Abfälle wohin?
Abwässer aus der Bohr- und Fördertätigkeit
Die Fracking-Flüssigkeit
Von der Fracking-Flüssigkeit gehen zahlreiche Gefahren aus. Eine gute und ausführliche Dokumentation von Christian Wilk sendete das ZDF im Jahr 2011 in der Sendereihe ZOOM unter dem Titel: "Gefährliche Gier: Die riskante Suche nach Erdgas in Deutschland" von Christian Wilk. Folgende Gefahren gehen noch am Bohrloch von der Fracking-Flüssigkeit aus, die verschiedene organische Lösungsmittel und Säuren enthält. Wir beziehen uns hier auf den Beitrag im Film (oben):
- Von der ins Erdreich gepumpten Flüssigkeit können ca. 10 - 30% nicht zurückgepumpt werden und bleiben im Untergrund zurück.
- Die unter hohem Druck eingepresste Flüssigkeit verteilt sich großräumig in Rissen und Spalten.
- Leckagen an Rohrleitungen und Unfälle kontaminieren den Boden.
Nach dem oben genannten Filmbericht fallen bei ExxonMobile für das im Film berichtete Gas-Feld Sölingen (bei Bremen) folgende Abwassermengen an:
- Mehr als 21 Mio. Liter Wasser (21.000 m3) zum Bohren/Fracken
- Mehr als 1000 Tonnen Chemikalien wurden in den Ungergrund gepresst
Die aktuelle Lage an Informationen über die Fracking-Flüssigkeit
Die Öl-Industrie gibt nur wenig Einblick in die Zusammensetzung der Fracking-Flüssigkeit. Aufgrund des wachsenden Widerstands und des Misstrauens gegenüber der Technologie gibt es mittlerweile Versuche, auf das Bedürfnis nach Information zu reagieren. Unter www.erdgassuche-in-deutschland.de sind Daten von ExxonMobile über die Zusammensetzung der "Frac"-Flüssigkeiten für einige norddeutsche Standorte veröffentlicht. Was daran auffällt, sind Halbherzigkeit und Verharmlosung: Zum einen sind nur die dem Frischwasser zugesetzten Chemikalien deklariert. Die viel wichtigeren Angaben über die Zusammensetzung des später anfallenden Problemabwassers, das zusätzlich zu den ursprünglich zugesetzten Chemikalien auch noch die gelösten Stoffe des Untergrundes enthält, findet man nicht! Zum anderen werden die Zusätze oft nur als Chemikalien-Klasse angegeben. Darüber hinaus darf die Öl- und Gas-Industrie nach eigenem Ermessen die Zusätze und die zugesetzten Mengen eigenverantwortlich festlegen. Umweltauflagen greifen laut Aussage des Film-Autors nicht, so dass die Zusätze frei von Umweltrelevanz gewählt werden können.
Wenn man die Liste der Zusatzstoffe einmal genauer anschaut - wir haben das für die Bohrung von ExxonMobile bei Damme (Osnabrück) getan -, so findet man darauf keine "peanuts" sondern insgesamt 6,4 Tonnen an umweltgefährdenden Chemikalien. Derartige Mengen an giftigen Chemikalien ins Erdreich zu pressen, ist nicht harmlos, sondern hat in den USA immer wieder zu schweren Verseuchungen des Bodens geführt.
Die Entsorgung der zurückgepumpten Fracking-Flüssigkeit als Abwasser
Im genannten ZDF-Film berichten die Journalisten, dass in Gilkenheite bei Bremen der ExxonMobil-Konzern seit 20 Jahren seine Fracking-Abwässer ungeklärt in sogenannten Versenkbohrstellen in 1000 m Tiefe "entsorgen" darf. Nach Angabe der Autoren werden dort ca. 40.000 m3 ungeklärte Abwässer pro Monat in den Untergrund verpresst, was in 5 Jahren einer Menge von 2,4 Mrd. Litern (ca. 7000 Tanklastzüge) entspricht. Mit dem ungeklärten Fracking-Abwasser werden nicht nur die Fracking-Zusätze, sondern auch die darin gelösten Salze und radioaktiven Stoffe in den Untergrund gepresst.
