mini|Ölschiefer in Holzmaden mini|Ölschiefer bei Kimmeridge mini|Aufschluss in estnischem Ölschiefer (Kuckersit) mini|Fossilführender Kuckersit aus Estland
Als Ölschiefer werden dunkelgraue bis schwarze, tonig und mergelige Sedimentgesteine bezeichnet, die bis zu 20 %, in einigen Vorkommen bis 30 % Kerogen, eine Vorstufe von Erdöl, enthalten. Die Kerogene werden durch Erhitzen auf 340 bis 530 °C in rohölähnliche Substanzen (Schiefer- oder Schwelöl) und Gas umgewandelt.. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, abgerufen am 16. Januar 2013.Oil Shale Development in the United States – Prospects an Policy Issues, S. 13, 17 (PDF; 413 kB), abgerufen am 16. Januar 2013. Das gewonnene Produkt wird auch als Schieferöl bezeichnet. Ebenfalls entsteht Schiefgas.
Ölschiefer ist nach heutiger petrographisch korrekter Bezeichnung kein Schiefer im eigentlichen Sinne, sondern ein geschichtetes, aber nicht geschiefertes Sedimentgestein. Die Kerogene bilden sich unter Sauerstoffabschluss aus abgestorbenem Plankton, Meerwasser- und Süßwasseralgen sowie Bakterien. Bei chromatographischen Untersuchungen lassen sich Aminosäuren und Chlorophyll-Abbauprodukte feststellen. Unter bestimmten geologischen Bedingungen können sich aus Ölschiefern im Laufe der Erdgeschichte durch zunehmende Überlagerung und Temperaturerhöhung Erdölmuttergesteine bilden.
Ölschiefer gehört zu den sogenannten „unkonventionellen Vorkommen“, deren Ausbeutung aufgrund hoher Förderkosten nur bei höheren Ölpreisen lohnend ist.
Entstehung Ölschiefer können sich aus Kleinstlebewesen (Algen, Plankton und Bakterien) bilden, die ursprünglich in Sümpfen, Süß- und Salzwasserseen sowie in flachmarinen, subtidalen Bereichen abgelagert wurden, wenn diese nach dem Absterben auf einen schlecht durchlüfteten, sauerstoffarmen See- oder Meeresboden sinken. Unter Sauerstoffabschluss konnte die organische Biomasse nicht verwesen, sondern durchlief einen biochemischen Fäulnis- und Umbauprozess. Die organische Substanz wurde dabei in ihre Bestandteile (Proteine, Fette und Kohlenhydrate mit geringen Anteilen von Schwefel und Stickstoff) aufgespalten, aus denen sich im Laufe der Erdgeschichte Kerogene als Vorstufe von Erdöl bilden können. Im Gegensatz zum Erdöl wurden beim Ölschiefer noch nicht alle Stufen des Bitumenbildungsprozess durchlaufen und er wird daher als unreifes Erdölmuttergestein bezeichnet.Energierohstoffe 2009, BGR, S. 65 , abgerufen am 17. Januar 2013.
Eigenschaften Der Heizwert der Rohsubstanz schwankt in Abhängigkeit vom Kerogengehalt zwischen 3,3 MJ/kg und 8 MJ/kg. Der spezifische Schwefelgehalt in Bezug auf die Brennsubstanz kann bis zu 10 % betragen. Die Kerogene werden durch eine thermische Behandlung (in situ oder in Schwelreaktoren, so genannten Retorten) aus dem Gestein gelöst und so Schwel- oder Schieferöl gewonnen.Knut Bjørlykke: Petroleum Geoscience – From Sedimentary Environment to Rock Physics. Springer, 2010, ISBN 978-3-642-02331-6, S. 462. Das aus Ölschiefer gewonnene Öl zeichnet sich gegenüber natürlichem Erdöl durch einen geringeren Wasserstoff- und einen höheren Sauerstoffanteil aus. Um Ölschiefer ökonomisch nutzen zu können, ist ein Mindestgehalt von 4 % Kerogen im Gestein erforderlich. Der Ölgehalt des Gesteins wird in den unterschiedlichen Vorkommen im Labor mit Hilfe eines standardisierten Schwelverfahrens, das von Franz Fischer und Hans Schrader (Fischer Assay) entwickelt wurde, verglichen.
Ölschiefer kann radioaktiv sein.
