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INSPIRE: Unconventional hydrocarbons (Nicht-konventionelle KW)

Nicht-konventionelle KW (INSPIRE) presents the results of the NiKo project according to data specifications Energy Resources (D2.8.III.20) und Geology (D2.8.II.4_v3.0). NiKo stands for „unconventional hydrocarbons“, „Nicht-konventionelle Kohlenwasserstoffe“ in German. In the NiKo project the Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR) has investigated the potential resources for shale oil and shale gas in Germany. The study was published in 2016 as a report titled „Schieferöl und Schiefergas in Deutschland – Ressourcen und Umweltaspekte“ (available in German only). The colloquial terms shale oil and shale gas refer to oil and natural gas resources in sedimentary shale rock formations, with high organic matter content. In the study, seven formations were identified to have a shale oil and/or gas potential in Germany and their distribution has been mapped in small scale. For each of the formations the organic-rich facies distribution is provided and, if appropriate, the regional potential resource distribution: Fischschiefer (Oligocene), Blättertone (Barremium - Lower-Aptian), Wealden (Berriasium), Posidonienschiefer (Lower-Toarcium), Middel-Rhaetium (Oberkeuper), Permokarbon (Stefanium - Rotliegend) und Lower Carboniferous (Upper Alaunschiefer (Kulm-Facies) + Kohlenkalk-Facies). Corresponding to the overview maps in the report two GML-files for these layers are provided, omitting however the sub-category “possible potential regions”. Bituminous facies distribution (0-5000 m Tiefe) – data specification Geology: GeologicUnit.Distribution_of_bituminous_facies.gml Distribution shale oil and shale gas – potential resources (1000 - 5000 m Tiefe) – data specification Energy Resources: FossilFuelRessource_Potential_resource_regions.gml The distribution maps of the potential resources for shale oil and gas are based on geoscientific criteria. Further non-geoscientific limiting criteria, e.g. exclusion areas, have not been taken into account for the assessment. These assessments are based on appraisements of input parameters naturally with large uncertainties for the potential resources and their distribution in the deep underground. Based on the incipient exploration status of unconventionals in Germany, these resources are considered as undiscovered. The assessed shale oil and gas resources for Germany, represent the order of magnitude of potential resources. Reference: BGR 2016 - Schieferöl und Schieferöl in Deutschland- Potenziale und Umweltaspekte https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Energie/Downloads/Abschlussbericht_13MB_Schieferoelgaspotenzial_Deutschland_2016.html

Scriptum 23: Schiefergas und Flözgas. Potenziale und Risiken der Erkundung unkonventioneller Erdgasvorkommen in Nordrhein-Westfalen aus geowissenschaftlicher Sicht - PDF

Das Heft Nr. 23 aus der Serie „scriptum – Arbeitsergebnisse aus dem Geologischen Dienst Nordrhein-Westfalen“ behandelt die Frage nach den Potenzialen und Risiken der Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten. Es beinhaltet eine Auswertung zahlreicher Gutachten zu diesem Thema, eine kritische Betrachtung der regionalgeologischen Erkenntnisse in Nordrhein-Westfalen und der aktuellen internationalen Literatur. Es wird die Bedeutung der in NRW möglicherweise vorhandenen unkonventionellen Erdgasvorkommen mit Blick auf die Frage der Versorgungssicherheit diskutiert. Außerdem werden die verschiedenen Vorkommen an Schiefer- und Flözgas beschrieben und es wird eine ansatzweise Mengenabschätzung der Potenziale vorgenommen. [2016. 128 S., 42 Abb., 8 Tab.; ISSN 1430-5267]

Fracking zur Schiefergasförderung in Deutschland - eine energie- und umweltfachliche Einschätzung

Mit Blick auf die zwischenzeitlich hohen Gaspreise und die Debatten zur Diversifizierung der Energieabhängigkeiten, Resilienz bei der Versorgungssicherheit und mehr Unabhängigkeit scheinen die nationalen Schiefergasreserven verlockend. Das Umweltbundesamt begleitet die Debatte zu Fracking seit Jahren und ist per Gesetz in der Expertenkommission Fracking vertreten. Unserer aktuellen Einschätzung nach ist die Schiefergasförderung in Deutschland weder notwendig, noch kann sie kurzfristig zur Vermeidung von Gasmangellagen und signifikanten Preissignalen beitragen. Darüber hinaus hat sie als fossile Technik keine mittel- und langfristige Perspektive in einer treibhausgasneutralen Energieversorgung. Quelle: www.umweltbundesamt.de

INSPIRE: Unconventional hydrocarbons (Nicht-konventionelle KW) (WMS)

