Forscher wollen Öl- und Gasförderung sicherer, sauberer und effizienter machen

Erforschung von Öl- und Gasförderung: Mehr Schutz vor Havarien

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Versuche unter annähernd realen Bedingungen: Prof. Andrea Luke und Florian Hatesuer vom Institut für Thermische Energietechnik. 

Kassel. Die Förderung von Öl und Erdgas ist mit einigen Risiken verbunden. Die Havarie der Bohrplattform Elgin in der Nordsee ist das jüngste Beispiel. Forscher der Universität Kassel arbeiten daran, dass die Fördertechnik sicherer wird.

Mit dem Projekt, an dem weitere Universitäten und ein Pumpenhersteller beteiligt sind, soll die Förderung zudem effizienter und umweltschonender werden. Größte Herausforderung bei der Förderung dieser fossilen Brennstoffe sei der hohe Druck, unter dem Erdöl- und Erdgasvorkommen stehen, sagt Prof. Andrea Luke vom Institut für Thermische Energietechnik der Uni Kassel. Deshalb arbeite ihr Institut an Techniken, um diesen Druck besser zu beherrschen. Bahne er sich ungehindert seinen Weg, könne er Anlagen beschädigen.

In den Schlagzeilen: Aus der Ölbohrinsel Elgin dringt unkontrolliert Erdgas aus.

Der Druck kommt zustande, weil die Lagerstätten von Öl und Gas unter Sandsteinformationen liegen, auf denen Gesteins- und Wassermassen lasten. Ein weiteres Problem für die Förderung ist, dass Öl und Gas immer als Gemisch unter der Erde zu finden sind. Die wechselnde Zusammensetzung aus flüssigen und gasförmigen Bestandteilen ist eine hohe Belastung für Förderpumpen. „Es können sich Gasblasen bilden, die mit der Geschwindigkeit eines ICE durch die Rohre jagen und so Anlagen zerstören können“, sagt Luke.

Die Gasblasen entstehen bei einem Druckverlust durch das Öffnen der Lagerstätte. „Es ist wie bei einer Sprudelflasche, die man aufschraubt“, sagt Florian Hatesuer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut. Bei der Erdölgewinnung wird in der Regel vor einer Förderung das Gas vom Öl getrennt. Das Gas wird als Reststoff vor Ort abgefackelt. Das Kohlendioxid schade der Umwelt, und es gingen gewaltige Energieressourcen verloren, sagt Luke. Allein in Russland werde bei der Ölförderung so viel Gas verbrannt, dass damit 40 Prozent des deutschen Erdgasverbrauchs abgedeckt werden könnten.

Um sowohl das Sicherheits- wie das Umweltproblem zu lösen, arbeiten die Kasseler an einer Mehrphasentechnologie. Dafür wurde eine Förderanlage in Modellgröße nachgebaut, mit der Daten für reale Systeme gewonnen werden. Herzstück ist eine MehrphasenSchraubenspindel pumpe, die das Öl-Gas-Gemisch störungsfreier weiterleiten kann. Die Explosionsgefahr wird reduziert, weil die Pumpe die Gasblasen im Öl auflöst.

Kein Abfackeln

Mit der Innovation, die sowohl auf Bohrinseln wie in Festlandanlagen eingesetzt werden kann, ist auch das Abfackeln des Erdgases überflüssig. Denn mit der Pumpe muss das Gemisch vor der Förderung nicht getrennt werden. Es kann gemeinsam abtransportiert und an einem mit allen notwendigen Apparaten ausgestatteten Ort getrennt werden. Das schaffe zusätzliche Sicherheit und erhalte beide Energieträger.

Das Forschungsprojekt wird bis 2014 vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Das Kasseler Institut wird mit 600 000 Euro gefördert.

Von Bastian Ludwig

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