Können wir uns leisten, die nachhaltige Energiegewinnung zu ignorieren, wenn jeder Schritt vorwärts gleichzeitig eine potenzielle Umweltbelastung birgt? Diese Frage stellt sich immer dringender, da Forscher der Penn State University ein neues Instrument entwickelt haben, das die Emissionspotenziale von Schiefergasbrunnen nach deren Stilllegung abschätzen kann.
Die unsichtbare Bedrohung durch Methan
Die Gewinnung von Erdgas aus Schiefergestein ist eine der umstrittensten Formen der Energiegewinnung. Sie bietet zwar eine reichhaltige, kohlenstoffarme Brennstoffquelle, bringt jedoch auch erhöhte Methanemissionen mit sich. Methan, ein Treibhausgas, das über ein weitaus größeres Erwärmungspotenzial als Kohlendioxid verfügt, kann nach der Stilllegung eines Brunnens aus dem Schiefergestein diffundieren. Dies stellt eine bedeutende Quelle für Methanemissionen dar, die mit den signifikantesten Emissionen während der Bohr- und Betriebsphasen des Brunnens vergleichbar sind.
Innovation in der Vorhersage von Methanflüssen
Das Forscherteam hat ein mathematisches Modell entwickelt, das auf der Analyse von Schieferproben basiert. Dieses Modell, das als einheitliches Gas-Transportmodell bezeichnet wird, integriert die Bewegung aller Gase im Schiefer und die Struktur des Schiefers, um das Verhalten des Methanflusses vorherzusagen. Dieses Tool wurde gegen Experimente mit Marcellus-Schiefer validiert, die in spezialisierten Labors der Penn State unter der Leitung von Professor Shimin Liu durchgeführt wurden.
Langfristige Überwachung und regulative Maßnahmen
Die Studienergebnisse legen nahe, dass regulatorische Anforderungen eingeführt werden sollten, um eine langfristige Überwachung der Methanemissionen aus stillgelegten Schiefergasbrunnen zu gewährleisten. Wenn ein Brunnen außer Betrieb genommen wird und der Druck im Reservoir abfällt, steigt die Diffusion von Methan durch das komplexe mikroporöse System der Schieferschichten. Diese Diffusion ist ein langsamer Prozess und trägt zu einem langanhaltenden Fluss von Methan aus der Formation in Richtung des verlassenen Bohrlochs bei.
Die Bedeutung der Druckerhaltung
Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass die Aufrechterhaltung des Reservoirdrucks auch nach der Außerbetriebnahme eines Brunnens eine wirksame Strategie zur Reduzierung des Methanemissionspotenzials aus stillgelegten Schiefergasbrunnen sein könnte. Diese Erkenntnis ist besonders wichtig in Gebieten wie Pennsylvania, wo seit 2005 über 20.000 Schiefergasbrunnen gebohrt wurden.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass ein gut durchdachtes Management und innovative Überwachungstechnologien entscheidend sind, um sicherzustellen, dass unsere Bemühungen, den Energiebedarf zu decken, nicht zu Lasten des Planeten gehen. Der fortgesetzte Einsatz von Schiefergas als Energiequelle erfordert eine kritische Auseinandersetzung mit den langfristigen Umweltauswirkungen und die Entwicklung von Strategien, die sowohl umweltfreundlich als auch nachhaltig sind.
Reference:
- Yun Yang, Shimin Liu, Haoming Ma. Impact of unrecovered shale gas reserve on methane emissions from abandoned shale gas wells. Science of The Total Environment, 2024; 913: 169750 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169750