Zurzeit gibt es in Deutschland aber keinerlei Veröffentlichungen darüber, welche Inhaltsstoffe die verpressten Abwässer tatsächlich enthalten, das heißt, welche Stoffe beim Fracking im zurückgepumpten Prozesswasser gelöst wurden. Die wenigen Hinweise zur Praxis in Deutschland finden Sie auf der Internetseite von engagierten Gegnern (www.gegen-gasbohren.de) oder auch in dem erwähnten ZDF-Filmbericht. Neben den zugesetzten Chemikalien finden sich gelöste Substanzen aus dem Gesteins-Untergrund wie beispielsweise:
- Benzol
- Quecksilber
- Radioaktive Stoffe (Radium, Uran)
- große Mengen an Salzen
Da uns keine veröffentlichten Daten zu deutschen Fracking-Abwässern vorliegen, zitieren wir hier einen Auszug aus einer detaillierten chemischen Abwasser-Analyse vom 21.04.2009 vor dem Einleiten in den Ohio-Fluss, West-Virginia USA:
Abb.: Analysewerte der chemischen und radioaktiven Bestandteile der zurückgepumpten Fracking-Flüssigkeit, Qelle: www.marcellus-shale.us
Die Analyse liest sich wie der Ausdruck der chemischen Bestandteile im Abwasserkanal eines chemischen Labors und enthält viele weitere, aus dem Boden gelöste Stoffe wie beispielsweise Quecksilber, Salze (Sulfate u. a.), organische Verbindungen wie Toluol und Benzol, radioaktive Stoffe wie Uran und Radium sowie nicht näher angegebene Alpha- und Beta-Strahler. In den USA wurden und werden die Fracking-Abwässer bisher mit verschiedenen Methoden entsorgt:
- Lagerung in großen geschlossenen Tanks am Bohrplatz
- Aushub großer Becken zur offenen Lagerung und Verdunstung am Bohrplatz
- Verpressung des Abwassers in versiegten Bohrlöchern in der Nähe des Bohrplatzes
- Verklappung/Einleiten des Abwassers in Flüsse
- Versprühung des Abwassers auf große Flächen
- Einsatz im Winterdienst (siehe unten) -dazu ist kein Kommentar nötig
Abb.: Entsorgung der Fracking-Flüssigkeit im Winterdienst, Quelle: Internet-Blog: Protecting Our Waters aus New York, USA, Stand: 1.6.2014
Wenn man die Liste der Zusatzstoffe einmal genauer anschaut - wir haben das für die Bohrung von ExxonMobile bei Damme (Osnabrück) getan -, so findet man darauf keine "peanuts" sondern insgesamt 6,4 Tonnen an umweltgefährdenden Chemikalien. Derartige Mengen an giftigen Chemikalien ins Erdreich zu pressen, ist nicht harmlos, sondern hat in den USA immer wieder zu schweren Verseuchungen des Bodens geführt.
Bohrschlämme
Beim Bohren und Erschließen der Erdgasvorkommen fallen Bohrschlämme an, die durch Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle und je nach Lagerstätte auch mit radioaktiven Stoffen belastet sind. Wie in den USA hat man auch hierzulande diese Schlämme viele Jahre lang auf Hunderten von wilden Deponien beseitigt oder auch auf landwirtschaftlich genutzten Feldern als "Bodenverbesserer" ausgebracht. Vorwiegend liegen diese Altlasten in den Gas- und Öl-Regionen Norddeutschlands, Quelle: NDR Online-Beitrag vom 02.11.2014: „Niedersachsen: Giftiger Bohrschlamm im Boden“, Stand: 29.07.2016.
Aufgrund der davon ausgehenden Grundwassergefahren will man die belasteten Bohrschlämme dort bergen und auf reguläre Deponien verlagern. So wurden auf der Deponie in Altenberge mittlerweile über 4000 Tonnen (ca. 100 LKW-Ladungen) Fracking-Bohrschlämme aus der Grafschaft Bentheim abgelagert. Die Öffentlichkeit erfuhr über dieses Thema erst aus den Medien, Quelle: Westfälische Nachrichten Online-Beitrag vom 26.03.2016: „Umweltgefahr ist auszuschließen“, Stand: 27.03.2016.
Dass diese Bohrschlämme gegebenenfalls nicht unproblematisch sind, berichtete kurz zuvor die Tagesschau in ihrem Online-Beitrag "Entsorgungsproblem giftige Bohrschlämme", Quelle: Tagesschau-Online-Beitrag vom 07.03.2016 aus der WDR/NDR-Recherche von Andreas Braun und Jürgen Döschner, Stand: 07.03.2016.
Auf diesem Hintergrund ist die Reaktion des Deponie-Betreibers, die Entsorgungsgesellschaft Steinfurt mbH (EGST), verständlich, in der in einer Pressemitteilung aufgrund der vorliegenden Messdaten signalisiert wird, dass von der vor den Toren der Gemeinde liegenden Deponie keine Gefahren ausgehen, Quelle: Westfälische Nachrichten Online-Beitrag vom 08.04.2016: „Bohrschlammwerte sind völlig Harmlos“, Stand: 29.07.2016.
Gas im Trinkwasser
Brennbares Wasser - das ist kein Zaubertrick!
