Fracking: Verfahren und Folgen

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Material M23/M24: Technologie des Frackings und Frackinganlage in Alberta Die Buchseite enthält einen geologischen Querschnitt zur Fracking-Technologie mit fünf nummerierten Arbeitsschritten, Angaben zu Tiefen und künstlichen Rissen, ein Foto einer Frackinganlage in Alberta (Kanada) sowie Informationen zu möglichen Chancen und Umweltrisiken. --- Image Analysis --- Based on the provided educational worksheet page, here is the extracted information: --- ### 1. Data & Statistics * **Depth measurements (Diagram M23):** * ~500 m (Sandstein layer) * ~1.500 m Tiefe (Total depth shown at the bottom) * 30 l/s to 40 cm (Durchmesser/Diameter specification) * 500 bis 1 000 m (Horizontal extent of fractures) * **Extent of fractures (Step 4):** * Horizontal: up to 300 meters * Vertical: up to 10 meters * **Production and emissions statistics (Main text):** * **Start of application:** Early 1990s * **USA production:** Over 10 million barrels of shale oil per day ("über 10 Mio. Barrel Schieferöl pro Tag") * **Additional climate impact (permafrost thaw):** 16–39 billion tons of $\text{CO}_2$ equivalent ("16–39 Mrd. Tonnen $\text{CO}_2$-Äquivalenz") * **Future potential emissions (2018–2050):** 120 billion tons of new $\text{CO}_2$ emissions ("120 Mrd. Tonnen neuer $\text{CO}_2$-Emissionen") * **Water & chemical use per drilling (Environmental risks):** * Several $1000\,\text{m}^3$ of water ("mehrere $1000\,\text{m}^3$") * Up to 30 chemicals ("bis zu 30 Chemikalien") * **Ban date:** February 2017 (in unconventional deposits such as shale, marl, clay, and coal seam gas in Germany) ("im Februar 2017 per Gesetz verboten") --- ### 2. Text Content (Verbatim Transcription) * **Box M23:** * **Heading:** `M23 Technologie des Frackings` * **Intro text:** `Das umstrittene Fracking wird zur Gewinnung von Erdgas aus Gesteinsporen eingesetzt. In Deutschland wird das Gas in unkonventionellen Lagerstätten vor allem in Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Nordhessen und dem Oberrheingraben vermutet.` * **Labels in Diagram:** * `Fracking` * `kleinräumige Lagerstätten` * `Produktionsbohrung (Seiger)` * `Erdgas` * `string durchdringt Speichergestein` * `Erdgas im dichten Gestein` * `gebrochenes Schiefergestein` * `künstliche Risse` * **Step-by-step description (Ablauf):** * `1. Horizontalbohrung: In die Lagerstätte werden lange Strecken gebohrt.` * `2. Das Steigrohr wird unten mit Löchern perforiert (Durchmesser 30 l/s 40 cm).` * `3. Unter hohem Druck wird ein Gemisch aus Wasser, Quarzsand und Chemikalien durch die Löcher in das umliegende Gestein gepresst.` * `4. Durch den hydraulischen Druck entstehen Risse im Gestein, durch die das Gas fließen kann. Die Risse dehnen sich horizontal bis zu 300 Meter und vertikal bis zu 10 Meter ausdehnt.` * `5. Das eingepresste Gemisch (Frack-Fluid) wird bis auf den Quarzsand und Chemikalien zurückgepumpt. Der Quarzsand hält die künstlichen Risse offen. Das eingeschlossene Gas strömt dem Bohrloch zu und kann nun gefördert werden.` * **Box M26:** * **Heading:** `M26 Frッキングanlage in der Nähe von Del Bonita in der Provinz Alberta, Kanada` *(Note: typo in original heading "Frッキングanlage")* * **Main Text:** * **Heading:** `Fracking von Schiefergas – neue Perspektiven?` * **Body paragraphs:** `Hydraulic Fracturing oder kurz Fracking (to fracture = aufbrechen) ist eine Methode zur Erzeugung, Weitung und Stabilisierung von Rissen im Gestein einer Lagerstätte. Damit soll die Durchlässigkeit von Speichergesteinen erhöht werden, um die darin enthaltenen Gase oder Flüssigkeiten leichter und beständig gewinnen zu können. Seit Anfang der 1990er-Jahre wird das Verfahren zunehmend für die Gewinnung unkonventioneller Erdöl- und Erdgasressourcen eingesetzt. Der aufgrund der wachsenden Rentabilität einsetzende „Fracking-Boom“ in den USA veränderte den Ölmarkt erheblich: Die USA stiegen zu einem der größten Ölproduzenten auf; pro Tag werden allein in den USA über 10 Mio. Barrel Schieferöl pro Tag gefördert.