The WMS Nicht-konventionelle KW (INSPIRE) presents the results of the NiKo project according to data specifications Energy Resources (D2.8.III.20) und Geology (D2.8.II.4_v3.0). NiKo stands for „unconventional hydrocarbons“, „Nicht-konventionelle Kohlenwasserstoffe“ in German. In the NiKo project the Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR) has investigated the potential resources for shale oil and shale gas in Germany. The study was published in 2016 as a report titled „Schieferöl und Schiefergas in Deutschland – Ressourcen und Umweltaspekte“ (available in German only). The colloquial terms shale oil and shale gas refer to oil and natural gas resources in sedimentary shale rock formations, with high organic matter content. In the study, seven formations were identified to have a shale oil and/or gas potential in Germany and their distribution has been mapped in small scale. For each of the formations the organic-rich facies distribution is provided as layer and, if appropriate, the regional potential resource distribution: Fischschiefer (Oligocene), Blättertone (Barremium - Lower-Aptian), Wealden (Berriasium), Posidonienschiefer (Lower-Toarcium), Middel-Rhaetium (Oberkeuper), Permokarbon (Stefanium - Rotliegend) und Lower Carboniferous (Upper Alaunschiefer (Kulm-Facies) + Kohlenkalk-Facies). According to the overview maps in the report the following layers are provided, omitting however the sub-category “possible potential regions”. Bituminous facies distribution (0-5000 m depth) – data specification Geology: GE.GeologicUnit.Fischschiefer_distribution, GE.GeologicUnit.Blaettertone_distribution, GE.GeologicUnit.Wealden_distribution, GE.GeologicUnit.Posidonienschiefer_distribution, GE.GeologicUnit.Mittelrhaetium_black_shale_thicker_20m_distribution, GE.GeologicUnit.Permokarbon_black_shale_distribution, GE.GeologicUnit.Unterkarbon_Hangende_Alaunschiefer_distribution und GE.GeologicUnit.Unterkarbon_Kohlenkalk Facies layers are coloured according to the corresponding oldest formation age (olderNamedAge). Distribution shale oil and shale gas – potential resources (1000 - 5000 m depth) – data specification Energy Resources: ER.FossilFuelRessource.Blaettertone, ER.FossilFuelRessource.Wealden, ER.FossilFuelRessource.Posidonienschiefer, ER.FossilFuelRessource.Mittelrhaetschiefer, ER.FossilFuelRessource.Permokarbon und ER.FossilFuelRessource.Unterkarbon The shale oil and shale gas distribution layers are not coloured according to INSPIRE guidelines, but rather as common international practice in green and red, respectively. The distribution maps of the potential resources for shale oil and gas are based on geoscientific criteria. Further non-geoscientific limiting criteria, e.g. exclusion areas, have not been taken into account for the assessment. These assessments are based on appraisements of input parameters naturally with large uncertainties for the potential resources and their distribution in the deep underground. Based on the incipient exploration status of unconventionals in Germany, these resources are considered as undiscovered. The assessed shale oil and gas resources for Germany, represent the order of magnitude of potential resources. Source: BGR 2016 - Schieferöl und Schieferöl in Deutschland in 2016: - Potenziale und Umweltaspekte https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Energie/Downloads/Abschlussbericht_13MB_Schieferoelgaspotenzial_Deutschland_2016.html

CLIENT II - ReCaLl - Neuartige Katalysatoren aus Reststoffen für die Nutzung fossiler und biogener Rohstoffe in der Erdölraffinerie, Teilvorhaben 1: Recycling, Synthese und wissenschaftliche Bewertung

