Eine kurze Geschichte des Frackings

Von explodierenden Torpedos ins Gelobte Land
Eine kurze Geschichte des Frackings
Dr. Adrian Hänni “Fracking” ist heute in aller Munde. Als Zauberwort für die einen, als Reizwort für die anderen, weckte
es Hoffnungen auf neues industrielles Wachstum oder gar Energieunabhängigkeit, entfachte aber
auch eine hitzige Debatte über mögliche Umwelt- und Gesundheitsrisiken. Was aber ist Fracking und
was bedeutet es für die westlichen Gesellschaften? Die ASPO Schweiz widmet diesen Fragen eine
zweiteilige Newsletterserie. Da Fracking fast so alt ist wie das Ölzeitalter selbst, werfen wir im folgenden ersten Teil einen Blick auf einige der wichtigsten Schritte in der Entwicklung dieser Technologie,
um ihre Bedeutung und Kontroversialität besser verstehen zu können. Im Dezember folgt dann der
zweite Teil zur aktuellen Fördersituation in der U.S.-Schiefergasindustrie sowie zum Stand der Entwicklung dieser Fördermethode in Europa.
1864 (Pennsylvania, USA)
Der “Exploding Torpedo”
Fracking ist heute ein schwerindustrieller Prozess. Indem unter hohem Druck gewaltige
Mengen Wasser, Chemikalien und Sand injiziert werden, lassen sich tief unter der Erdoberfläche Erdgas und Öl aus Schiefergesteinsschichten fördern. Die Anfänge waren allerdings
viel bescheidener. Nur fünf Jahre nachdem Edwin Drake 1859 in der Nähe von Titusville in
Pennsylvania das erste kommerzielle Ölloch in die amerikanische Erde gebohrt hatte, kam
einem Bürgerkriegsveteranen namens Edward Roberts die Idee, Gestein zu aufzubrechen
(englisch „to fracture“), um so an flüssige Kohlenwasserstoffe heranzukommen. Dazu erfand
Roberts den „Exploding Torpedo“: Er liess einen eisernen Zylinder gefüllt mit 5 bis 10 Kilogramm Nitroglyzerin in ein Bohrloch hinab, bis dieser die öltragende Schicht erreichte. Dort
wurde der Torpedo, der durch einen Draht mit einem Zünder an der Oberfläche verbunden
war, zur Explosion gebracht.
Abbildung 1: Ein von Edward Roberts entworfener “Exploding Torpedo”
Quelle: Wikipedia
1 1866-1879
Moonlighting in Pennsylvania
Der “Exploding Torpedo” war ein voller Erfolg. Die Roberts Petroleum Torpedo Company
“schoss” in den folgenden Jahren tausende Ölbohrungen mit Sprengstoff, wodurch die Fördermenge der gerade entstehenden US-Erdölindustrie gewaltig zunahm. Roberts war aber
nicht nur ein genialer Erfinder, sondern auch ein schlauer Geschäftsmann. Er sicherte sich
nämlich zahlreiche Patente, die ihm ein Monopol für die von der Erdölindustrie begehrten
Torpedos sicherten. So konnte er den Besitzern der Ölquellen pro Torpedo 100 bis 200 Dollar (entspricht heute etwa 10’000 Dollar) abknöpfen, zusätzlich zu Tantiemen von einem
Fünftel der Ölförderung. Verständlicherweise begehrten viele Bohrlochbetreiber die neue
Technologie, nicht aber die exorbitanten Kosten. Einige Unternehmer bauten deshalb ihre
eigenen Torpedos und explodierten sie nachts, wenn keine unliebsamen Beobachter zugegen waren. Ein wütender Edward Roberts heuerte sogar die legendäre Pinkerton National
Detective Agency an, um die sogenannten “Moonlighters” zu stoppen und zeichnet für mehr
Zivilklagen zur Verteidigung eines Patents verantwortlich als irgendjemand sonst in der amerikanischen Geschichte.
