Die Fabrik am Meeresgrund - wissenschaft.de
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Die Fabrik am Meeresgrund

Norwegische Ingenieure erklären Ölplattformen vor den Küsten zum Auslaufmodell. Autonome Unterwasser-Anlagen sollen das schwarze Gold fördern und die Terminals an Land beliefern.

Falls die Vision von Rune Strømquist Wirklichkeit wird, sehen die Weltmeere bald so aus, als hätte die Umweltschutzorganisation Greenpeace endgültig über die Ölmultis triumphiert. Eine freie Wasserfläche wäre dort, wo heute die grauen Silhouetten der Förderplattformen in den Himmel ragen.

Stromquist ist kein Umweltschützer, sondern Bereichsleiter „Technologieentwicklung“ für das Segment Öl, Gas und Petrochemie des Konzerns Asea Brown Boveri, kurz ABB. Und er möchte nicht weniger Öl fördern, sondern die Lagerstätten effizienter ausbeuten, als es bisher möglich ist. Dazu hat der Norweger konkrete Pläne von einer Fabrik auf dem Meeresboden in der Tasche. Vor allem aber kann er bereits einen wichtigen Baustein dieser Anlage vorweisen.

Diesen nennt ABB „Subsis“ (Subsea Separation and Injection System), und was er kann, scheint auf den ersten Blick wenig aufregend: Er sondert direkt auf dem Meeresboden Wasser aus dem Förderstrom ab und preßt es an anderer Stelle wieder in das Ölfeld ein. Doch Strømquist ist überzeugt: „Subsis ist der Anfang vom Ende vieler großer Offshore-Plattformen und Schwimminseln.“

Tatsächlich benötigen die Ölkonzerne Plattformen nicht so sehr, um Lagerstätten anzubohren – das können Schiffe übernehmen, die nach der Bohrung wieder verschwinden. Doch Ölvorkommen enthalten neben Öl und Gas auch große Mengen störendes Wasser – bis zu 90 Prozent des Förderstroms bestehen daraus. Die Anlagen der Plattformen haben deshalb zwei Aufgaben:

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Sie trennen vor Ort den Förderstrom in seine Bestandteile, damit das Öl abtransportiert werden kann. Müßten die teuren Pipelines mehr Wasser als Öl weiterleiten, wären ihre Kapazitäten schnell erschöpft. Außerdem würden sich Wasser und Öl in den Pipelines zu Hydraten zusammenlagern, die den Durchfluß behindern. Auch die Tanker würden das Wasser nur als überflüssigen Ballast transportieren. Sie reinigen das abgetrennte Wasser von Ölresten, bevor sie es ins Meer leiten. Doch weil es dann immer noch nicht völlig sauber ist und die Umwelt belastet, wird es auf manchen Inseln zurück in das Ölfeld injiziert.

Diese beiden Aufgaben kann Subsis den stählernen Kolossen abnehmen – und ist dabei sogar im Vorteil: Weil das Wasser sofort am Bohrloch entfernt wird, verringert sich der Rücklaufdruck des Förderstroms. ABB gibt an, daß sich die Förderleistung dadurch um drei bis sechs Prozent erhöht. Das scheint wenig, ist aber viel: Aus einem typischen Ölfeld könnten mit Subsis täglich eine Million Liter Öl mehr herausgeholt werden als bisher. Für die Umwelt bringt Subsis allerdings keine Entlastung gegenüber Plattformen, die das Wasser wieder in das Feld zurückpressen.

Damit künftig die gesamte Offshore-Ölproduktion auf den Meeresboden verlegt werden kann, muß das Team um Strømquist noch ein paar Probleme bewältigen: So kommen mit dem Förderstrom auch Sand und Steine an die Oberfläche, die abzutrennen sind. Vor allem aber muß Subsis durch Unterwasser-Anlagen ergänzt werden, die das mitgeförderte Gas verarbeiten können.