` * `„Ein Bericht von Oil Change International und anderen Organisationen warnt, dass der Fracking-Boom in den USA, ... um Energie-Souveränität zu erreichen und andere Länder vom amerikanischen Fracking-Öl und -Gas abhängig zu machen, zu den größten CO₂-Emissionen führen und die Welt weiter in eine Klimakatastrophe treiben wird. Zwischen 2018 und 2050 könnte die weitere Ausbeutung von Öl- und Gasressourcen 120 Mrd. Tonnen neuer CO₂-Emissionen freisetzen, so viel wie fast Tausend Kohlekraftwerke. Das würde es dem Rest der Welt unmöglich machen, eine Reduzierung der Öl- und Gasproduktion zu erreichen, um die Klimaerwärmung zu begrenzen. Folge könnte sein, dass durch die daraus folgende Klimaerwärmung mehr Methan aus den Permafrostböden freigesetzt werden, das wären zusätzlich 16–39 Mrd. Tonnen CO₂-Äquivalenz.“ [3]` * `Viele Länder Europas hatten große Hoffnungen in die Fracking-Technik gesetzt: Endlich hatte man nennenswerte Reserven eines einheimischen Energieträgers, der kostengünstig und damit wirtschaftlich gewinnbar war. Trotzdem wurde Fracking im Schiefer-, Mergel-, Ton- und Kohleflözgestein (unkonventionelle Vorkommen) im Februar 2017 per Gesetz verboten. Die Gründe liegen in den Umweltrisiken:` * `– Der Wasserbedarf für eine Bohrung kann mehrere 1000 m³ betragen.` * `– Dem eingesetzten Wasser werden sog. Stützmittel (Quarzsand oder Keramikkugeln) und bis zu 30 Chemikalien beigesetzt, die teilweise als umweltgefährdend, gifitig oder gesundheitsschädlich eingeschätzt werden.` * `– Ein Teil des „Frack-Cocktails“ verbleibt in den Gesteinsschichten. Dadurch kann es kurz- oder langfristig zu Verunreinigung des Grundwassers kommen.` * `– Der zurückgewonnene Teil („Flow back“) des in das Bohrloch eingepressten Wassers enthält stark verdünnt immer noch Chemikalien, sodass die Aufbereitung bzw. Entsorgung des Abwassers bedenklich ist.` * `– Aufgrund des hohen Flächenverbrauchs werden Natur- und Kulturlandschaften zerstört.` * **Task prompts at the bottom:** * `A15 Beschreiben Sie die Technologie des Frackings (Grafik M23).` * `A16 Diskutieren Sie Chancen und Risiken beim Einsatz der Fracking-Technologie.` * Source citation at bottom left: `[3] Rätzer, 2019 / M23 Umweltbundesamt` --- ### 3. Visual Structure * **Diagram M23 (Technical Cross-Section):** A schematic geological cutaway diagram showing layers of earth (sandstone, shale), a drilling rig on the surface, vertical and horizontal wells underground, and the injection/fracturing process labeled with numbered steps (1 through 5). It includes depth indicators and zoom bubbles showing microscopic views of proppants holding open fractures. * **Photograph M26:** A color photo showing an active surface fracking installation (drilling rig, tanker trucks, and equipment) situated in a flat, arid landscape near Del Bonita, Alberta, Canada. * **Sidebar (Left Margin):** Vertical reference labels spanning across the page margin (`Permafrost (G)`, `Reserven (G)`, `Lagerstätten (G)`, `Ressourcen (G)`, `Grundwasser (G)`, `Landschaft (G)`). --- ### 4. Key Takeaways 1. **Technological Process:** Fracking involves drilling deep underground (over 1,500 m) and injecting water, sand, and chemicals under high pressure to fracture shale rock and release trapped natural gas or oil. 2. **Economic Boom vs. Climate Impact:** While fracking made the USA a major oil producer, continued expansion threatens to release massive greenhouse gas emissions (up to 120 billion tons of $\text{CO}_2$ by 2050) and trigger further permafrost melting. 3. **Environmental Risks & Legal Ban:** Due to high water consumption, toxic chemical use, risks of groundwater contamination, and landscape destruction, unconventional fracking was legally banned in Germany in February 2017.

Material M23/M24: Technologie des Frackings und Frackinganlage in Alberta