Rohstoffe ökologischer fördern

St. Petersburg – Fossile Energieträger werden auch in Zukunft eine zentrale Rolle spielen. Ausser Erdöl und Gas gehören dazu auch Gashydrate und Kohle. Neue Fördertechnologie können die Umweltbelastung verringern, sagt Wladimir Trojan, Professor für Geophysik an der Universität St. Petersburg. Russland verfügt über immense Reserven. Doch ihre Erschliessung ist teuer.
Thomas Veser: Welche Energieträger werden in den nächsten zehn bis 20 Jahren eine zentrale Rolle spielen?

Wladimir Trojan: Erdöl und Gas werden weiterhin die wichtigste Rolle spielen. Aber auch Gashydrate – eisähnliche, brennbare Verbindungen aus Wasser und Gas – könnten zukünftig enorm an Bedeutung gewinnen, denn sie binden nach Abschätzungen aus den 90er Jahren weltweit die grössten Mengen an Methangas. Da Gashydrate nur unter hohem Druck oder bei tiefen Temperaturen stabil sind, liegen solche Vorkommen im Boden der Ozeane und in Permafrostgebieten. Alleine die Tundra birgt immense Lagerstätten, sie können leichter erschlossen und ausgebeutet werden als Vorkommen in der Tiefsee. Es hat sich gezeigt, dass die Förderung allerdings ausgesprochen hohe Kosten verursacht. Wir benötigen auf jeden Fall genauere Kenntnisse über Entstehung, Verbreitung und Zersetzung von Gashydraten, um künftig deren Einfluss auf das Klima und Gefahren realistischer einschätzen zu können.
Die möglichst verlustfreie Förderung scheint mir ein Hauptproblem zu sein, da Methan als Treibhausgas keinesfalls in grösseren Mengen in die Atmosphäre gelangen darf. Um diese Ressourcen auszubeuten, muss zunächst das Gashydrat aufgebrochen werden, damit das Methangas frei wird. Durch Druckverminderung lässt sich das beim Bohrvorgang erreichen. Optimale Fördertechnologien dürften jedoch wohl kaum vor der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts verfügbar sein.

Thomas Veser: Welche Fördertechnologien müssen weiterentwickelt werden, damit Rohstoffe auch in Zukunft zu erschwinglichen Preisen verfügbar sein werden?

Wladimir Trojan: Um etwa fossile Lagerstätten in den nördlichen Meeren auszubeuten, braucht man zunächst eine Infrastruktur, die unter den schwierigen geologischen und klimatischen Bedingungen dieser Regionen tadellos funktioniert und wirtschaftlich ist - das ist recht kostspielig. Deshalb wird der Preis für Erdöl und Gas auch künftig hoch sein. Neue technologische Ansätze, die sich in Russland gegenwärtig in der Erprobungsphase befinden, tragen zur Effizienzsteigerung der Ölausbeute bei. Erzielt wird das unter anderem durch horizontales Bohren, die Errichtung von Mehrfachschächten, das Bohren von Querräumen, die Druckmaximierung in der Schicht und der Einsatz von Systemen zur Füllung der Schächte mit Wasser, womit indirekt der Druck erhöht beziehungsweise erzeugt werden kann.
Kohlelager lassen sich mit der unterirdischen Kohlevergasung noch effizienter nutzen. Diese Technik eröffnet neue Horizonte, denn sie erlaubt die Verbindung von Abbau, Anreicherung und Verarbeitung der Kohle. Alle technischen Schritte der Kohlevergasung werden von der Erdoberfläche aus geführt. Dadurch entfällt die Untertagearbeit von Bergarbeitern, zudem erfolgt der Abbau der Lagerschichten in einer ökologisch akzeptablen Weise.
Auch der Einsatz der Nanotechnologie eröffnet für die Öl- und Gasförderindustrie neue Perspektiven. So ist es möglich, bei der Ölraffinierung Nano-Katalysatoren zu nutzen. Um Einzelteile der Ausrüstung herzustellen, kann man auf neue konstruktionstechnische Materialien zurückgreifen. Winzige elektronische Messgeräte finden Verwendung, wenn die Bedingungen einer ergiebigen Schicht überprüft werden. “Intelligente“ technologische Flüssigkeiten erleichtern die Bohrvorgänge und erhöhen die Ölrückführung. Mit speziell gestalteten Nano-Folien schliesslich lassen sich in den Öl- und Gasrohren die Gleiteigenschaften verbessern und das bedeutet, dass beim Transport durch die Rohre weniger haften bleibt und weniger Verunreinigungen auftreten.

