetzten könnten, würden sie weniger Kohlendioxid erzeugen.“

K.o für das Grundwasser?

Doch die Förderung von Shale Gas ist nicht nur wegen der bei der Verbrennung entstehenden Treibhausgase umstritten. Kritiker weisen beispielsweise auch daraufhin, dass bei einem Shale Gas-Boom zahlreiche neue Pipelines zum Abtransport des Gases in die Zielregionen gebaut werden müssten. Diese verschandeln nach ihrer Ansicht nicht nur die Landschaft, sondern sind auch anfällig für Lecks und bieten neue Ziele für terroristische Angriffe.

Viel eindeutiger und konkreter sind die Auswirkungen auf das Grundwasser in den Förderregionen – dies zeigen Beispiele aus dem aktuellen Shale Gas-Wunderland USA. Denn um die begehrten Energierohstoffe beispielsweise aus dem Beton-artigen Schiefergesteinen des Barnett Shale in Texas lösen zu können, werden gewaltige Mengen an Wasser gebraucht.

Es wird unter hohem Druck in die Bohrlöcher gepumpt, um die gashaltigen Tonsteinpakete im Untergrund zu zerstören und so eine maximale Gasproduktion zu gewährleisten. Für eine einzige horizontale Bohrung benötigen US-Gasfirmen manchmal mehr als elf Millionen Liter Wasser. Das Problem an der Sache: Es handelt sich dabei nicht etwa um Schmutzwasser, sondern um wertvolles Grundwasser.

Wasser marsch!

Im texanischen Barnett Shale wird beispielsweise der Trinity Aquifer für solche so genannten „frac jobs“ angezapft. Schätzungen der Texas Railroad Commission zufolge flossen allein im Jahr 2005 fast zehn Millionen Kubikmeter aus dem Grundwasserleiter in die Shale Gas-Förderung – 1,6 Prozent des insgesamt für menschliche Zwecke genutzten Aquifer-Wassers.

„Dies ist für den Aquifer im Durchschnitt keine große Sache“, sagt der Ingenieur Jean-Philippe Nicot vom Bureau of Economic Geology in Austin. „Aber in Regionen, wo es viele Bohrungen gibt wie im Denton County, könnte es zu einem Problem führen. Und wenn es auch noch anderswo in der Region zur Ausweitung der Fördertätigkeit kommt, wird es möglicherweise bedeutsam.“

Problem erkannt?

Und genau das ist zurzeit im Barnett Shale vielerorts der Fall. Rund 80 neue Gasbohrungen werden dort durchgeführt – pro Monat. Wissenschaftler haben daher berechnet, dass von 2007 bis 2025 vermutlich 226 Millionen Kubikmeter Wasser aus dem Trinity Aquifer für die Shale Gas-Förderung benötigt wird. Zum Vergleich: Das reicht um eine Metropole wie Hamburg knapp zwei Jahre lang mit Wasser zu versorgen.

Die Wissenschaftler und Ingenieure der Gasfirmen haben dieses Problem aber längst erkannt und arbeiten deshalb seit einiger Zeitz an neuen wasserschonenden Technologien zur Gesteinszerstörung im Untergrund. Auch verbesserte Recyclingmethoden für das verbrauchte Wasser könnten dazu beitragen, dass der Bedarf für jede einzelne Bohrung in Zukunft deutlich gesenkt werden kann.

Stand: 10.10.2008

Größere Rohstoffsicherheit, mehr Unabhängigkeit von Gas exportierenden Ländern, geringere CO2-Emissionen als bei der Erdöl- oder Kohleverbrennung: Dies sind nur einige Vorteile, die für eine Nutzung von Shale Gas sprechen – wenn sich die Vorkommen überhaupt wirtschaftlich nutzen lassen. Dem stehen bei einer intensiven Förderung aber auch gravierende Nachteile gegenüber wie hoher Wasserverbrauch oder zusätzliche Treibhausgasemissionen.

Ob sich das Gas aus Tonsteinen tatsächlich zu einer wichtigen Energiequelle der Zukunft entwickeln kann oder soll scheint heute noch unklar. Umso wichtiger ist es, die Gasvorkommen, ihre Größe, sinnvolle Fördertechniken und mögliche Probleme bis ins Detail zu untersuchen.

Einen entscheidenden Beitrag zu dieser Grundlagenforschung leisten könnte das im Januar 2009 startende europäische Projekt GASH. Erst auf der Grundlage seiner Ergebnisse kann vermutlich eine seriöse Entscheidung Pro oder Contra Shale Gas gefällt werden.

Stand: 10.10.2008