Feuer aus dem Wasserhahn - einige Beispiele
In den USA gibt es zahllose Berichte über freies Methan, das durch Fracking unkontrolliert freigesetzt wurde. Jeden Geologen und auch jeden Laien wundert es nicht, dass unterirdisch freigesetztes Gas auch unkontrolliert seinen Weg an die Oberfläche fnden kann. Denn durch das Fracking entstehen im Gestein Risse und auch Spalten, durch die dann das Gas entweichen kann und unkontrolliert freigesetzt wird. Das führt unter anderem dazu, dass freigewordenes Methan-Gas in großen Tiefen vom Grundwasser durch den hohen Druck aufgenommen werden kann, ähnlich wie CO2 als Kohlensäure im Mineralwasser gebunden ist. In der genannten ZDF-Dokumentation ZOOM von Christian Wilk gibt es Betroffenen-Berichte die davon erzählen, dass Methan aus ihrem Hausbrunnenwasser sprudelnd entweicht, wie die Kohlensäure aus einer geöffneten Mineralwasserflasche, siehe "Video". Viele weitere Videos belegen, dass "brennende Wasserhähne" eine Begleiterscheinung das Frackings sind, was die Öl-Gesellschaften schlicht leugnen. Natürlich sind diese Amateur-Videos nicht alle wissenschaftlich belegt, aber schauen Sie selbst. Hier 3 Beispiele auf YOUTUBE von Betroffenen: Video 1, Video 2, Video 3
Abb.: "Brennendes Leitungswasser" - Methangas in der Wasserleitung, Foto: Sherry Vargson, Granville Summit, Pennsylvania, USA
Woher das Gas kommt
Die Öl-Industrie hat ein großes Interesse daran, die beobachteten "brennenden Wasserhähne" sogenanntem biologischem Methan aus oberflächennahen Zersetzungsprozessen zuzuschreiben. In ihren Werbeauftritten behauptet sie, dass der Nachweis der Methan-Mobilisierung durch Fracking bislang noch nicht gelungen sei (z. B. auf www.erdgassuche-in-deutschland.de). Doch längst gibt es zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen, die anhand der Isotopen-Zusammensetzung des Methans aus Grundwasser nachgewiesen haben, dass dieses Methan, sogenanntes "altes Methan", aus tieferen Gesteinsschichten stammt. Hier sei nur exemplarisch auf einige Arbeiten von Wissenschaftlern und Behörden verwiesen (mehr in Fakten und Messdaten).
Veröffentlichungen (englisch), Stand: 08.12.2023
Methan-Freisetzung aus Fracking-Bohrungen von Stephen G. Osborn et. al: Methane contamination of drinking water accompanying gas-well drilling and hydraulic fracturing, in: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, received for review January 13, 2011.
Grundwasser Studie zu den Auswirkungen der Öl-Aktivitäten in der Region Garfield County im US Bundesstaat Colorado: Summary of PI and PII Hydrogeologic Characterization Studies – Mamm Creek Area, Garfield County, Colorado, 2008
Phase II zur Untersuchung des Anstiegs des Methan-Gehalts im Grundwasser in der Region Garfield County im US Bundesstaat Colorado: Review of Phase II Hydrogeologic Study, 2008
Untersuchung der Mobilisierung von gelösten Stoffen (Radionuklide und Salze) durch Fracking, von: N. R. Warnera et. al. (2012): Geochemical evidence for possible natural migration of Marcellus Formation brine to shallow aquifers in Pennsylvania, in Proceedings of the National Academy of Science, Vol. 109, no. 30, pp 1961–11966
Untersuchungen von grundwassernahem Trinkwasser zeigen weitere Konsequenzen: Zum einen steigt lokal der Salzgehalt des Trinkwassers an und zum anderen bringt dies Probleme für die Bauern, die auf künstliche Bewässerung ihrer Böden zurückgreifen müssen.
Erdbeben durch Fracking
Fracking und Erdbeben, wie kann das sein?
In der schon oben zitierten ZDF-Dokumentation "ZOOM" erläutert Prof. Thorsten Dahm, Universität Hamburg, dass durch Fracking in der Nähe der Gas-Förderanlagen Risse an Häusern entstehen können. In eigenen geologischen Untersuchungen hat er nachgewiesen, dass es in Fracking-Regionen Häufungen von regionalen Erdbeben gibt. Betroffene Anwohner berichten im Film sogar davon, dass ihre Häuser nach der Bohrloch-Erschließung meterlange Risse aufwiesen. So etwas kennt man sonst nur aus dem Ruhrgebiet als Setzungsrisse infolge von Bergsenkungen, wenn sich das Deckgebirge in ehemaligen Kohleabbaugebieten absenkt. Ebenso berichten Anwohner, dass das Erdreich tagelang und unerklärlicherweise Weise vibrierte und Haushaltsgegenstände zum Schwingen angeregt wurden. In einigen Gebäuden wurden sogar Risse im Mauerwerk festgestellt. In der ZDF-Dokumentation bestreiten die im Interview angesprochenen Betreiber jeden Zusammenhang mit Fracking.
Induzierten Erdbeben als weiträumigen Effekt des Frackings kommt man auf die Spur, wenn man sich die aktuellen Fracking-Techniken anschaut. Auf den WEB-Seiten eines der größten Ausrüster von Öl- und Gas-Bohrtechnik, Schlumberger Limited, fanden wir in einem Produkt-Video eine mögliche Erklärung dieser "unerklärlichen" Erdbeben.
Abb.: Online-Video der Fa. Schlumberger zum Technik high-frequency pulse fracking, Quelle: Schlumberger Produkt-Video, Stand: 1.6.2014.
