Energierohstoffe

Braunkohle

In der Niederrheinischen Bucht bildeten sich vor ca. 15 Millionen Jahren während der Tertiär-Zeit in einem geologischen Senkungsfeld an der Küste der „Ur-Nordsee“ und im Mündungsbereich großer Flüsse weitflächige Moore. Aus ihnen entstanden die Braunkohlenflöze. Lokal erreichen sie mehr als 100 m Mächtigkeit. Jährlich werden hier in Tagebauen knapp 100 Millionen Tonnen Kohle für die Verstromung gefördert.

Mit dem Abbau der Braunkohle sind zahlreiche geologische Fragestellungen verknüpft. Im Wesentlichen abgeschlossen ist die Erkundung der Lagerstätte. Im Fokus stehen nun:

• hydrogeologische Aspekte aufgrund der umfangreichen Sümpfungen
• Bergschäden
• die Standsicherheit der Tagebau- und Kippenböschungen
• bodenkundliche Aspkete bei der Rekultivierung der Tagebaue

Steinkohle

Die Steinkohlenvorkommen des Ruhrgebietes, des Aachener und des Ibbenbürener Reviers entstanden vor mehr als 300 Millionen Jahren im Oberkarbon. In einem breiten, flachen Küstenstreifen zwischen dem offenen Meer im Norden und dem Variszischen Gebirge im Süden bildeten sich bei tropisch feucht-warmem Klima zahlreiche Waldmoore. Aus ihnen entstanden rund 300 Kohlenflöze in einer 3 bis 4 Kilometer mächtigen Schichtenfolge. Die Flöze sind meistens wenige Zentimeter bis einige Meter mächtig. Die Schichten sind oft gefaltet oder gestört. Ein großflächiger, vollmechanischer Abbau war daher auf bestimmte Lagerstättenbereiche beschränkt.

Von rund 160 Bergwerken im Jahr 1956 mit mehr als 150 Millionen Tonnen abgebauter Kohle haben die letzten beiden Zechen in Bottrop und Ibbenbüren im Jahr 2018 ihre Förderung eingestellt. Sie förderten etwa 4 Millionen Tonnen Kohle im Jahr.

Der GD NRW begleitet den Steinkohlenbergbau einschließlich Nachbergbau und berät die zuständigen Behörden in allen Fragen zur Geologie. Mit dem Ende des Kohleabbaus im Jahr 2018 wird geologisches Know-how für die Planung und Durchführung eines umweltverträglichen Grubenwasseranstiegs gebraucht. Hierzu mehr unter Grubenwasser – Geodaten für den Nachbergbau

In den 1970er-Jahren ging es vor allem um die Frage, wie lange die heimischen Energiereserven reichen. Zur Quantifizierung der Kohlenmengen erfassten unsere Geologen alle verfügbaren Daten über die Lagerstätten. Sie gewannen wichtige Erkenntnisse über Entstehung und Zusammensetzung der Kohle, Stratigraphie des Oberkarbons und über den strukturellen Bau der Gesteinsschichten. Bis 1988 erstellten sie ein digitales dreidimensionales KohlenVorratsBerechnungs-Modell, kurz KVB-Modell genannt. Ergebnis der Berechnung: NRW steht auf 440 Mrd. Tonnen Kohle. Davon sind rund 10 Mrd. Tonnen abgebaut. Bis heute aktualisieren wir das KVB-Modell mit neuen Daten und entwickeln es technisch weiter. So hilft es heutzutage, die Folgen des Wiederanstiegs von Grubenwasser in stillgelegten Bergbauen zu untersuchen und Gegenmaßnahmen abzuwägen. Auch zur Berechnung der Kohlegasinhalte oder des geothermischen Potenzials liefert es heute und in Zukunft wertvolle Daten.

