Poröses Gestein speichert Erdgas

Im künftigen Gas-Wettbewerb wird der Zugang zu Leitungen und Speichern alles entscheiden. Gas gibt es reichlich, doch unklar sind Transport und Flexibilität. Vor allem die Speicher- kapazitäten entscheiden künftig, wie das Rennen im liberalisierten Gasmarkt ausgehen wird.

Rund 60 km südlich von Bremen befindet sich in der Nähe der niedersächsischen Ortschaft Rehden Westeuropas größter Erdgasspeicher. Rund 750 Mio. DM hat Wingas in das unterirdische Gasdepot investiert. Das Kasseler Ferngasunternehmen verfügt mit diesem natürlichen Bunker über eine Speicherkapazität von rund 4,2 Mrd. m3 Erdgas. Wingas besitzt damit gut ein Viertel der in Deutschland vorhandenen Speicherkapazität.
Erdgasspeicher wie der in Rehden sind erforderlich, um einen Ausgleich zwischen Produktions- und Transportkapazität und dem zeitlich stark variierenden Gasbedarf vorzunehmen. Die zu kompensierenden Abweichungen werden saisonal (Sommer/Winter) oder durch kurzfristig auftretende unterschiedliche Abnahmen ausgelöst. „Neben diesen Ausgleichsfunktionen stellen Gasspeicher beim Auftreten technischer Probleme im Produktions- und Transportbereich die Versorgung der Verbraucher sicher“, meint Wingas-Experte Werner Wölfer.
So ein gigantischer Speicher kann nicht überall angelegt werden. Günstige geologische Formationen waren für den Standort in Rehden entscheidend. Grundsätzlich kommen für die Einlagerung von Erdgas Salz- und Felskavernen sowie Porenspeicher und ausgeförderte Erdgaslagerstätten in Frage. Im Gasfeld Rehden wurde seit 1954 aus drei übereinander liegenden Lagerstätten Erdgas gefördert. Für die Erschließung des Gasspeichers wurde der Hauptdolomit im Zechstein ausgewählt. Diese Lagerstätte hat optimale geologische Voraussetzungen und ermöglichte die Errichtung eines den markttechnischen Anforderungen der Wingas angepassten Untertagespeichers mit hoher Leistungskurve.
Wichtige Grundlagen bildeten die guten Trägereigenschaften, die Struktursituation und die sichere Abdichtung der Gesteinsformation. Bereits über Jahrmillionen war in RehdenErdgas im Untergrund quasi von Natur „gebunkert“. Beste Voraussetzungen also für eine Nutzung der Gesteinsformation für künftig Erdgasvorräte. Damals stand das Gas unter einem Druck von 280 bar, dieser Druck wird während des Betriebes des Gasspeichers nicht überschritten.
Bei der Einspeicherung wird das aus den Leitungen ankommende Erdgas verdichtet und über insgesamt 16 Speicherbohrungen in den porösen Untergrund gepresst. In Rehden sind Horizontalbohrungen gemacht worden, weil mit ihnen im Vergleich zu Vertikalbohrungen 3- bis 10fach höhere Förderraten erzielt werden können. Über die Fernleitungen kommt das Gas in Rehden an. Zunächst wird es gefiltert, um Feststoffpartikel und Flüssigkeiten rauszulösen. Aufgrund der vorliegenden Betriebsbedingungen werden für die Verdichtung des Gases vom Pipelinedruck (60 bar bis 80 bar) auf den Speicherdruck bis zu maximal 280 bar Radialturbokompressoren eingesetzt.
„Bis zu einem Druck von 180 bar bis 200 bar kommen mit Gasturbinen angetriebene parallel geschaltete Verdichter zum Einsatz“, erklärt Wingas-Experte Wölfer. Für die weitere Druckerhöhung werden mit Elektromotoren angetriebene Verdichter eingesetzt. Für die Wingas bietet diese Kombination erhebliche Kostenvorteile, da die Aufteilung auf mehrere Aggregate eine optimale Betriebsweise erlaubt, ein wirtschaftlicher Betrieb in allen Lastbereichen wird so möglich.