Das Fracking-Verfahren zur Förderung fossiler Rohstoffe aus unkonventionellen Lagerstätten führt zu einer starken Dynamik im Rohstoffmarkt. Die für die Kunststoffindustrie bedeutende Grundchemikalie Propen kann aus Schiefergasen nicht in einer ausreichenden Menge hergestellt werden. Eine Erhöhung der Menge an Propen kann durch die wirtschaftsorientierte Anpassung des klassischen Fluid Catalytic Crackings (FCC) realisiert werden. Der Einsatz eines ZSM-5-haltigen Katalysatoradditivs führt zu einer Selektivitätsverbesserung und höheren Rohstoffeffizienz aber auch gleichzeitig zu einer Verschlechterung von Standzeit und Regenerierbarkeit der verwendeten Katalysatoren. Aus dieser Problemstellung ergibt sich der Bedarf an innovativen Katalysatoren oder Katalysatoradditiven über Synthese, Post-Synthese und Katalysatorformgebung. Das Ziel des Projektes ist die nachhaltige und anwendungsorientierte Entwicklung einer einfach und reproduzierbar durchführbaren Gesamtstrategie hin zu ZSM-5-haltigen Katalysatoradditiven und Zeolith Y - haltigen Crackkatalysatoren im internationalen Verbund. Dabei sollen neben herkömmlichen Einsatzstoffen besonders in Vietnam verfügbare Silizium- und Aluminium-haltige Rohstoffquellen sowie recycelte Komponenten (gebrauchte Katalysatoren) herangezogen werden. Die neuen Katalysatoren sind anschließend den Herausforderungen des FCC-Prozesses, des steigenden Propenbedarfs und des Ressourcenwechsels zu leichteren fossilen und biogenen Rohstoffen auch in der technischen Anwendung gewachsen. Das Projekt umfasst 4 Arbeitspakete (AP) zur Erreichung der abgesteckten Ziele: AP 1 Synthese von Aktivkomponenten AP 2 Formulierung technischer Katalysatoren AP 3 Postsynthetische Modifikationen AP 4 Analytik, katalytische Austestung und Bewertung Dabei bauen die Arbeitspakete logisch aufeinander auf, verlaufen jedoch chronologisch parallel über die gesamte Projektdauer. Die einzelnen Teilaufgaben umfassen dabei Forschungs-, Up-Scaling- und Anwendungsbereiche.

Mapping of the Whitehill Formation in the Eastern Karoo Basin near Jansenville

The South African Karoo Basin, which is known for its potentially shale gas bearing formations, was the target of an extensive research programme launched by the Nelson Mandela University, South Africa. The aim of this project was to obtain a fundamental understanding of the geology, petrology and hydrology of the sedimentary layers. In 2014, Magnetotelluric (MT) measurements were conducted in the Eastern Karoo Basin to image the electrical conductivity structure of the shallow subsurface and to develop a three-dimensional (3D) model. Previous studies by Weckmann et al. (2007a, b) and Branch et al. (2007) identified the potentially shale gas bearing Whitehill Formation as an electrically conductive sub-horizontal layer, which covers large parts of the Karoo Basin. The increased interest in future shale gas exploration raised concerns regarding the potential impact on aquifers in this water scarce and fragile environment. Since the electrical conductivity is sensitive to fluids, imaging both, the black shale horizon and the deep aquifer system in this region was the ultimate goal of the MT study. Our field experiment is designed to serve as a baseline study before any activity regarding shale gas exploitation commenced. With high resolution 2D and regional 3D inversion and forward models several aquifers, the Whitehill formation and the possible source region of the Beattie Magnetic Anomaly could be mapped.This data publication (10.5880/GIPP-MT.201423.1) encompasses a detailed report in pdf format with a description of the project, information on the experimental setup, data collection, instrumentation used, recording configuration and data quality. The folder structure and content of the data repository are described in detail in Ritter et al. (2019). Time-series data are provided in EMERALD format (Ritter et al., 2015).

CLIENT II - ReCaLl - Neuartige Katalysatoren aus Reststoffen für die Nutzung fossiler und biogener Rohstoffe in der Erdölraffinerie, Teilvorhaben 2: Upscaling, Simulation, Kataysatorbewertung

Vorhaben: Entwicklungsforschung im Bereich der Lagerstättenerkundung, der Bohr-, Reservoir- und Monitoring-Technologien, der Prozessmodellierung, der Material-und Korrosionsforschung und des Aufbaus geothermischer Anlagen^GeoEn II Geoenergie: Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern^Vorhaben: Entwicklungsforschung im Bereich der Bohr- und Reservoirtechnologie, der Materialwissenschaften und der CO2-armen Kraftwerkstechnologie, Vorhaben: Sedimentbeckenanalyse unter Einbindung von geophysikalischer Erkundung, Prozessmodellierung, Lagerstättenkunde sowie Geomikrobiologie als neue Forschungsrichtung