Gas und Öl 

Steinkohle enthält von Natur aus Methan. Eine Tonne Kohle kann mehr als 20 Kubikmeter Methan speichern. Im Durchschnitt liegt der Gasinhalt der Ruhrkohle zwischen 5 und 10 Kubikmeter Methan pro Tonne. Dieser Gasgehalt der Kohle ist beim Bergbau als „Schlagende Wetter“ sehr gefürchtet. Um Schlagwetter zu vermeiden, wird das Gas aus der Kohle und aus dem Nebengestein abgesaugt. Das abgesaugte Grubengas wird schon seit den 50er-Jahren als Energiequelle genutzt. Nach Stilllegung des Steinkohlenbergbaus wird das Grubengas heute an zahlreichen Stellen gefördert: rund 197 Millionen Kubikmeter in 2019 durch 107 Blockheizkraftwerke. Rund 110 000 Haushalte wurden mit fast 498 Millionen kWh Strom versorgt. Hinzukamen 124 Millionen kWh produzierter Wärme. Damit konnte eine CO2 -Reduktion von nahezu 2,4 Millionen Tonnen erzielt werden.

Konventionelles Erdgas

Im Nordwesten von Nordrhein-Westfalen befindet sich bei Ochtrup das bislang einzige „konventionelle“ Erdgasvorkommen, das wirtschaftlich genutzt wurde. Aus karbonzeitlichen Sandsteinen in 2 000 Meter Tiefe wurde zwischen 1990 und 2007 Erdgas gefördert. Die Lagerstätte ist heute erschöpft.

Unkonventionelles Erdgas 

Das Flözgas der noch unverritzten Steinkohle außerhalb der Bergbauzone wird zu den unkonventionellen Erdgasvorkommen gerechnet. Vorsichtige Schätzungen gehen von 2 200 km3 Methan im Münsterland aus. Davon wäre aber nur eine Teilmenge wirtschaftlich gewinnbar. Zum Vergleich: Der Gasverbrauch in Deutschland beträgt mehr als 85 km3 pro Jahr. Ob und mit welcher Technik diese Gase umweltverträglich gefördert werden können, wurde bis 2015 diskutiert. Beispiele im Ausland hatten gezeigt, dass eine Gewinnung von Flözgas möglicherweise auch ohne den Einsatz der umstrittenen Frack-Technik erfolgen kann. Der GD begleitete die öffentliche Diskussion als unabhängige geowissenschaftliche Facheinrichtung des Landes NRW und informierte die Öffentlichkeit über den geologischen Untergrundaufbau des Münsterlandes. Die Staatlichen Geologischen Dienste und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe nahmen im Jahr 2013 zu den drei zentralen Fracking-Studien Stellung und legten ihre geowissenschaftliche Einschätzung zur Erdgassuche im Münsterland dar.

Ein weiteres Gaspotenzial im nördlichen Teil Nordrhein-Westfalens könnten gashaltige Tonsteine aus dem Unterkarbon, des Jura und der Unterkreide sein. Bislang ist über den Umfang und die Eigenschaften dieser Vorkommen noch wenig bekannt. Die zu ihrer Erschließung erforderliche Frack-Technik ist wegen befürchteter Umweltgefahren umstritten. Mit den bundesgesetzlichen Regelungen und der Zielformulierung im Landesentwicklungsplan des Jahres 2017 ist die Genehmigung eines Fracking-Einsatzes in unkonventionellen Lagerstätten in Nordrhein-Westfalen ausgeschlossen.

Erdöl

Erdölvorkommen spielen in NRW wirtschaftlich keine Rolle. Es treten nur geringe Öl- und Asphaltvorkommen in den kreidezeitlichen Gesteinen des Münsterlandes auf. Die intensive Exploration bis in die 60er-Jahre deckte keine wirtschaftlich gewinnbare Lagerstätte auf. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang die Bohrung Münsterland 1. Sie stellte im Jahr 1962 mit 5 956 Metern europäischen Tiefenrekord auf.