Erdöl – von der Exploration bis zur Veredelung

Der erste Schritt in der Produktions­kette von Öl ist das Suchen und Erschließen von Lager­stätten. Dieser Vorgang wird als Exploration bezeichnet. Hierbei werden bereits die ersten Emissionen durch Bohrungen und den Transport von Bohr­gestängen hervorgerufen. Ist das Erdöl einmal gefunden, folgt die Förderung und Aufbereitung. Hierbei unterscheidet man zwischen Primär-, Sekundär- und Tertiär­förderung, die jeweils die Effizienz der Ent­ölung einer Lager­stätte steigern sollen. In Deutsch­land werden zumeist nicht einmal 50 % Entölung erzielt – d. h. nur die Hälfte des Ölvorrats kann überhaupt erschlossen werden. Der Ausstoß von CO2 fällt bei allen Förder­möglich­keiten an, vor allem durch den Einsatz von Pumpen, durch welche das Öl zutage gefördert wird. Bei der Offshore-Förderung, also der Öl-Entnahme auf dem Meer, müssen zusätzlich Bohr­platt­formen eingerichtet werden. Im Jahr 2000 wurde durch diese Form in der Nord­see eine Kohlen­dioxid-Emission von 451 kg/TJ erreicht. Nach der Auf­be­rei­tung wird das Öl dann zu Raffinerien trans­portiert. Hierfür werden aus der OPEC diesel­betriebene Tanker verwendet. Von Russland oder der Nordsee aus, werden strom­be­triebene Pipe­lines zum Transport verwendet. In der Raffinerie wird das Erdöl dann veredelt und für den heimischen Gebrauch aufbereitet. Das hier produzierte Öl wird dann mit LKWs, Kesselwagen der Bahn oder auch Tankern zum End­ver­braucher gebracht. Auch auf den Trans­port­wegen werden dem­ent­sprechend klima­schädliche Treib­haus­gase freigesetzt.

Die Produktionsvorketten von Erdgas

Auch bei der Gewinnung von Erdgas findet als erstes die Exploration statt. Eine Vorstufe ist hierbei die Prospektion, bei der durch berg­männische und geologische Verfahren nach Gas gesucht wird. Nach der Identi­fika­tion der Lager­stätten folgt dann die Exploration auf Basis von verschiedenen geo­physika­lischen, geo­chemischen, paläon­tolo­gischen und tektonischen Me­tho­den. Auf die Exploration folgt die Förderung und Aufbereitung des Gases. Dieses steht meist bereits unter so starkem Druck, dass es sich selbst durch die Pipelines befördert. Generell wird aber bei der Förderung und der anschließenden Auf­bereitung das Treib­hausgas Methan frei­gesetzt. Beide Prozesse können nur unter dem Einsatz von Strom durchgeführt werden. Bei der Offshore-Gewinnung werden Gasturbinen eingesetzt, bei der Onshore-Gewinnung wird der Anschluss an einen Kraftwerkspark genutzt. Der anschließende Transport des Erdgases erfolgt fast ausschließlich durch Pipe­lines, welche durch Gas­turbinen an­ge­trieben werden. Das Gas kann dann in Kavernen gespeichert werden. Da der Energie­verlust hierbei so gering ist, findet diese Stufe zumeist keine große Beachtung.

Erdöl und Erdgas aus ökologischer Sicht

Dank sogenannter Emissionsfaktoren ist es möglich, den Ausstoß von CO₂-Äquivalent/kWh durch bestimmte Energie­träger zu berechnen. Unter Äquivalenten versteht man hier nicht nur Kohlen­dioxid, sondern auch andere Treib­haus­gase wie Methan und Lachgas. Demnach geben sie Aufschluss über die gesamte Treib­haus­gas­emission, welche durch einen Energie­träger hervor­gerufen wird. Zudem bezieht der Faktor die Emissionen mit ein, welche während der vorgelagerten Produktions­schritte entstehen und addiert diese mit dem Ausstoß, der aus der Ver­brennung in der jeweiligen Heizung hervorgeht. Der Emissionsfaktor für Heizöl liegt bei 0,319 CO2-Äq.(kg/kWh). Das bedeutet für ein standardisiertes Wohnhaus mit einem Ver­brauch von 20.000 kWh einen Emissionswert von 6.380 kg CO2-Äquivalenten. Bei Nutzung einer Gasheizung liegt dieser Wert bei lediglich 5.000 kg CO2-Äquivalenten, da der ent­spre­chen­de Faktor mit 0,250 CO2-Äq.(kg/kWh) deutlich geringer ausfällt. Es wird deutlich, dass das Heizen mit Erdöl eine starke Belastung der Umwelt mit sich führt. Gas kann hier mit einer deutlich positiveren Öko­bilanz punkten. Auch wenn der Ausstoß hierbei ebenfalls nicht gering ist, so ist die Exploration, Förderung, Auf­bereitung und der Transport von Erdgas doch deutlich umwelt­freundlicher als von Erdöl. Auch bei der häuslichen Verbrennung schneidet das Gas im CO2- Vergleich um einiges besser ab, als das Öl.

Eine zusätzliche Beimischung von 10 % Biogas, wie durch das EWärmeG gefordert, fördert hier noch weiter die Minimierung des Treibhausgaseffektes.

Die Chemie stimmt: Warum verursacht die Verbrennung von Gas weniger CO2 als die von Öl? Die chemische Erklärung kann vereinfacht auf den folgenden Sachverhalt runter gebrochen werden: Das Verhältnis zwischen Wasser­stoff und Kohlen­stoff ist ein anderes. Während Wasser­stoff zu Wasser verbrennt, entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff CO2. Da Gas mehr Wasserstoff enthält als Kohlenstoff, wird bei der Verbrennung weniger Kohlen­stoff­dioxid freigesetzt.