Das Video zeigt das neue "high-frequency pulse fracking"-Verfahren, mit dem die Fracking-Flüssigkeit in die Gesteinsrisse eingepresst wird. Die Pumpen für die Fracking-Flüssigkeit erzeugen dabei nach E. d'Huteau (2011) keinen festen statischen Druck, sondern werden so betrieben, dass eine periodisch ansteigende Konzentration an Sand und Beimischungen in das Bohrloch gepresst wird, siehe Abb. unten.
Abb.: Druck-Zeit-Diagramm im high-frequency pulse fracking Verfahren, Quelle: E. d'Huteau: Open-Channel Fracturing - A fast Track to Production, Oil Field Review, Atumn 2011:23, no.3 , Stand: 1.2.2014.
Der dazu notwendige Druckaufbau im Bohrloch wird begleitet von mechanischen Druckschwingungen im Pumpensystem, die sich über das Erdreich weiträumig ausbreiten. Diesen Effekt kann man auch im Alltag beobachten, wenn im Straßenbau mit so genannten Rüttlern die Erde verdichtet wird und die nähere Umgebung mit in Schwingung versetzt wird. Beim "high-frequency pulse fracking"-Verfahren werden nicht wie im Straßenbau nur wenige Quadratmeter in Schwingung versetzt, sondern das gesamte vom Fracking erfasste Volumen entlag einer mehrere hundert Meter langen Strecke. Die beobachteten Phänomene der Anwohner in der ZDF-Dokumentation "ZOOM" belegen damit die Wirksamkeit der Methode und zugleich auch das mögliche Risiko des Frackings, Risse und Spalten zu erzeugen oder zu mobiliseren, die dann seismische Auswirkungen haben.
Erdbeben als Ursache des Verpressens von Abwässern?
Immer wieder gab es einzelne Berichte zu Erdbeben, die im Zusammenhang von Fracking genannt wurden. Die in der Öl-Industrie tätigen Unternehmen haben immer jeden Zusammenhang bestritten. In der populärwissenschaftlichen Dokumentation "Geheimnisvoller Planet: Erdbeben" vom 21.09.2015 auf N24 wurden neuste Untersuchungen der US Geologenvereinigung (United States Geological Survey, USGS) vorgestellt. Diese haben die schwere Erdbeben in den zentralen Bundesstaaten der USA untersucht und dabei mehrere Auffälligkeiten festgestellt (siehe auch Grafik unten):
- Werden in den letzten Jahren Erdbeben in Regionen beobachtet, in denen bisher nie Beben aufgetreten sind
- Treten in Regionen mit Erdbeben in bisher geringer Stärke nun Beben mit deutlich höherer Bebenstärke auf
- Das Zentrum dieser Erdbeben liegt in geringer Tiefe und legt eine menschchliche Verursachung nahe
Abb.: Anzahl der Erdbeben pro Tag im US-Bundesstaat Oklahoma im Zeitraum 2008 - 2019. Quelle: Oklahoma Geological Survey (OGS), Stand 08.12.2023 (Oklahoma Geological Survey), Bild öffnen
Anlass der Studie ist das Auftreten von schwereren Erdbeben (größer als 3) in einem Bundesstaat, der bisher geologisch völlig unauffällig war. Doch in den letzten Jahren traten ohne erklärbaren Grund Erdbeben mit schweren Gebäudeschäden auf. Das schwerste mit der Stärke 5,6 ereignete sich im Frühjahr 2011 in der Stadt Prague. Der USGS-Studie nach wurden früher in Oklahoma etwa 3 Erdbeben der Stärke 3 pro Jahr gemessen (Abb. oben). Jetzt sind es nach Angaben des Geologen Mark Peterson 1 bis 2 Erdbeben pro Tag, der die Situation so beschreibt: In Oklahoma gibt es nun mittlerweile mehr Erdbeben der Stärke 3 als in Kalifornien, ohne dass eine vergleichbare geologisch aktive Zone wie die der St. Andreas Spalte bekannt ist.
Die Frage danach, woher diese plötzliche Erdbebentätigkeit kommt, beantworten die Wissenschaftsjournalisten im oben genannten Beitrag auf N24 so: Wird Wasser, tief in den Untergrund gepresst, ändert das die geologischen Festigkeitseigenschaften und das Spannungsgefüge im Gestein. Außerdem wirkt Wasser als Schmierstoff zwischen geologischen Verwerfungen. Wenn nun im Bereich der Abwasser-Verpressung tektonische Spannungen kritische Werte aufweisen, kann das Verpressen die kritische Spannung überschreiten und es kommt zum Abgleiten von Schichten - ein Erdbeben.