In einem Öl- und Gasfeld entweicht anfänglich normalerweise so viel Gas, daß es schwierig ist, den Förderstrom zu kontrollieren. Während jahrelanger Förderung sinkt der Druck und kann irgendwann zu niedrig werden. Damit er stark genug bleibt, hilft es, das Feld mit Wasser aufzufüllen. Auch das Gas führen die Plattform-Techniker oft wieder in die Lagerstätte zurück, damit die Ölquelle auf dem Meeresgrund lange sprudelt.

Die ABB-Ingenieure haben daher eine Unterwasser-Anlage unter dem vorläufigen Namen „Siors“ (Subsea Increased Oil Recovery Station) entworfen, die flexibel auf den veränderten Druck in der Lagerstätte reagiert und das Gas entweder abtransportiert oder wieder in das Feld zurückführt.

Der Ölkonzern Norsk Hydro hat sich 1997 verpflichtet, 25 Millionen Dollar hinzublättern, wenn ABB ihm eine Subsis-Pilotanlage liefert. Ende dieses Jahres wird Norsk Hydro sie auf dem Grund der Nordsee im Troll-Feld installieren, nachdem die Tests an Land erfolgreich verlaufen sind. Norsk Hydro kombiniert Subsis dabei mit einer konventionellen Plattform. Dort muß dann nur der wasserlose Förderstrom in Empfang genommen werden, so daß mehr Öl verarbeitet werden kann.

Das technische Herz von Subsis ist eine Art übergroße Zentrifuge, die die Bestandteile des Förderstroms nur durch die Gesetze der Schwerkraft nach ihrer Masse trennt. Die Anlage besteht aus Modulen, ist 350 Tonnen schwer und soll noch 1500 Meter unter der Meeresoberfläche arbeiten können.

Zurückhaltend reagiert Dr. Hans Emil Kolb, Oberingenieur am Clausthaler Institut für Erdöl- und Erdgastechnik: „Entscheidend für den Erfolg von Unterwasser-Anlagen ist ihre Zuverlässigkeit – fällt etwas aus, können sie nur schwer repariert werden, weil sie schlecht erreichbar sind.“ Der Nachweis der Verläßlichkeit stehe für Subsis aber noch aus. Schon ein kurzzeitiger Stillstand der Förderung sei für die Ölkonzerne enorm teuer.

Ein Einwand, den Strømquist zu zerstreuen sucht: „Subsis ist so konstruiert, daß unbemannte Unterwasserfahrzeuge die ausfallgefährdeten Teile leicht auswechseln können.“ Solche ROVs (Remotely Operated Vehicles) erfassen ihre Umgebung mit Hilfe von Kameras und Sensoren und können ferngesteuert einfache Handgriffe durchführen.

Doch auch Maschinenbauingenieur Dietrich Müller-Link ist skeptisch: „Subsis ist nicht der Tausendsassa, als den ihn ABB anpreist, denn er kann nicht in allen Feldern eingesetzt werden.“ Müller-Link ist Marketing Manager bei Bornemann Pumps, einem Unternehmen, das eine ganz andere Technologie entwickelt hat, um die Zahl der Plattformen zu reduzieren.

Die Firma mit Hauptsitz im niedersächsischen Obernkirchen testet zur Zeit den Prototypen einer Unterwasser-Pumpe, mit der der gesamte Förderstrom unsortiert über lange Strecken transportiert werden kann. Herkömmliche Pumpen sind dazu vor allem wegen des Gasanteils im Öl nicht in der Lage.

Mit den Bornemann-Pumpen könnte künftig das Gemisch, das aus dem Bohrloch strömt, unverarbeitet direkt zu einem Terminal an Land oder zumindest zu einer zentralen Plattform geleitet werden. Sie sind allerdings darauf angewiesen, daß auf dem Meeresboden viele dicke Pipelines liegen und lösen außerdem nicht das Problem der Hydratbildung.

In einem wesentlichen Punkt haben Kolb und Müller-Link die gleiche Vision wie Strømquist: Sie sind überzeugt, daß die Ölindustrie ständig weniger Plattformen einsetzen wird. Denn die neuerschlossenen Felder liegen immer tiefer unter dem Meeresspiegel. Das aber macht die künstlichen Inseln teuer und autonome Anlagen unter Wasser wirtschaftlich attraktiv.

Frank Frick

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