Umweltauswirkungen von Fracking

Zur Gewinnung von Erdöl und Erdgas, aber auch für die Erschließung der Tiefengeothermie wird Fracking eingesetzt. Dieses Verfahren ist aufgrund der möglichen schädlichen Umweltauswirkungen umstritten. Unter Hochdruck wird Bohrwasser in die Erde gepresst. Dabei werden verschiedene Chemikalien verwendet. Fracking kann sich daher negativ auf die Qualität des Grundwassers auswirken, das wiederum für die Trinkwassergewinnung genutzt wird. Das Umweltbundesamt hat bereits 2012 ein Gutachten über die Umweltauswirkungen von Fracking erstellt. Ein weiteres Gutachten des Umweltbundesamtes liegt von 2014 vor. Für das Fracking wurden in Deutschland bereits Gesetze verabschiedet.

Was ist Fracking?

Fracking wird auch als Hydraulic Fracking bezeichnet und ist ein technisches Verfahren zur Förderung von Erdöl oder Erdgas aus dichtem, undurchlässigem Gestein. Diese umstrittene Fördermethode wird immer häufiger in Erwägung gezogen, da die Ressourcen an Erdöl und Erdgas immer weiter verknappen. Um die Durchlässigkeit der Lagerstätten zu optimieren, werden im Gestein künstliche Fließwege erzeugt. Das gelingt, indem Sand und mit Chemikalien versetztes Bohrwasser mit hohem Druck in das Gestein gepresst werden. Ein Problem stellen bereits die Chemikalien dar, bei denen es sich um Säuren, Biozide oder Stoffe handelt, bei denen die Reibung und Viskosität der Flüssigkeit verändert werden. Diese Chemikalien sind häufig gesundheitsgefährdend, umweltgefährdend, ätzend oder giftig.

Im Gestein werden kleine Risse erzeugt und stabilisiert. Die flüssigen oder gasförmigen Rohstoffe können dadurch zur Bohrung gelangen. Die Vorkommen von Erdöl oder Erdgas, bei denen das Öl oder Gas nicht ohne technische Hilfsmittel zur Förderbohrung gelangt, werden als unkonventionelle oder nicht-konventionelle Lagerstätten bezeichnet.

Bei den Lagerstätten handelt es sich um Schiefer-, Ton- oder Mergelgestein.

Zunächst muss beim Fracking vertikal ein außerordentlich tiefes Loch gebohrt werden, das durch das Grundwasser hindurch bis zum gas- oder ölreichen Gestein reicht. Um die Risse im Gestein zu erzeugen und an das Öl oder Gas zu gelangen, wird horizontal weitergebohrt. Die Horizontalbohrung kann über Hunderte von Metern erfolgen. Zumeist werden mehrere horizontale Bohrungen vorgenommen. Diese Vorgehensweise lässt bereits darauf schließen, dass sich Fracking negativ auf die Umwelt auswirkt.

Fracking wird auch als Hydraulic Fracking bezeichnet und ist ein technisches Verfahren zur Förderung von Erdöl oder Erdgas aus dichtem, undurchlässigem Gestein | Foto: ©bilderzwerg #81945414 – stock.adobe.com

Nutzung von Fracking

Fracking wurde erstmals 1949 in den USA genutzt, um die Fördermengen bei konventionellen Erdöl- und Erdgasvorkommen zu erhöhen. In Deutschland wurde Fracking seit den 1960er Jahren jahrzehntelang angewendet. Energieabhängige Länder wie Deutschland könnten mit Fracking ihre Importe an Erdöl und Erdgas stark reduzieren. Einerseits würde damit der CO2-Fußabdruck verkleinert, andererseits hat Fracking direkt dort, wo es angewendet wird, schwerwiegende Folgen für die Umwelt und ist auch ein Risiko für die Gesundheit der Menschen.

Seit 2005 wird Fracking an unkonventionellen Lagerstätten hauptsächlich in den USA, Kanada, Argentinien, Russland, China und Australien genutzt, um Erdöl und Erdgas zu gewinnen. In Deutschland wird Fracking an unkonventionellen Lagerstätten nicht mehr angewendet und ist inzwischen gesetzlich verboten. Konventionelles Fracking ist hingegen noch unter strengen Auflagen erlaubt.