Die Kartenillustrationen unten zeigen den engen Zusammenhang dieses Sachverhalts: Werden große Mengen an Fracking Abwässer in die Erde gepresst, so wird der geologische Untergrund instabil. Die Online-Daten der Energie und Umweltabteilung des Staates Oklahoma zeigen dies. - Werden die Verpressstellen für die Fracking Abwässer in die Karte eingeblendet, so überwältigt einen die Zahl an Punkten, an denen das passiert. An diesen Punkten werden die mit Salz und radioaktiven Stoffen belasteten Abwässer mit hohem Druck in die Tiefe verpresst. Ein Verfahren, das auch in Deutschland angewendet wird. Pro Bohrung sind das Millionen von Litern.
Abb.: Die Karte des US Bundesstaates Oklahoma mit Verpressstellen von Fracking Abwässern (Violett), Quelle: Google/Oklahoma Ministerium für Energie und Umwelt, Stand 24.09.2015 (Erdbebenkarte Online öffnen)
Blendet man in die Karte zusätzlich alle Erdbeben seit 1980 mit einer Stärke 3 oder höher ein, so wird der Zusammenhang sichtbar: Dort wo die Anzahl an Verpressstellen hoch ist, dort steigt auch die Wahrscheinlichkeit schwererer Erdbeben.
Abb.: Die Karte des US Bundesstaates Oklahoma mit Verpressstellen von Fracking Abwässern (Violett) und Erdbeben der Stärke 3 oder höher seit 1980 (Orange, Rot), Quelle: Google/Oklahoma Ministerium für Energie und Umwelt, Stand 24.09.2015 (Erdbebenkarte Online öffnen)
Fracking: Fakten, Messdaten
In den USA sind durch langjährigen Umgang mit Fracking Schäden entstanden, zu denen es mittlerweile eine Reihe von Untersuchungen gibt. Wir stellen hier die wichtigsten Ergebnisse zusammen, so dass Sie sich selbst ein Bild machen können.
Die Mobilisierung von gebundenem Methan-Gas durch Fracking
Es gibt zahlreiche Berichte von Anwohnern aus Fracking-Regionen, die mit Beginn der Gasbohrungen von der Verschlammung des Brunnenwassers und der Anreicherung des Wassers mit Methan-Gas berichten. Die Öl- und Gas-Gesellschaften bestreiten jeden Zusammenhang und verweisen auf zufällige natürliche Vorkommnisse.
In wissenschaftlichen Untersuchungen stellte sich heraus, dass der Methangehalt in der Umgebung der Fracking-Bohrung ansteigt und selbst noch in einigen Kilometern Entfernung vom Bohrloch deutlich erhöht ist [2011Stephen]. Die Daten unten wurden in der Grenzregion der Bundesstaaten Pennsylvania/New York ermittelt.
Abb.: Zunahme der Methan-Konzentration im Brunnenwasser in Richtung Bohrloch nach Stephen et. al. (2011) [2011Stephen], Abstand zum Bohrloch in Metern (m), Kreise: Aktives Bohrloch, Dreiecke: Inaktives Bohrloch, Grau: Grenzwerte des US Innenministeriums
In der Abbildung ist gut zu erkennen, dass der Methangehalt im Brunnenwasser erwartungsgemäß in Bohrlochnähe zunimmt, aber auch noch in einigen Kilometern Entfernung deutlich erhöht ist. Dies zeigt, wie weiträumig die Methan-Gas Mobilisierung durch Fracking reicht.
Eine andere Studie aus Garfield County, Colorado, bestätigt prinzipiell den selben Sachverhalt. Hier wurde der Zusammenhang ermittelt zwischen der Fracking-Aktivität in der Region und dem Methangasgehalt des Brunnenwassers. Die Messungen ergaben, dass mit der Anzahl der Bohrlöcher ein Ansteigen der Methan-Konzentration im Oberflächenwasser einhergeht.
Abb.: Anstieg der Methan-Konzentration im Brunnenwasser mit der Anzahl der Bohrlöcher in Garfield County, Colorado, USA, nach Thyne (2008), [2008Thyne]
Die Untersuchungen oben belegen damit, dass mit Fracking Methangas unkontrolliert freigesetzt wird und so seinen Weg in Grund- und Brunnenwasser findet. Fracking ist also eine erfolgreiche Methode zur Mobilisierung von Methangas.
Der Streit um die Herkunft des Methans in den "brennenden Wasserhähnen"
In den Videos der Öl-Industrie wird gerne behauptet, dass das Methan-Gas (CH4) in den Wasserproben ausschließlich aus mikrobiologisch gebildetem, oberflächennahem, sogenanntem "biogenem" Methan besteht. Zum Beispiel handele es sich hier um Sumpf- oder Moor-Gas, das auch ohne Fracking im Brunnenwasser gefunden wird. Aber Methangas kann grundsätzlich aus unterschielichen Tiefen des Untergrundes entweichen (siehe folgende Abbildung).