Vorkommen Weltweit gibt es in 40 Ländern eine große Anzahl von Ölschiefer-Lagerstätten aus verschiedenen Erdzeitaltern. Die deutsche Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) schätzt die Menge der weltweiten Ölschiefer-Ressourcen aktuell auf 97 Gigatonnen (Datenstand: Ende 2011),DERA Rohstoffinformationen 15: Energiestudie 2012 – Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen, , abgerufen am 17. Januar 2013. wobei festgestellt werden muss, dass die Abschätzung der Ressourcen seit 2009 (119 GTEnergierohstoffe 2009, BGR, S. 12 , abgerufen am 17. Januar 2013.) mehrfach (2011: 112 GTDERA Rohstoffinformationen 15: Energiestudie 2012 – Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen,, abgerufen am 17. Januar 2013.) nach unten korrigiert werden musste. Eine Abschätzung der förderbaren Ressourcen ist aufgrund der fehlenden und vagen Datenlage sowie der unterschiedlichen Energiegehalte der einzelnen Vorkommen in vielen Ländern nach Angaben der BGR und des USGS nicht möglich. Die größten Vorkommen befinden sich in den USA (73 %), gefolgt von Russland (10 %) und Brasilien, Italien und der Republik Kongo (zusammen 9 %).Energierohstoffe 2009, BGR, , abgerufen am 17. Januar 2013. Das größte Vorkommen befindet sich im Green-River-Gebiet in den USA. Die Lagerstätte erstreckt sich über 65.000 km².
Europa Deutschland In Deutschland wurde Ölschiefer in den letzten Jahren des Zweiten Weltkriegs in einem größeren Umfang abgebaut („Unternehmen Wüste“). Gegenwärtig wird er lediglich bei Dormettingen in Baden-Württemberg von einem Zementwerk gewonnen und vor Ort zur Stromerzeugung verwendet. Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ist die energetische Nutzung nur deshalb wirtschaftlich, weil der gebrannte Ölschiefer als Ausgangsprodukt für spezielle Portlandzemente verwendet wird.
Im südöstlichen Niedersachsen im Bereich von Schandelah nahe Braunschweig gibt es ein Vorkommen von ca. 2 Mrd. Tonnen bei einem Ölgehalt von weniger als 10 %. Auch dieses Vorkommen erschließt Sedimentgesteine des Lias.Zeit.de Hoffnung auf Öl, 11. April 1975, abgerufen am 18. Januar 2013.
Im südlichen Emsland in der Region um Salzbergen findet man Ölschiefer. Dieser war Anlass, 1860 die Raffinerie Salzbergen zu gründen. Die Ölschieferverarbeitung wurde jedoch 1861 aufgegeben. Als spätere Erdölraffinerie und heutige Schmierstoffraffinerie existiert sie noch.
Die Grube Messel in Hessen im Landkreis Darmstadt-Dieburg ist ein Beispiel eines Ölschiefervorkommens mit einem bedeutenden Fossilienvorkommen. Anders als die nachfolgenden Beispiele fand die Bildung hier in einem Maarsee statt, also unter Süßwasserbedingungen. Die Fossilien dieser Fossillagerstätte gehören in die Zeit des Eozäns.
Im Oberen Isartal wurde am Unteren Ölgraben, unterhalb es Unteren Grasberges seit 1749 mit Unterbrechungen bis 1961 Ölschiefer abgebaut, der in Schröfeln verarbeitet wurde.Peter Schwarz: Der Ölschiefer-Bergbau an der oberen Isar bei Wallgau und Krün. In: Lech-Isar-Land 2007, Heimatverband Lech-Isar-Land e. V. Weilheim i. Oberbayern, S. 201 f.Jost Gudelius: Die Jachenau. Jachenau 2008, ISBN 978-3-939751-97-7, S. 140–141.
Andere mini|hochkant|Seefeld-Formation Die größten europäischen Vorkommen befinden sich in Russland. Hier wurden im Olenjok-Becken, im Baltischen Ölschiefer-Becken bei St. Petersburg, im Wolga-Becken und im Wytschegodski-Becken Ölschiefer abgebaut und bis 2005 nach Estland zum Verstromen exportiert.Energierohstoffe 2009, BGR, S. 67 , abgerufen am 17. Januar 2013.
In Estland befindet sich bei Narva sowie bei Kohtla-Järve das bedeutendste Vorkommen von Kukersit. Dieser, benannt nach dem ehemaligen deutschbaltischen Gut Kukruse (deutsch Kuckers), ist eine marine Gyttja. Dieses fossilreiche Tonmergelsediment wechsellagert mit Einschaltungen aus Kalk, der ebenfalls Fossilien aus dem Ordovizium enthält.
Auf Sizilien sind große Vorkommen bekannt. (PDF; 2,4 MB), abgerufen am 18. Januar 2013.