Fracking wurde erstmals 1949 in den USA genutzt, um die Fördermengen bei konventionellen Erdöl- und Erdgasvorkommen zu erhöhen | Foto: ©mitchbowers #462963471 – stock.adobe.com

Gefahren von Fracking für die Umwelt

Fracking wirkt sich an unkonventionellen Lagerstätten auf verschiedene Weise negativ auf die Umwelt aus:

• großer Flächenverbrauch aufgrund der Bohrungen
• hoher Wasserverbrauch und damit verbunden Verknappung von Wasser als Ressource
• Lärm- und Luftemissionen, die sich auf das Klima auswirken
• Verunreinigung von Grundwasser, die sich auf die Trinkwasserqualität auswirken kann
• Gefahr von Erdbeben

Fracking als Auslöser von Erdbeben

In den USA und Kanada wurden nach der Anwendung von Fracking bereits erdbebenartige Aktivitäten beobachtet.

Diese seismischen Aktivitäten haben meistens nur eine geringe Stärke, doch wurde auch schon ein Beben mit der Stärke von 5,4 auf der Richterskala durch Fracking registriert.

Das ist bereits ein mittelstarkes Erdbeben. In einigen Regionen wurde das Verfahren daher bereits eingestellt. Nicht immer sind die Auslöser von Erdbeben direkt auf das Fracking zurückzuführen. Ein Problem ist die Entsorgung der Flüssigkeit, die beim späteren Verlauf wieder nach oben gepumpt werden muss.

Fracking als Auslöser von Erdbeben | Foto: ©SobrevolandPatagonia #374215989 – stock.adobe.com

Fracking als Gefahr für Grund- und Trinkwasser

Beim oberflächennahen Grundwasser besteht eine hohe Gefahr des Eintrags von Fracking-Chemikalien, Flowback, Methan und Lagerstättenwasser. Das für das Fracking verwendete Wasser wird zunächst mit bis zu 20 Prozent Sand und mit 0,5 bis 2 Prozent Chemikalien versetzt. Die in Deutschland in der Vergangenheit verwendeten Chemikalien hatten hohe human- und ökotoxikologische Gefährdungspotenziale. Daher dürfen heute nur noch Gemische genutzt werden, die nicht oder nur schwach wassergefährdend sind.

Zu Umweltbeeinträchtigungen für das Grund- und Oberflächenwasser kommt es beim Fracking hauptsächlich durch die Lagerung und den Umgang mit den Chemikalien, aber auch durch die Bohrungen. Diese Bohrungen führen fast immer durch Grundwasser leitende Schichten. Die Entsorgung der Fracking-Gemische birgt Risiken für die Gewässer, genauso wie das zusätzlich bei der Erdgasförderung geförderte Lagerstättenwasser. Es ist stark mineralisiert, teilweise radioaktiv und enthält Kohlenwasserstoffe.

Für das hydraulische Aufbrechen des Gesteins sind große Mengen an Wasser erforderlich. Für eine Bohrung mit sechs horizontal abgeleiteten Bohrsträngen werden bis zu 174.000 Kubikmeter Wasser benötigt. Die Entnahme derartiger Wassermengen kann sich negativ auf den mengenmäßigen Zustand der Grundwasserkörper oder Oberflächengewässer auswirken.

Beim Fracking aus der Bohrung austretende Stoffe können in das Grund- und Trinkwasser gelangen.

Die Langzeitfolgen sind noch nicht ausreichend erforscht. Das Grundwasser kann bereits während der Bohrung durch Chemikalien beeinträchtigt werden.

Die Flüssigkeit, die nach dem Pumpvorgang wieder an die Oberfläche gepumpt werden muss, wird als Flowback bezeichnet. Dabei bilden sich neue und bisher noch unbekannte chemische Zusammensetzungen. Diese Flüssigkeit kann eine Gefahr für das Grundwasser sein. Noch ist nicht geklärt, wie das Flowback am besten gelagert werden sollte.