Abb.: Zonen der Entstehung von Methan in der Erde nach R. C. Burruss (2009), [2009Burruss]
Wissenschaftler wie Stephen (2011), [2011Stephen] untersuchten daher die Herkunft des Methan-Gases in den Fracking-Regionen Pennsylvania und New York und verwendeten dazu die Methode der Altersbestimmung des Kohlenstoff-Isotops 14C (Halbwertszeit 5715 Jahre). Wenn das Methan, wie von der Öl- und Gasindustrie behauptet, biogenen Ursprungs ist, dann stammt das Methan aus jungen biologischen Zersetzungsprozessen und muss dann einen hohen Anteil an 14C enthalten. Wenn dagegen altes "thermogenes" Methan aus dem tiefen Speichergestein mobilisiert wird, ist im Methan ein höherer Anteil des Kohlenstoff-Isotops 14C in das Isotop 13C zerfallen.
In den Brunnenwasseranalysen zeigt sich, dass der Methananteil mit dem Kohlenstoff-Isotop 13C erhöht ist und somit Fracking in tiefen Schichten nachweislich "thermogenes" Methan freisetzt.
Abb.: Methan-Konzentration im Trinkwasser in Pennsylvania nach Stephen (2011), [2011Stephen]. Grauer Bereich rechts: freigesetztes Methan "thermogenen" Ursprungs; grauer Bereich links: Methan mikrobiologisch-biogenen Ursprungs. Gefüllte Symbole: Messproben aus Wasserquellen mit aktiver Gasförderung.
Auch Messungen in anderen US-Bundesstaaten wie in Colorado bestätigen diesen Befund.
Abb.: Analyse der Isotopenverhältnisse von Kohlenstoff (13C/12C) und Deuterium (2H/1H) zur Bestimmung der Herkunft des Methan im Trinkwasser in Garfield County, Colorado (USA), nach Thyne (2008) [2008Thyne]. Rechts oben kann der aus dem Tiefengestein freigesetzte "thermogene" Methan-Anteil gut von mikrobiologischen Methan-Quellen abgegrenzt werden (Isotopennachweis).
Diese Untersuchung belegt, dass Gruppen von Brunnenwasserproben eine ähnliche Isotopen-Zusammensetzung des Methans aufweisen. Dabei läßt sich die Methananreicherung in Wasserproben aus der Nähe von Fracking-Bohrungen (blaue Rauten) deutliche "thermogenen" Methanvorkommen zuordnen.
Versalzung des Brunnenwassers (und der Böden)
In der oben genannten Studie zu Garfield County wurde des Weiteren festgestellt, dass mit Zunahme der Bohrlöcher auch der Salzgehalt der Brunnen zunimmt. Dabei ist der Mechanismus noch nicht geklärt, in welcher Weise der Chlorid-Anstieg mit der Fracking-Aktivität zusammenhängt, aber der Zusammenhang ist unbestreitbar.
Abb.: Anstieg des Salzgehalts in Brunnenwasserproben in Garfield County, Colorado, USA mit auffälligem Salz- oder Methan-Gehalt im Zeitraum 2001 bis 2006, nach Thyne (2008) [2008Thyne]; oben (blaue Rauten): Anstieg des Methangehalts; unten (braune Quadrate): Anstieg des Salzgehalts (Chlorid).
Ist die Versalzung von einzelnen Trinkwasserquellen vielleicht noch akzeptierbar, ist dies für Bewohner ländlicher Gebiete ohne eine zentrale Wasserversorgung ein ernsthaftes Problem. Denn mit der Versalzung des Brunnenwassers wird die Trinkwassergewinnung schwieriger und durch die Bewässerung der Felder werden die Böden mittelfristig versalzen. Wenn die Anzahl der Fracking-Bohrungen in die Zehntausende geht, ist dies ein großflächiges Problem mit Wirkung auf die regionale Trinkwasserversorgung.
Lösung radioaktiver Stoffe aus dem Gestein durch Fracking
Mittlerweile sind mehrere wissenschaftliche Studien veröffentlicht worden, in denen die chemische Zusammensetzung der zurückgepumpten Abwässer sowie die Zusammensetzung der darin gelösten radioaktiven Stoffe analysiert wurden. Ein gute Zusammenfassung findet man in der Arbeit von Fisher (1995), Rowan et al. (2011), [2011Rowan] oder in der Arbeit von Haluszczak et al. (2013), [2013Haluszczak] sowie in der Arbeit von Warner et al. (2012), [2012Warner], die auf hunderte von Messproben basieren. In diesen Arbeiten wurden Salz(Chlorid)-Gehalte gefunden, die von 1,47 bis 402 g/L reichen. Die Nordsee hat einen bescheidenen Salzgehalt von 3,5 g/L.
Viele dieser Analysen zeigen dabei einen wichtigen Zusammenhang. Und zwar steigt mit dem Salzgehalt der Abwässer auch die Menge des gelösten Radiums, was auf die Chemie im Untergrund zurückgeführt wird.
Abb.: Anstieg der Radium-Konzentration (Ra-226, in pCi) mit dem Gehalt an gelösten Stoffen (mg/L) im Fracking Rücklaufwasser in logarithmischer Darstellung nach Rowan et. al. (2011), [2011Rowan]. Rot: Geologischer Formation "Marcellus". Blau: Andere geologische Formationen. Offene Symbole: Proben aus der gleichen Formation mit Aktivitäten unterhalb der Nachweisgrenze.
