Verschiedene Arten von Öl

Öl hat sich in der geologischen Vergangenheit durch Spaltung biogener Kohlenwasserstoffmoleküle in kleinere Kohlenwasserstoffmoleküle gebildet. Für diesen Entstehungsprozess mussten eine Reihe von Voraussetzungen gegeben sein:

• ein geeignetes Ausgangsmaterial
• eine abgeschlossene Umgebung
• lange Zeiträume
• hohe Temperaturen.

Nach seiner Entstehung war das Öl beweglich (flüssig) und ist aus dem Öl- Muttergestein entwichen. In den meisten Fällen ist das Öl zur Oberfläche vorgedrungen, oder es ist in sehr niedriger Konzentration irgendwo im Boden versickert. Nur wenn sich über dem Öl-Muttergestein eine undurchlässige geologische Schicht befand, ist das Öl entlang dieser Schicht gewandert, bis es sich schliesslich unter diesem Abschluss gestaut hat. Aus diesen Ansammlungen entstanden Ölfelder mit einer hohen Ölkonzentration. Die richtige Kombination all dieser Parameter kam in der geologischen Vergangenheit jedoch selten vor. Heute kennt die Geologie den Entstehungsprozess von Öl im Muttergestein und die anschließende Wanderung zu Ölfeldern sehr genau. Deshalb sind auch Regionen mit potenziellen Kohlenwasserstoffablagerungen hinreichend bekannt und grosse Überraschungen können nahezu ausgeschlossen werden, da die Welt ausreichend erforscht wurde.

Konventionelles Öl
Als konventionelles Öl wird das Öl bezeichnet, das mit aktueller Technik unter den gegenwärtig vorherrschenden Wirtschaftsbedingungen produziert werden kann.

Unkonventionelles Öl
Dazu gehören:  

• Schweröl mit Werten zwischen 10 und 17°API (unklare Definition)
• Schwerstöl mit Werten unter 10°API * (Teersande gehören in diese Kategorie)
• Ölschiefer
• Tiefseeöl unter 500 m Wassertiefe
• polares Öl
• Kondensat
• synthetisches Rohöl (SCO)
• Bitumen aus Teersanden
• Erdöl aus Kohle

Flüssiggas (NGL)
Flüssiggas besteht aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, die Bestandteil der Erdgasförderung sind und bei der Förderung abgeschieden werden.

Ölsande (Teersande)
ist Sandstein mit einem Anteil an zähflüssigen Schwer- und Schwerstölen die im Tagbau gefördert werden. Man bezeichnet die- se Ölvorkommen, die ursprünglich reguläres Öl enthalten haben, aber nachdem sie nahe zur Erdoberfläche gelangt sind, teilweise oxidiert worden sind. Die so gebildeten Kohlenwasserstoffe besitzen die Eigenschaften von sehr zähem Bitumen. Die Ölsande befinden sich nahe der Oberfläche und werden im Tagbau gefördert.

Die Verarbeitung zu synthetischem Rohöl ist sehr aufwändig in Bezug auf Zeit, Technik, Energieaufwand und Umweltverbrauch, auch wenn die Bilanz für die günstigen Vorkommen besser als bei Ölschiefern ausfällt. In Kanadas fündigsten Regionen weisen die bitumenhaltigen Schichten eine Bitumenkonzentration in Höhe von 15 bis 20 % auf, die Förderung erfolgt vorwiegend im Tagebau.