Abbildung 2: Aktienzertifikat mit Ölfeldvignetten der Roberts Petroleum Torpedo Company
1949 (Oklahoma und Texas)
Die Geburt des Hydraulic Fracturing
In den 1940er Jahren löste Floyd Farris von Stanolind Oil and Gas den nächsten Evolutionssprung der Fracking-Technologie aus. Farris studierte den Einsatz von Wasser als Schlüsselelement und führte 1947 beim Hugoton Gasfeld im südwestlichen Kansas das erste
Hydraulic-Fracturing-Experiment durch. Der ursprüngliche Fracking-Prozess nutzte ein Gemisch von etwa 4000 Liter Napalm (eine Mischung aus Naphtensäure und Palmöl) und Benzin, um den Gasfluss zu stimulieren. Farris’ Experimente ebneten den Weg für die erste
kommerzielle Anwendung von Hydraulic Fracturing, die am 17. März 1949 an einer Ölquelle
in Oklahoma durchgeführt wurde. Etwas später am selben Tag “frackten” Experten der Halli2 burton Oil Well Cementing Company und von Stanolind in Texas erfolgreich eine weitere
Ölbohrung. Kurz darauf erwarb Halliburton ein Patent zur exklusiven Nutzung von Hydraulic
Fracturing.
Abbildung 3: Erstes kommerzielles Hydraulic Fracturing einer Ölbohrung (Duncan, Oklahoma, 1949)
Quelle: American Oil and Gas Historical Society
1970er Jahre
Der Durchbruch
Im Jahr 1968 lief Halliburtons Patent aus, worauf andere Unternehmen damit beginnen konnten, quer durch Amerika Öl- und Gasbohrungen zu „fracken“. Ab Anfang der 1970er Jahre
war der Einsatz des Hydraulic Fracturing in der Erdölindustrie weit verbreitet, meist mit dem
Ziel, den Ausschöpfungsgrad von konventionellen Erdölfeldern zu erhöhen. Neben dem Auslaufen des Halliburton-Patents trugen zwei weitere Entwicklungen zu diesem Durchbruch bei:
die abnehmende Ölfördermenge in den USA und der Ölpreisschock. 1970 erreichten die
USA bei etwa 10 Millionen Fass pro Tag ihren nationalen Peak Oil. Drei Jahre später vervierfachte sich der Ölpreis im Zuge des arabischen Erdölembargos, was ein Jahrzehnt hoher
Ölpreise einläutete, wie sie die Welt zuvor noch nie gesehen hatte. Bis 1988 wurde die Fracking-Technologie beinahe eine Million Mal angewendet. In Schiefergesteinen gespeichertes
Öl und Gas blieb für die Fracker jedoch ausser Reichweite.
Abbildung 4: In den 1970er Jahren stiegen die Rohölpreise dramatisch an.
Quelle: U.S. Energy Information Administration
3 1991-1998 (Texas und Washington DC)
Der geniale George und Uncle Sam bereiten dem Boom den Boden
Die Pioniere, welche die Fracking-Technologie schliesslich so weiterentwickelten, dass
Schiefergas mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche gefördert werden kann, sind George
Mitchell und seine Firma Mitchell Energy & Development. 1991 führte Mitchell zunächst horizontale Erdgasbohrungen ein. Die Bohrung wurde wie gewohnt vertikal nach unten geführt,
in der Tiefe wurde das Bohrloch aber gebogen und horizontal weitergeführt. Dies führt nicht
nur zu mehr Kontakt zwischen dem Bohrloch und der öl- und gastragenden Schicht, sondern
erlaubt es den Förderunternehmen auch, horizontal unter Wohnquartiere, Schulen oder
Flughäfen zu bohren. Mitchells nächste Entwicklung war „slick-water fracturing“: Chemikalien
wurden dem Wasser beigemischt, um den Fluss in gefrackten Quellen zu erhöhen. Der texanische Unternehmer kombinierte darauf „slick-water fracturing“ mit horizontalem Bohren
und begann so 1998 Gas aus dem Barnett Shale in Texas zu fördern. Neben Mitchells erfinderischem Geist hat allerdings auch die US-Regierung zum einsetzenden Schiefergasboom
beigetragen. Der Fokus von Mitchell Energy auf unkonventionelles Gas war nämlich nicht
zuletzt durch neue Steuererleichterungen motiviert, die mit der spezifischen Absicht gestaltet
wurden, die Entwicklung unkonventioneller Erdgasressourcen zu fördern.
Abbildung 5: Hydraulic Fracturing und horizontales Bohren ermöglichen die kommerzielle
Förderung von Öl und Gas aus Schiefergesteinen.
Quelle: Propublica
4 2005 (Washington DC)
Das Halliburton-Schlupfloch
Zwar wurden schon ab dem Jahr 2000 nennenswerte Mengen Schiefergas mittels Fracking
und horizontalem Bohren gefördert, so richtig los ging’s aber erst 2006. Drei Faktoren lösten
den Boom aus: Erstens die Innovationen und Verbesserungen der Fracking-Technologie.