Die eingesetzten Gasturbinen sind neu entwickelt worden und mit so genannten DLE-Brennern (Dry Low Emission) ausgerüstet. Bei diesen Brennern wird durch intensive Mischung des Brenngases mit der Verbrennungsluft und einer durch hohen Luftüberschuss niedrigen Verbrennungstemperatur eine Reduzierung der Stickoxid- und Kohlenmonoxid-Bildung erreicht. Das durch die Verdichtung erwärmte Erdgas wird anschließend gekühlt, danach wird es zu den 16 Bohrlöchern geführt und in den Erdspeicher gepresst. Die Verdichter haben eine Leistung von maximal 1,4 Mio. m3, die pro Stunde verpresst werden können.
Ausgespeichert wird das eingebunkerte Erdgas über dieselben Bohrungen, anschließend wird es über das 1600 km lange Pipelinenetz der Wingas eingespeist. Durchschnittlich können so pro Stunde den Wingas-Kunden 2,4 Mio. m3 Gas zur Verfügung gestellt werden. „Das ist ein Spitzenwert im Vergleich zu anderen deutschen Porenspeichern“, erklärt Wingas-Mitarbeiter Wölfer. Doch ganz so einfach ist das Zutagefördern des Gases auch wiederum nicht.
Zunächst wird das Gas erst einmal „getrocknet“. Während der Ausspeicherung fällt Wasser an, das vom Erdgas in der Lagerstätte aufgenommen wurde und das zu Korrosion und Verstopfungen durch Hydratbildung in den Fördereinrichtungen und den nachgeschalteten Leitungssystemen führen kann. Gastrocknungsanlagen reduzieren deshalb den Wassergehalt auf eine Taupunkttemperatur von minus 15 °C. Die Trocknung erfolgt nach dem Glykol-Absorptionsverfahren. Das Gas durchströmt im Gegenstrom zu Triäthylenglykol eine Absorptionskolonne, wobei das Wasser vom Glykol absorbiert wird. Das Glykol wird danach aufbereitet und erneut einem Trocknungsprozess bei Temperaturen von 200 °C unterzogen.
Der freiwerdende Wasserdampf wird in einem Kühler kondensiert und in den Randbereich ausgeförderter Ölfelder entsorgt. „Man sieht am Beispiel Rehden, dass die Speicherung und die erneute Förderung des Erdgases eine komplizierte Sache ist“, meint Werner Wölfer. Für die Steuerung und Überwachung der Anlage in Rehden ist ein Prozessleitsystem verantwortlich. Über Bildschirme können alle für den Betrieb notwendigen Informationen und Befehle laufen. Wichtige Betriebsdaten werden auf optischen Datenträgern archiviert. Sämtliche Daten für die Steuerung der Anlage sind mit einem zentralen Rechner in der Wingas-Zentrale in Kassel verbunden.
Klar ist: Die 750-Mio.-DM-Investition in Rehden will Wingas nicht gerne mit neuen Konkurrenten auf dem Gasmarkt teilen. „Wir öffnen unser Netz und unsere Speicher für andere Anbieter, solange es unsere Kapazitäten zulassen“, meint Wingas-Sprecher Klaus Karl Kaster. Und das ist genau der Knackpunkt bei der Liberalisierung des Gasmarktes: Wie sieht der Anteil aus, den zum Beispiel Wingas bei voller Kapazitätsauslastung einem Konkurrenten wie Enron Energie zur Verfügung stellen muss? Schließlich ist die Möglichkeit der Nutzung der Saisonspeicher für einen freien Gasmarkt und einen liquiden Gashandel unerlässlich. Die Gasspeicher stellen neben den Leitungen den Schlüssel auch für zunehmende Spotgeschäfte dar. Ohne fairen Zugang zu den Speichern geht dem Gasmarkt sehr schnell die vermeintlich liberale Luft aus. Ein Problem, das bisher noch nicht gelöst worden ist. MICHAEL FRANKEN