Es sind folgende Prozessschritte erforderlich: Der Teersand wird abgebaut, dann mit Wasser geflutet, um den Sand von dem leichteren Bitumen zu trennen, der daraufhin in speziellen Raffinerien weiterverarbeitet wird, um den Schwefel (hoher Schwefelgehalt von üblicherweise drei bis fünf Prozent) und andere Schwebstoffe abzuscheiden. Diese Prozesse erfordern große Mengen an Energie, Erdgas und Wasser. Vorkommen in mehr als 75 m tiefen Schichten werden nicht mehr im Tagebau, sondern mit so genannten in-situ Verfahren abgebaut. Ölsande-Vorkommen liegen vor allem in Kanada sowie in Venezuela und Sibirien

Ölschiefer
tonhaltiges Sedimentgestein (kein Schiefergestein), das organisches Material enthält, bei dem es sich nicht um Erdöl, sondern dessen Vorstufenprodukt Kerogen handelt. Ölschiefer ist ein "unausgereiftes" Ölmuttergestein und enthält nur Kerogen und kein Öl. (Kerogen ist ein Zwischenprodukt, das im Laufe des Entstehungsprozesses zwischen der Spaltung von biogenem Kohlenwasserstoff und der Ölbildung entsteht)
Um die Bildung von Öl abschliessen zu können, muss das Kerogen auf 500° C erhitzt und mit zusätzlichem Wasserstoff versetzt werden. Dieses abschliessende Verfahren muss in der Raffinerie durchgeführt werden, es erfordert gewaltige Mengen an Energie, die bei der natürlichen Ölbildung üblicherweise von der Umgebung geliefert werden. Das Kerogen befindet sich noch im Muttergestein, es konnte sich nicht in Ölfeldern sammeln. Das Verhältnis von Kerogen zu Abfallstoffen ist sehr gering, was den Abbau von Ölschiefer unattraktiv macht. Diese mangelnde Attraktivität wird durch die Tatsache verstärkt, dass der Schiefer noch andere Stoffe enthält, die eine Gefahr für Mensch und Umwelt darstellen (z. B. Schwefelwasserstoff).
Ölschiefer wird nicht als eine Energiequelle gesehen, die sich für eine grosstechnische Nutzung eignet. Das liegt vor allem daran, dass die Energiebilanz bei der Gewinnung sehr ungünstig ist. Dazu kommen Umweltprobleme und wirtschaftliche Gründe, die es äusserst unwahrscheinlich machen, dass der Abbau von Ölschiefer jemals in großem Stil erfolgen könnte, auch wenn er bis dato in einigen Regionen in kleinem Umfang betrieben wird.

Tiefseeöl (deep water)
Unter günstigen und seltenen geologischen Bedingungen konnte sich dort wo grosse Deltas ins Meer mündeten, Erdöl an Stellen bilden, die sich heute in über 200 - 600m Wassertiefe finden. Solches Öl wird als Tiefseeöl bezeichnet. Da die Förderung sehr teuer und aufwändig ist, wird es oft zu den unkonventionellen Vorkommen gezählt. Die Vorkommen beschränken sich auf wenige Standorte, von denen die grössten vor den Küsten von Brasilien, Angola, Indonesien, Nigeria, im Golf von Mexiko und in den USA liegen.

Light Tight Oil
besteht aus leichtem Rohöl, das in Gesteinsformationen von tiefer Permeabilität ("Durchlässigkeit") eingeschlossen ist (oft Schiefer- oder Sandstein). Damit die Förderung von Schieferöl wirtschaftlich ist, muss die Technologie des Hydraulic Fracturing (Fracking) an- gewandt werden. Die Ressource wird heute vor allem in den USA, genauer in Texas und North Dakota, aus dem Boden gepumpt.

Shale Oil: Im allgemeinen Sprachgebrauch verwendeter Begriff für das Öl, das durch Fracking gewonnen wird. Dieser Begriff ist jedoch falsch. Korrekt ist LTO (Light Tight Oil). Der Begriff „Shale Oil“ gilt für Schieferöl, das aber bisher kaum oder sogar gar nicht abgebaut wird.
Dazu zwei vertiefte Infos:
 1. Kurzstudie von Dr. Adrian Hänni:  Eine kleine Geschichte vom Fracking
2. Kurzstudie von Dr. Werner Zittel: Fracking - eine Zwischenbilanz

Polares Öl
bezeichnet man Öl, das nördlich des 66. Breitengrades (z.B. in Alaska oder Sibirien) gefördert wird. Infolge der extremen klimatischen Bedingungen in der Arktis, ist die Förderung von polarem Öl technisch schwierig und mit sehr hohen Kosten und Risiken verbunden.