Nach Mitchells bahnbrechenden Erfindungen der 1990er Jahre entwickelte die Industrie fieberhaft komplexere Fracking-Mixturen, mit Zutaten wie Sand und einer ganzen Wäscheliste
von Chemikalien, viele davon giftig. Zweitens stieg der Erdgaspreis von 2 Dollar pro tausend
Kubikfuss im Jahr 2000 auf 7 Dollar Mitte 2005, ehe er in den sechs Monaten bis Dezember
2005 auf über 15 Dollar emporschnellte. Drittens haben staatliche Regulierungen zum Frackingboom beigetragen. So öffnete die Energy Policy Act of 2005 ein entscheidendes
Schlupfloch. Das Gesetz nahm nämlich die Fracking-Flüssigkeiten von den Schutzbestimmungen der Safe Drinking Water Act aus und befreite die Erdgasförderunternehmen damit
von einer Offenlegung der Chemikalien, welche sie in den Frackingoperationen einsetzten.
Die Ausnahme wurde rasch als “Halliburton-Schlupfloch” bekannt, da der damalige Vizepräsident Dick Cheney bei der Verabschiedung des Gesetzes eine entscheidende Rolle gespielt
haben soll. Bevor Cheney sein Büro im West Wing des Weissen Hauses bezog, hatte er als
CEO von Halliburton sein Geld verdient – der Firma, die Hydraulic Fracturing 1949 patentierte und nach wie vor eine der grössten Produzenten von Frackingflüssigkeiten ist. Zu ungefähr derselben Zeit tratt eine Regeländerung der US-Börsenaufsicht in Kraft, welche den
Erdöl- und Gaskonzernen erlaubte, auch unkonventionelle Lagerstätten wie Schieferöl/-gas
als Reserven in ihren Bilanzen aufzuführen. Da der Börsenkurs der grossen Energiekonzerne massgeblich von den ausgewiesenen Reserven abhängt, begann ein Run auf die
Shale-Reservoirs. Wirtschaft und Politik, hohe Gaspreise und staatliche Regulierungen, haben also genauso zum Frackingboom beigetragen wie technologischer Fortschritt.
Abbildung 6: Dick Cheney,
CEO von Halliburton (1995-2000) und Vizepräsident der USA (2001-2009)
5 2010 (USA) Ein dystopisches Gasland? In der Folge von Josh Fox’ Gasland1 (2010) – ein Dokumentarfilm über die negativen Umweltfolgen und soziale Problematik von Fracking, der einen Emmy Award und sogar eine
Oskarnomination als bester Dokumentarfilm erhielt – wuchsen in den USA und Europa immer mehr Bedenken über die Umweltverträglichkeit von Fracking. Eine rasch ansteigende
Zahl von Wissenschaftlern und Aktivisten warnte, die Öl- und Gasförderung durch Fracking
führe zu schlechter Luftqualität, Wasserverschmutzung mit krebsverursachenden Chemikalien, einem gewaltigen Wasserverbrauch (in Gegenden, die ohnehin bereits mit Wassermangel kämpften), zur Freisetzung grosser Mengen von Methan (ein extreme starkes
Treibhausgas) und insbesondere zur Kontaminierung von Grundwasser. Wissenschaftliche
Studien haben Fracking ausserdem mit möglichen Geburtsfehlern, höherem Lungenkrebsrisiko und der Kontaminierung des Trinkwassers mit Methan in Verbindung gebracht. 5. November 2011
Ein Erdbeben in Oklahoma
Eines Abends im November 2011 wurde eine Verhandlung im 24. Stockwerk eines Gerichts
in St. Louis rasch unterbrochen, als das Gebäude zu schwanken begann und evakuiert werden musste. Die Ursache der Aufregung war ein Beben der Stärke 5,6 im Zentrum des angrenzenden Bundesstaats Oklahoma. Es war das stärkste Erdbeben, das in Oklahoma
jemals registriert worden ist und zerstörte 14 Häuser, wölbte einen Highway und verletzte
zwei Menschen. Während staatliche Seismologen in Oklahoma das Beben zunächst auf eine
natürliche Ursache zurückführten, kommen Studien in den angesehenen wissenschaftlichen
Zeitschriften Geology2 (im März 2013) und Journal of Geophysical Research3 (im März 2014)
zum Schluss, dass das Erdbeben durch die Injektion von Fracking-Abwasser tief unter die
Erdoberfläche ausgelöst wurde. Die aufgeregte öffentliche Debatte über die Ursache des
Bebens widerspiegelt die in Nordamerika und Europa weitverbreiteten Bedenken über die
Umweltrisiken von Fracking.