Nach Rowan et. al. (2011) beschreibt folgender Zusammenhang den beobachteten Befund: Und zwar sinkt mit steigendem Salz/Chlorid-Gehalt die Fähgkeit des Muttergesteins, gelöstes Radium chemisch zu binden. Das Radium ist daher stärker im Wasser der Gesteinsporen gelöst und wird mit der Bohrwasserrücklauf gefördert.
Bei der Auswertung der Daten wurde nach Rowan et. al. (2011) noch ein weiterer Zusammenhang sichtbar: Abwasser mit einer hohen Konzentration an gelöstem Salz weisen durchgängig eine erhöhte Radioaktiviät auf. Dieser Befund ist relativ unabhängig davon, aus welcher geologischen Formation/Region die Wasserproben stammen.
Abb.: Messungen der Radioaktivität (Radium-226-Isotop, offene Symbole) im Abwasser nach Rowan (2011). Waagerecht gestrichelt (- - - ) dargestellt ist die Einleitungsgrenze von radioaktiven Stoffen für industrielle Zwecke in den USA (60 pCi, ca. 3 Bequerel). Die einzelnen Zellen der Tabellengrafik zeigen Daten aus Studien in unterschiedlichen Gesteinsformationen, siehe Rowan et. al. (2011), [2011Rowan].
Die gefundenen Radium-Konzentrationen sind durchgängig so hoch, dass sie den US-Grenzwert für industrielle radioaktive Abwässer in der Regel immer überschreiten und in vielen Fällen um den Faktor Hundert darüber liegen. Einzelne Proben besaßen noch höhere Werte, vgl. Rowan et. al. (2011).
Der hier beobachtende Befund ist grundsätzlich nicht auf die regionale Geologie beschränkt (Marcellus/Devon-Formation). Eine Anreicherung von radioaktiven Isotopen (Radium, Uran) wurde auch in den Bohrwässern anderer Gesteinsformationen beobachtet. So wurde auch in der Münsterland-Bohrung in den Schichten des Unterkarbons bei ca. 5440 m Tiefe eine deutlich erhöhte Radioaktivität (Uran) nachgewiesen, vgl. Andres (1963), S 521. In dieser Tiefe erfolgt bei Bremen das Fracking.
Begrenzte Quellenergiebigkeit
Allen unkonventionellen Gas-Vorkommen gemeinsam ist die Eigenschaft, dass das förderbare erschlossene Gas-Volumen eines Bohrlochs gering ist im Vergleich zu reichen konventionellen Gas-Vorkommen und dass zudem die Förderleistung geringer ist. Als Konsequenz führt dies dazu, dass die per Fracking erschlossenen Quellen schneller versiegen. Leider gibt es keine veröffentlichten Daten dazu, wie schnell solche Quellen versiegen. Von Geologen sind aber Modellrechnungen veröffentlicht worden, die zeigen, wie sich die Gas-Ausbeute für "konventionelle" Gas-Vorkommen mit der Zeit verringert (http://geology.com).
Abb.: Modellrechnung zur Verringerung der Gas-Ausbeute "konventioneller" Gas-Vorkommen mit der Zeit, Quelle: http://geology.com
Wenn für "konventionelle" Gas-Vorkommen nach schon 5 Jahren die Leistung auf ein Zehntel der Anfangsleistung abfällt, ist bei der Ausbeutung von unkonventionellem Gas ein noch rascheres Versiegen zu erwarten. Gelegentlich werden 1 bis 2 Jahre genannt. Deshalb muss man in rascher Folge dicht bei dicht neue Bohrlöcher setzen.
Zusammenfassung
- Anders als die Öl- und Gas-Industrie behauptet, kann die "thermogene" Herkunft des Methans in Trinkwasserbrunnen eindeutig nachgewiesen werden. Die Isotopenanalysen zeigen, dass in den Wasserhähnen nicht nur "Sumpfgas" brennt, sondern durch Fracking mobilisiertes Erdgas.
- Die "thermogene" Methan-Konzentration im Brunnenwasser ist in der Nähe von Fracking-Bohrstellen deutlich erhöht. Dieser Sachverhalt wurde nicht nur für vereinzelte Wasserquellen nachgewiesen, sondern dutzendfach.
- In der Nähe von Fracking-Bohrstellen steigt der Salzgehalt des Brunnenwassers. Auch wenn die Ursachen nicht ganz klar sind, so ist die Tragweite des Frackings unübersehbar: Unbrauchbare Brunnen, versalzene Böden.
- Amerikanische Untersuchungen haben gezeigt, dass beim Fracking große Mengen an radioaktiv belastetem Abwasser entstehen. Hierzu schweigt die Öl- und Gas-Industrie in den Hochglanzbroschüren.
- Die Ausbeutung unkonventioneller Gas-Vorkommen ist verbunden mit einer hohen Dichte an Bohrstellen (1 Bohrstelle pro Quadratmile) und ist damit ein großflächiger Raubbau an der Natur. Nicht zuletzt dieser Sachverhalt macht das Fracking zu einem unverantwortbaren Akt.