* °API = Klassifizierung welche auf Viskosität beruht (American Petroleum Institute)

Erdölaufbereitung: Ein Überblick und einfach erklärt

Wichtige Punkte

Erdöl als Stoffgemisch: Erdöl besteht aus verschiedenen Bestandteilen, die sich durch ihre unterschiedliche Siedetemperaturen trennen lassen.

- Destillation: Mit der fraktionierten Destillation können flüssige und gasförmige Stoffe aufgrund ihrer spezifischen Siedebereiche separiert werden.

- Cracken: Langkettige Erdölbestandteile werden in kürzere Ketten zerlegt, um die Nachfrage der Industrie nach bestimmten Produkten zu decken.

Erdöl – Ein vielseitiges Stoffgemisch

Erdöl ist ein komplexes Gemisch aus brennbaren Bestandteilen, die leicht entzündlich sind. Bevor es industriell genutzt werden kann, muss es in seine einzelnen Bestandteile getrennt werden. Anders als bei Feststoffen ist dies bei flüssigen Komponenten komplizierter, da eine einfache Trennung nach Dichte aufgrund der ähnlichen Wechselwirkungen der Moleküle nicht möglich ist.

Fraktionierte Destillation: Die Methode der Wahl

Die fraktionierte Destillation nutzt die unterschiedlichen Siedepunkte der Erdölbestandteile zur Trennung. In einem Destillationsturm wird das Erdöl erhitzt, bis fast alle Bestandteile verdampfen. Diese Dämpfe steigen in den Turm auf, wo sie an verschiedenen Ebenen kondensieren. Die so gewonnenen Flüssigkeiten, wie Benzin, Diesel oder Schweröl, können dann abgezogen und weiterverarbeitet werden. Rückstände wie Bitumen, die nicht verdampfen, bleiben im Sumpf des Turms zurück.

Produkte aus Erdöl

Erdöl wird in Raffinerien verarbeitet, die als Schlüssel zu einer Vielzahl von Produkten in der chemischen Industrie dienen. Hier einige Beispiele:

Straßenbau: Bitumen dient als Dichtungsmittel und Straßenbelag.

Kosmetik: Vaseline ist ein Erdölprodukt, das als Basis für Cremes verwendet wird.

Brennstoffe: Kerosin, auch bekannt als Petroleum, treibt Flugzeuge an.

Kunststoffe: Aus Erdöl gewonnene Gase wie Ethen sind Ausgangsstoffe für Kunststoffe.

Erdölprodukte sind heute allgegenwärtig und unser Alltag ist ohne sie kaum vorstellbar. Doch die natürlichen Vorkommen liefern oft nicht die benötigten Mengen der verschiedenen Reinstoffe. Hier kommt das Cracken ins Spiel.

Cracken: Anpassung der Erdölbestandteile

Beim Cracken werden langkettige Kohlenwasserstoffe in kürzerkettige umgewandelt. Das Verfahren ist notwendig, um den hohen Bedarf an Kraftstoffen wie Benzin, Diesel und Kerosin zu decken. Es gibt zwei Hauptmethoden: 

Thermisches Cracken: Bei hoher Temperatur werden lange Kohlenwasserstoffketten in kürzere Moleküle aufgebrochen. Dabei entstehen auch Nebenprodukte wie Koks.

Katalytisches Cracken: Ein energieeffizienteres Verfahren, bei dem ein Katalysator die Umwandlung unterstützt, allerdings oft mit einem höheren Schwefelgehalt in den Endprodukten.

Diese Verfahren sind entscheidend, um die Nachfrage nach bestimmten Erdölprodukten zu erfüllen und die Vielfalt der Anwendungen, die Erdöl in unserem Alltag ermöglicht, zu gewährleisten.