1
Vgl. https://www.youtube.com/watch?v=4ApZkNsXfJE. Vgl. http://news.nationalgeographic.com/news/energy/2013/03/130329-­‐wastewater-­‐injection-­‐likely-­‐caused-­‐quake/. 3
Vgl. http://www.livescience.com/43953-­‐wastewater-­‐injection-­‐earthquake-­‐triggering.html. 2
6 Abbildung 7: “Shake Map” des Oklahoma-Erdbebens von 2011 Quelle: U.S. Geological Survey 24. Januar 2012 (Washington DC) A Century of Natural Gas In der letzten State of the Union Address4 vor seiner Wiederwahl 2012 versprach Barack
Obama, dass Fracking bis zum Ende des Jahrzehnts mehr als 600'000 Jobs schaffen könnte
und fügte hinzu, dass die neue Technologie das Wirtschaftswachstum antreiben werde. Was
verleitete den US-Präsidenten zu einer solchen Behauptung? Dank Fracking nahm die Erdgasförderung in den USA zwischen 2008 und 2012 um 19% zu, wodurch die USA wieder
einmal zum grössten Gasförderland wurden und die Preise von 12.69 Dollar im Juni 2008
auf 1.95 Dollar im April 2012 purzelten. Der tiefe Gaspreis wiederum veranlasste eine Reihe
von Ökonomen, Politikern und Journalisten, eine industrielle Renaissance in den USA zu
prophezeien, vor allem in den energieintensiven Sektoren wie Chemie, Papier, Eisen und
Stahl. Medienberichte5 wie die Ankündigung, dass der Stahlriese Nucor in Louisiana eine
Fabrik errichte, die weniger als ein Jahrzehnt zuvor nach Trinidad ausgelagert worden war,
schienen den Beginn eines Industriebooms zu bestätigen. Ausserdem führte die Förderung
von Öl aus Schiefergestein durch Fracking zwischen 2008 und 2014 zu einem Anstieg der
4
Vgl. https://www.whitehouse.gov/the-­‐press-­‐office/2012/01/24/remarks-­‐president-­‐state-­‐union-­‐address. Vgl. http://www.wsj.com/news/articles/SB10001424127887323854904578264080157966810. 5
7 amerikanischen Erdölförderung von 5 auf 9 Millionen Fass pro Tag. Die ASPO und andere
kritische Stimmen wiesen dagegen schon früh darauf hin, dass es sich um einen kurzlebigen
Boom handelt, den ein Experte sogar als eine „retirement party“ der Öl- und Gasindustrie
beschrieb. Abbildung 8: Nucor verlagert diese topmoderne Stahlfabrik in Trinidad zurück nach Louisiana. Quelle: invesTT 25. April 2013 “Don’t let America get fracked!” Unter dieser Schlagzeile publizierten Mark Ruffalo und Greenpeace-Direktor Phil Radford im
Frühling 2013 auf CNN ihr Manifest6 gegen das Franking. Ruffalo, ein 45-jähriger Schauspieler aus New York, ist das berühmteste öffentliche Gesicht der Anti-Fracking-Bewegung. Die
Grassroots-Aktivisten und Hunderten von lokalen Anti-Fracking-Gruppen wurden in den letzten gut zwei Jahren zunehmend von Umwelt-NGOs organisiert und professionalisiert und die
Bewegung kann bereits auf einige Erfolge zurückblicken: Eine Reihe von Ländern und Regionen wie Deutschland, Bulgarien, Quebec und der Bundesstaat New York haben ein Fracking-Moratorium beschlossen. Frankreich (2011) und der US-Bundesstaat Vermont (2012)
haben den Einsatz der Technologie sogar ganz verboten. Dass das Thema „Fracking” unterdessen in der Mitte der Gesellschaft angekommen ist, zeigt nicht zuletzt die Flut an populärkulturellen Produktionen wie der Hollywoodfilm Promised Land7 (2012) mit Matt Damon in
der Hauptrolle.
6
Vgl. http://edition.cnn.com/2013/04/25/opinion/radford-­‐ruffalo-­‐natural-­‐gas-­‐fracking/index.html?iref=allsearch. Offizieller Tralier unter: https://www.youtube.com/watch?v=163o3JAIZ98. 7
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