Potenzial fossiler und atomarer Brennstoffe

Grundlage aller Energiereserven sind Kernfusionen, Kernspaltungen und zu einem sehr kleinen Teil die Gravitation. Letztere verursacht die Drehung des Mondes um die Erde und damit die Gezeiten der Weltmeere. Gezeitenkraftwerke leisten einen sehr kleinen Beitrag zur Energieerzeugung auf der Erde. Kernfusion und Kernspaltung halten die Erde warm, denn von außen strahlt die Sonne mit Hilfe der Kernfusion, und im Inneren der Erde wird eine Temperatur von etwa 7000 K auch mit Kernspaltung aufrecht erhalten. Man kann sich die Sonne als Fusions- und das Erdinnere als Kernspaltungsreaktor vorstellen, siehe Kernenergie. Das Potenzial dieser Energievorräte wird Milliarden von Jahren reichen. Aber schon die in diesem Jahrhundert geborenen Menschen werden die Erschöpfung des Potenzials wesentlicher Energiequellen selbst erleben, die die Sonnenstrahlung im Laufe der Erdgeschichte aufgebaut und die Menschheit zweihundert Jahre lang extensiv ausgebeutet hat.

Georgius Agricola
(1494−1555)


Das Wort fossil (von lat. fossilis "[aus]gegraben“) wurde von Agricola eingeführt. Der als Vater der Mineralogie bekannte Georgius Agricola war 1514-1518 Student in Leipzig und veröffentlichte 1546 sein berühmtes Werk "De natura fossilium". Fossilien werden Stoffe genannt, die in geologischer Vorzeit (Zehntausend bis Milliarde Jahre) aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind.


Die Erdgas- und Erdöllagerstätten sind eine Milliarde bis 100 Millionen Jahre alt. Die Entstehung der Steinkohle liegt 500 bis 100 Millionen Jahre zurück. Vor 10 bis 100 Millionen Jahren ist die Braunkohle entstanden.


Bei den Bodenschätzen Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran unterscheidet man zwischen Reserven und Ressourcen. Reserven sind einheitlich definiert als die Bodenschätze, die derzeit technisch und wirtschaftlich gewinnbar sind. Für Ressourcen werden unterschiedliche Definitionen verwendet. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe BGR bezeichnet als Ressourcen die Mengen eines Energierohstoffs, die geologisch erwartet oder nachgewiesen sind, aber derzeit noch nicht wirtschaftlich gewonnen werden können.


Die Erdölreserven wachsen zwar ständig durch die Erkundung neuer Quellen. Es besteht aber kein Zweifel darüber, dass gegenwärtig die fossilen Lager etwa zur Hälfte geleert sind, und die Reserven im jetzigen Jahrhundert verbraucht werden. Für Erdöl wird international neben der Masseneinheit Tonne (oder Gt = 109 t) auch noch die US‑amerikanische Volumeneinheit Barrel verwendet, die genau dem Volumen von 158,9873 Litern entspricht. Barrel kommt vom englischen Wort für Fass. Mit einer Dichte des Erdöls von 0,8617 t/m³ entspricht das einer Masse von 137 kg/barrel oder 0,137 t/barrel.

Die Ende des Jahres 2017 bekannten Ölreserven waren 239,2 Gt, siehe Welt-Energie-Statistik 2018 von BP, wo auch die Förderung für 2017 mit 4,6 Gt angegeben ist. Eine Erschöpfung der Reserven ist also in diesem Jahrhundert zu erwarten. Ähnliche Angaben werden vom BGR in der Energiestudie 2017 für Ende 2016 gemacht. Erdöl hatte 241 Gt Reserven, davon 171 Gt konventionelles Erdöl. Die Welt-Ressourcen betragen 448 Gt , davon 168 Gt konventionelles Erdöl.

Für Erdgas werden die Reserven und Ressourcen etwas länger reichen. Ende 2017 sind die erkundeten Vorräte nach BP, von 128 × 1012 m3 im Jahre 1997 auf 193 × 1012 m3 gestiegen. Der jährliche Verbrauch hat sich aber weltweit in diesem Zeitraum etwa verdoppelt und lag 2017 bei 3,68 × 1012 m3. Nach BGR betrugen Ende 2016 die Welt-Reserven für konventionelles Erdgas 190 × 1012 m3 und die Welt-Ressourcen sind 851 × 1012 m3, davon konventionell 323 × 1012 m3. Das nicht-konventionelle Schiefergas ergibt einen Anteil von 205 × 1012 m3 an den Ressourcen, und Gashydrat hat einen Anteil von 184 × 1012 m3, siehe Energiestudie 2017 des BGR. Schiefergas wird derzeit im großen Umfang in den USA mit Fracking-Methoden gewonnen, siehe Hydraulic Fracturing. Dem Gashydrat auf dem Meeresboden ist die Seite Methanhydrat gewidmet.

Für die Kohle fassen wir Hartkohle und Weichbraunkohle zusammen und verwenden wieder die Energiestudie 2017 des BGR. Weltweit wurden 7,28 Gt Kohle gefördert und verbraucht. Als Reserve werden 729 Gt (Steinkohleeinheiten) und als Ressource die reichlich zwanzigfache Menge von 16 742 Gt genannt. Der jährliche Verbrauch wird sicher nach Erschöpfung von Erdöl und Erdgas beträchtlich steigen. Die Vorräte reichen aber noch weit bis in die nächsten Jahrhunderte.

Bei den natürlichen Uranvorräten gibt es eine willkürliche Unterscheidung zwischen Reserven und Ressourcen. Nach jetziger Festlegung verursachen erstere Kosten von weniger als 80 USD pro kg Natur-Uran bei der Gewinnung, letztere können mit Kosten bis 260 USD abgebaut werden. Mit einer weltweiten jährlichen Uranförderung von 62 kt Tonnen (2016) und den Ende 2016 bekannten Reserven von 1,2 Mt und Ressourcen von 12 Mt, siehe Energiestudie des BGR, reichen die billigeren Reserven nur noch wenige Jahrzehnte. Ein Engpass an Kernbrennstoffen ist aber nicht in Sicht, denn mit den teureren Ressourcen kann man thermische Kernkraftwerke bis weit ins nächste Jahrhundert betreiben.

Man könnte auch noch das Meerwasser als Uranquelle betrachten, da es zu einem Gewichtsanteil von 3 × 10−9 Natururan enthält. Das ist aber wirtschaftlich unsinnig. Wahrscheinlicher ist die Verwendung eines Brutreaktors oder eines Laufwellen-Reaktors zur wesentlich effektiveren Ausnutzung des Natururans. Damit sind zusätzliche Umweltrisiken verbunden. Die Erschöpfung der Uranvorräte kann jedoch um Jahrhunderte verzögert werden.

 


Letzte Änderung: 02.01.2019