Fracking verändert das Land
Und so sieht die Realität aus...
Wenn man den Prospekten und Hochglanzbroschüren der Öl-Gesellschaften Glauben schenkt, ist die Methode sauber, billig und umweltschonend. Schön animierte Videos und sauberes Info-Material verschweigen jedoch die Kehrseite der Medaille. Zahlreiche Internetseiten, die vom Namen her Interessen-neutrale Aufklärung versprechen, wie beispielsweise www.erdgassuche-in-deutschland.de, entpuppen sich schnell als Werbeplattform der Öl-Konzerne wie hier die von ExxonMobile. Schauen Sie selbst. - Hier zeigen wir Ihnen das, was Sie nicht in den Prospekten lesen können.
Geringe Ausbeute pro Bohrloch
Bei "unkonventionellen" Erdgas-Vorkommen muss das Gestein erst aufgebrochen werden, um das Gas heraus zu lösen. Die pro Bohrloch förderbaren Mengen variieren stark, sind aber in der Regel immer geringer als gewöhnliche (konventionelle) Gasvorkommen aus leicht erschließbaren Gasfeldern. Dieses wichtige Detail hat aber eine dramatische Konsequenz:
- Das zu erwartende Fördervolumen pro Quelle ist nicht so hoch wie in konventionellen Gasfeldern.
- Die Quellen erschöpfen sich rascher und werden früher unwirtschaftlich.
- Mit Punkt 1 und 2 steigt die Notwendigkeit, versiegende Quellen in rascher Folge durch neue Fracking-Bohrungen zu ersetzen.
- Die Landschaft und die Natur werden großflächig beansprucht. In den USA empfiehlt das Energieministerium (DOE) einen Mindestabstand von 2,3 km ( 2 Quadratmeilen) pro Bohrung.
Eine umfangreiche Studie der US Bundesbehörde mit dem Titel "Landscape Consequences of Natural Gas Extraction in Bradford and Washington Counties, Pennsylvania, 2004–2010" dokumentiert schon heute die Landschaftszerstörung durch Fracking, vgl. U.S. Geological Survey, PDF, Stand 1.5.2013.
Landschaftsverbrauch ohnegleichen
In den Fracking-Regionen, wie hier in Wyoming, sieht man auf Luftbildaufnahmen Fracking-Felder, die bis an den Horizont reichen. Man mag vielleicht der Auffassung sein, das Gebiet liegt in einer wasserarmen Region, ist wenig bevölkert und damit kann das Fracking keine großen Schäden anrichten.
Bei uns stellt sich aber die Frage: Woher soll das Ackerland kommen, auf dem die Bohrplattformen stehen, auf dem das belastete Abwasser zwischengelagert wird, auf dem die schweren LKWs zur Versorgung der Bohrstationen fahren sollen?
Abb.: Luftaufnahmen aus der Region Pinedale, Anticline und Jonah, Wyoming, USA zeigen, wie hier Bohrloch an Bohrloch liegen, Quelle http://ecoflight.org/, Bild links öffnen, Bild rechts öffnen
Fracking in bewaldeten Gebieten - ein Spinnennetz
Aber auch in Waldregionen wie hier in Pennsylvania, USA
wird das Fracking angewendet. Anders als in Wüstenregionen hat hier das Fracking einschneidende Wirkung auf die lokale Tier- und Pflanzenwelt und auf das Grundwasser. Wie ein Spinnennetz durchziehen Bohrstationen, Infrastruktur-Wege und Pipelines große Waldgebiete und teilen diese in viele kleine Parzellen auf. Die beiden Bilder unten zeigen Satellitenaufnahmen einer Waldregion in den USA, Pennsylvania, Region McKean County, in 2 Vergrößerungen:
Abb.: Luftaufnahme aus der Region McKean County, Pennsylvania, USA, Maßstab: Horizontale Bildkante 25 km, Quelle: Internetportal U.S. Geological Survey, Bild öffnen
Abb.: Vergrößerter Kartenausschnitt oben, Maßstab: Horizontale Bildkante 4 km, Quelle: Internetportal U.S. Geological Survey, Bild öffnen
Bohrlöcher, so weit das Auge reicht
In den USA gibt es mehrere zehntausend Bohrlöcher. Die Luftbildaufnahme eines einzelnen Gas-Feldes unten vermittelt einen Eindruck davon, wie massiv die USA in diese Gas-Fördermethode eingestiegen sind. In Deutschland oder auch in Europa ist ein derartiger Landschaftsverbrauch unvorstellbar.
Abb.: Luftbildaufnahme eines Gas-Feldes bei Pinedale, Sublette County, Wyoming, USA, Aufnahme aus ca. 15 km Höhe, Bildbreite ca. 15 km, Quelle: US-Agrarministerium (USDA) (www.wyomingoutdoorcouncil.org, Stand 1.5.2013), Bild öffnen oder Satellitenkarte öffnen