Das Verbundprojekt 'GeoEnergie (GeoEn)' wurde im Rahmen des BMBF Programms 'Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern' nach länderinternen Wettbewerben am 5. Mai 2008 für eine Förderung ausgewählt. Es stehen drei Kernthemen im Mittelpunkt der Untersuchungen: (1) Kohlendioxid-Verfahrenskette, (2) Shale Gas (unkonventionelle Georessourcen) und (3) Geothermie. Die zweite Phase des Verbundprojektes startete im Januar 2010 mit den folgenden Forschungsarbeiten. Die Laboruntersuchungen organisch-reicher Tone vom Nordrand des Rheinischen Schiefergebirges werden fortgesetzt. Im Zuge der geplanten Arbeiten soll das Shale-Gas Potential bewertet und Empfehlungen zur umweltschonenden Shale-Gas Förderung ausgearbeitet werden. Im Arbeitspaket 'Regionalthermische Exploration' wird die systematische Bestimmung thermischer Parameter der bis mehrere Kilometer mächtigen Schichtenfolge des Norddeutschen Beckens zum Abschluss gebracht. Es sollen weitere Messungen zur Wärmeleitfähigkeit ganzer Bohrprofile durchgeführt werden, um die Modellierung zur Kartierung von Temperaturzuständen in Norddeutschland weiter zu führen. In der zweiten Förderphase stehen weiterhin die Prozesse der Kohlendioxidabscheidung und des Kohlendioxidtransports im Fokus der Forschungen. Techniken, Verfahren und Prozessmodellierungen insbesondere im Bereich des Sauerstoff/Kohlendioxid Verbrennungsprozesses (Oxyfuel-Prozess) sollen weiterentwickelt werden. In der ersten Phase wurde das Kohlendioxid-Labor an der BTU Cottbus aufgebaut und Versuche in großem Maßstab durchgeführt. Die Messstrecke soll in der zweiten Phase insbesondere am Oxyfuel-Verbrennungsversuchsstand erweitert werden, um die Energieeffizienz von Oxyfuel-Brennkammern zu quantifizieren und zu simulieren. Ein weiterer wesentlicher Prozess, der im Kohlendioxid-Labor untersucht werden soll, ist die Umwandlung von Kohlendioxid mittels neuartiger Katalysatormaterialien zu Methan- und Methanol. In der zweiten Förderphase der Universität Potsdam wird die Auswertung der Bohrlochdaten fortgesetzt mit dem Ziel, die 3D Sedimentfüllungsmodellierung für das Zentraleuropäische Beckensystem zum Abschluss zu bringen. Im Bereich Geomikrobiologie werden in der zweiten Phase die Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen, Fluid und Gestein untersucht. In enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wird untersucht, inwieweit die Umlagerungsvorgänge von Mineralen durch mikrobielle Stoffwechselvorgänge beeinflusst werden. Die Universität Potsdam ist weiterhin federführend bei dem Ausbau der Masterstudiengänge 'Geoenergie' und 'Geomikrobiologie'. Während der ersten Phase des Projektes wurde an der Universität Potsdam die Infrastruktur für die neue Fachrichtung Geomikrobiologie aufgebaut, so dass in der zweiten Phase die Nachwuchsgruppe weiter aufgebaut und eingearbeitet werden kann.

The impact of shale gas on the costs of climate policy

This report investigates the effects of an increased exploitation of shale gas reserves around the globe and the extent to which it can serve as a low-cost GHG mitigation option. We compare a scenario of global shale gas exploitation with a scenario in which shale gas use is very limited. Both scenarios are modelled with the global techno-economic POLES model and rely on a high regional disaggrega-tion. The effects of shale gas production on the energy market and, consequently, on GHG emissions are analysed in a baseline case without additional climate policy and for mitigation targets compati-ble with the 2°C target. We find that shale gas should not be considered a cheap option to reduce global GHG emissions due to three reasons: the effects of global shale gas availability (a) are small in the short-term, (b) lead to higher baseline GHG emissions for most countries in the long-term due to lower energy prices and (c) result in higher costs of compliance with climate targets. Veröffentlicht in Climate Change | 03/2015.

Europäische Kommission empfiehlt Mindestgrundsätze für Schiefergas

Am 22. Januar 2014 erließ die Europäische Kommission eine Empfehlung, mit der sichergestellt werden soll, dass beim sogenannten Fracking ein angemessener Umwelt- und Klimaschutz gewährleistet ist. Die Empfehlung soll allen Mitgliedstaaten, die diese Technik anwenden wollen, helfen, Gesundheits- und Umweltrisiken zu vermeiden und die Transparenz für den Bürger zu verbessern. Die Empfehlung geht mit einer Mitteilung einher, die die Möglichkeiten und Probleme der Anwendung der Fracking-Technik für die Kohlenwasserstoffförderung untersucht. Beide Dokumente sind Teil einer weiterreichenden Initiative der Kommission, mit der für den Zeitraum bis 2030 ein integrierter klima- und energiepolitischer Rahmen geschaffen werden soll. Die Mitgliedstaaten der EU werden gebeten, diese Grundsätze innerhalb von sechs Monaten anzuwenden und der Kommission ab Dezember 2014 jährlich mitzuteilen, welche Maßnahmen eingeführt wurden. Die Kommission wird die Anwendung der Empfehlung anhand eines öffentlich zugänglichen Fortschrittsanzeigers überwachen und die Lage in den verschiedenen Mitgliedstaaten vergleichen. Sie wird die Wirksamkeit dieses Ansatzes in 18 Monaten überprüfen.

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