Das Grundwasser kann beim Fracking noch auf andere Weise verunreinigt werden:

• Über die erste Strecke wird die Bohrung mit einem zementierten Ring ummantelt, um die Grundwasser führende Schicht sicher zu durchqueren. Der Zementring kann seine Schutzfunktion durch Materialfehler oder Korrosion verlieren, was zu einer Kontamination des Grundwassers führt.
• Durch das aufgesprengte Gestein könnte die Fracking-Flüssigkeit unkontrolliert nach oben in Grundwasser führende Schichten gelangen, wenn bereits natürliche Risse vorhanden sind, die sich mit den Rissen verbinden, die durch Fracking erzeugt werden.
• Durch die Risse können Gase wie Methan entweichen und das Grundwasser kontaminieren.

Auswirkungen von Fracking auf das Klima

Fracking kann zur Klimaerwärmung beitragen, da zusätzlich zum Flowback auch andere Stoffe wie Kohlendioxid durch Leckagen an die Oberfläche gelangen können. Noch schädlicher für das Klima als CO2 ist pures Methan, das durch die Bohrungen austritt. Methan trägt zum anthropogenen Treibhauseffekt bei, denn immer mehr Treibhausgase gelangen in die Atmosphäre.

Auf das Klima wirkt sich auch das beim Fracking gewonnene Schiefergas aus, denn bei seiner Verbrennung entsteht Kohlendioxid. Allerdings sind die Mengen an CO2 geringer als bei der Verbrennung von Kohle. Fracking wird daher als Brückentechnologie, also als Übergangslösung, bezeichnet.

Fracking kann zur Klimaerwärmung beitragen, da zusätzlich zum Flowback auch andere Stoffe wie Kohlendioxid durch Leckagen an die Oberfläche gelangen können | Foto: ©bluedesign #54710139 – stock.adobe.com

Auswirkungen von Fracking auf die menschliche Gesundheit

Fracking kann sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken, wenn das Trinkwasser verunreinigt ist. Trinkwasser wird zu 74 Prozent aus Grundwasser gewonnen. Es muss speziell aufbereitet werden, damit es frei von Schadstoffen ist. Auch die Luftqualität wirkt sich negativ auf die Gesundheit aus, da Fracking zu erhöhten Luftschadstoffemissionen führt.

Untersuchungen zu den negativen Folgen von Fracking für die Gesundheit wurden in den USA vorgenommen. Die Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health führte 2015 eine Untersuchung durch.

Sie zeigte, dass bei schwangeren Frauen in Pennsylvania, die in der Nähe aktiver Fracking-Betriebe lebte, ein höheres Risiko für Frühgeburten bestand.

Eine weitere wissenschaftliche Untersuchung wurde 2019 in Pennsylvania durchgeführt. Familien in der Nähe von Frackinganlagen sind schädlichen Chemikalien ausgesetzt. Die vorhandenen Vorschriften reichten nicht aus, um die physische, psychische und soziale Gesundheit der Menschen zu schützen.

Regelungen zum Fracking in Deutschland

Für das Fracking in Deutschland wurden bereits Gesetze erlassen und bestehende Gesetze geändert. Fracking in unkonventionellen Lagerstätten ist seit 2017 verboten. Eine wichtige Grundlage dafür bilden die Gutachten des Umweltbundesamtes, insbesondere das Gutachten von 2014. Fracking darf in Deutschland nicht zur Gewinnung von Erdöl und Erdgas in Schiefer-, Ton- und Mergelgestein sowie in Kohleflözlagerstätten genutzt werden.
Ausgenommen von diesem Verbot ist jedoch das Fracking in Sandsteinlagerstätten, da es sich dabei um konventionelle Lagerstätten handelt. In Schiefergestein wurden vier Forschungsbohrungen für Fracking erlaubt, die unter strengen Auflagen erfolgen müssen und von einer Expertenkommission begleitet und bewertet werden. Beim konventionellen Fracking steht der Trinkwasserschutz im Vordergrund.