Thomas Veser: Gibt es technische Ansätze, die ein zielstrebiges Auffinden der Lagerstätten ermöglichen?

Wladimir Trojan: Da wäre zunächst die Seismik zu nennen, also Verfahren der angewandten Geophysik zur Erforschung der Erdkruste durch künstlich erzeugte Schwingungen, liefert uns Messtechniken, die bei der gezielten Suche nach Lagerstätten wertvolle Dienste erweisen. Dabei werden mit Vibratoren Erschütterungen hervorgerufen und im Sekundenabstand in einem breiten Frequenzspektrum in eine Tiefe von mehreren tausend Metern geschickt. Die ins Erdinnere dringenden Wellen breiten sich aus und werden an den Schichtgrenzen reflektiert. Ihre jeweilige Laufzeit erlaubt uns Rückschlüsse über die Beschaffenheit des Untergrunds und gibt auf diese Weise einen Einblick in das Erdinnere, das mit Hilfe seismischer Tomographen dreidimensional abgebildet werden kann. So lassen sich mit grosser Präzision Lagerstätten lokalisieren. Das Risiko, an der falschen Stelle Bohrungen einzuleiten, wird also deutlich geringer. Der zunehmende Einsatz neuer Technologien kommt auf jeden Fall der Umwelt zugute, weil die Rohstoff-Förderung effizienter und zuverlässiger wird.

Thomas Veser: Wo sieht Russland heute und in Zukunft seine Rolle auf dem Gebiet der Förderung?

Wladimir Trojan: Russland ist gemessen an Bodenschätzen ein reiches Land mit noch grossen, unerschlossenen Erdöl- und Gaslagerstätten. Wir wissen, dass etwa in Ostsibirien, der Barentssee, auf der Insel Sachalin oder im Nördlichen Eismeer riesige Vorräte lagern. Die Erschliessung wird allerdings unter den extremen arktischen Bedingungen schwierig und teuer. Dafür wird man neue Techniken und internationale Partner brauchen, wie es bereits beim Stockman-Gasfeld in der Barentsee der Fall ist. Hier wurde eine Zusammenarbeit mit Total vereinbart. Grosse Bedeutung für zuverlässige Lieferungen besitzt die Gasleitung durch die Ostsee. Dieses Projekt hat für Russland und Deutschland Vorrang.

Thomas Veser: Inwieweit wird Umweltschutz beim Bergbau in Zukunft eine Rolle spielen?

Wladimir Trojan: Der Abbau von Bodenschätzen führt zu ausgeprägten Landschaftsveränderungen. Als Folge des Tagabbaus wird die Erd- und Pflanzendecke zerstört, es entstehen Gruben und Abraumhalden. Zudem werden durch den Abbau Erd- und Bergrutsche sowie weitere exogene geologische Vorgänge gefördert. Der Grundwasserspiegel sinkt, die Vegetation der Umgebung leidet an Wassermangel. Oftmals werden Gruben als Müllkippen oder zur Lagerung von Abraummaterial verwendet. Die Liste liesse sich beliebig fortsetzen. In den letzten Jahren hat sich in Russland allerdings die Einstellung zur Natur vom Verbrauchen zur schonenden Nutzung hin verändert. Unser Land hat sich dem UN-Projekt „Globales Umweltüberwachungssystem“ angeschlossen und das Kyoto-Protokoll unterzeichnet. Und 1993 wurde das einheitliche staatliche System des ökologischen Monitoring geschaffen, dazu gehören die Entwicklung und Umsetzung eines Programmes zur Beobachtung des Umweltschutzzustandes, sowie ein Regelwerk und ein Kontrollmechanismus für die Sammlung und Auswertung überprüfter und vergleichender Daten. Der Einsatz neuer Technologien erlaubt nicht nur die optimale Durchführung der Erdöl- und Gasförderung bei geringen Verlusten, sie wird auch zum Umweltschutz führen. Die Umweltschutzprobleme bei der Ausbeutung von Bodenschätzen bleiben dennoch akut und ausgewiesene Umweltbehörden unseres Landes werden bei Verstössen in Einklang mit der gegenwärtigen Gesetzgebung gegen Verursacher hart vorgehen.

Zur Person:

Wladimir Trojan, 68, hat im Fachbereich Physik der Staatlichen Universität Sankt Petersburg den Lehrstuhl für Geophysik inne. Er beschäftigt sich vorrangig mit den geophysiologischen Eigenschaften der Erde, Seismologie und der mathematischen Modellierung geophysikalischer Prozesse. Bis 2006 war Trojan Prorektor für Forschung der Hochschule, die zu den ältesten und bedeutendsten Lehrstätten des Landes zählt.