In Tirol gibt es Ölschiefervorkommen in den Seefelder Schichten Raum Scharnitz, Seefeld und Reith sowie im Bereich des Achensees im Bächental. Die Gesteine bei Seefeld wurden ab Mitte des 14. Jahrhunderts zur Gewinnung von Tiroler Steinöl genutzt, das weithin vertrieben wird und im 19. Jahrhundert auch industriell zur Asphaltproduktion verwendet wurde. Die Hoffnung, mit der ab 1858 betriebenen Destillation des gefragten Lampenbrennstoffs Petroleum große Gewinne zu machen, zerschlug sich mit dem wenig später importierten, günstigeren Petroleum aus Erdöl. Die industrielle Produktion wurde aufgegeben und ab Mitte der 1860er Jahre die Steinölbrennerei wieder handwerklich von Ortsansässigen betrieben.Ludwig Hörmann: Steinölträger und Steinölbrenner, in: Der Alpenfreund, Monatshefte für Verbreitung von Alpenkunde unter Jung und Alt in populären Schilderungen aus dem Gesammtgebiet der Alpenwelt und mit praktischen Winken zur genußvollen Bereisung derselben. HG Dr. Ed. Amthor, 4. Band, Gera 1872, S. 321ff. (online auf sagen.at). Ab 1884 wurde dann mit der Sulfonierung des Steinöls der Grundstein für die Vermarktung unter dem Markennamen Ichthyol gelegt. Die Förderung wurde 1964 eingestellt, die Produktion vor Ort verarbeitet nun Gesteine aus Frankreich. Die Ölschiefervorkommen im Bereich des Achensees werden seit Anfang des 20. Jahrhunderts ausgebeutet und in Pertisau zu Steinöl verarbeitet. Dieses findet bei der Produktion von speziellen Kosmetika und medizinischen Produkten Anwendung.
Kleinere, teilweise historisch genutzte Ölschiefervorkommen sind aus Rumänien (Anina-Mine), Großbritannien in verschiedenen Vorkommen in Schottland, Frankreich (Autun, Sévérac-le-Château), Schweiz (Meride), Schweden (Kvarntorp) bekannt.Jean Laherrere: Review on Oil shale data, 2005, S. 2 (PDF; 612 kB), abgerufen am 18. Januar 2013.
Weltweit Die mit großem Abstand größte Ölschieferlagerstätte der Welt ist die eozäne Green-River-Formation, die sich über Teile der US-Bundesstaaten Utah, Colorado und Wyoming erstreckt. Der Amerikanische Geologische Dienst (USGS) gibt die total in place reserves, also die gesamte im Erdreich vermutete Menge an Schieferöl in der Formation mit rund 4,29 Billionen Barrel an, wobei davon auf das Greater Green River Basin 1,44 Billionen Barrel, auf das Uinta-Basin 1,32 Billionen Barrel sowie auf die größte Lagerstätte, das Piceance Basin, 1,53 Billionen Barrel entfallen.https://pubs.usgs.gov/fs/2011/3063/pdf/FS11-3063.pdf Oil Shale Assessment Project Fact Sheet, S. 1, Juni 2011, abgerufen am 16. Januar 2013. Die tatsächlich förderbare Menge Schieferöl in der Green-River-Formation kann derzeit nicht abgeschätzt werden, da nach Angaben des USGS bisher noch keine Methode entwickelt wurde, ihr Öl kostendeckend zu fördern.
Größere Vorkommen von Ölschiefer werden derzeit in Brasilien, China, Kanada, Israel, Jordanien, Libyen, Marokko, Syrien und Thailand erkundet und abgebaut.Energierohstoffe 2009, BGR, S. 68 , abgerufen am 17. Januar 2013.John R. Dyni: Geology and Resources of some world Oil-shale deposits, S. 5–42, abgerufen am 18. Januar 2013. 2010 wurde bekannt, dass in Anatolien (Türkei) ein größeres Ölschiefer-Vorkommen entdeckt wurde.. In: Tagesspiegel, Nachrichten, 26. Oktober 2010, abgerufen am 20. Januar 2013. In Südamerika, insbesondere in Patagonien (Argentinien) ist in den vergangenen Jahren in der Vaca-Muerta-Formation ein großes Vorkommen von Ölschiefer erbohrt worden, das zu den größten Lagerstätten zählt, die in den letzten drei Jahrzehnten entdeckt wurden.Ölschiefer-Funde in Südamerika, bloomberg.com, abgerufen am 20. Januar 2013.
Gewinnung, Extraktion und Verwendung von Ölschiefer mini|hochkant|Eine Retorte zum Extrahieren von Kerogen aus den 1920er Jahren bei Kilve (West-Somerset) Abbau Der Abbau von Ölschiefer kann bei geringer Lockergesteinsüberdeckung von bis zu 40 m im offenen Tagebau erfolgen. Als derzeit ökonomisch vertretbar wird ein Abraum-Ölschiefer-Verhältnis von kleiner 5:1, bei einer Mindestmächtigkeit der Ölschieferschicht von 3 m angesehen. Die Lagerstätten in Estland, China und Brasilien gehören derzeit zu den größten Ölschiefer-Tagebauen.