Ein Bericht über Hintergrundforschung zu technischen Aspekten von durch Menschen verursachten Katastrophen und Ölverschmutzungen Bericht

Words: 1486
Topic: Technik und Ingenieurwesen

Zusammenfassung

In diesem Kurzbericht werden verschiedene technische Aspekte von Ölkatastrophen untersucht. Er zeigt auf, dass es zu Ölkatastrophen kommen kann, wenn technische Kontrollen, wie z. B. eine Fehlfunktion der Ausblasvorrichtung, nicht eingehalten werden. Außerdem wird auf eine Reihe größerer Ölkatastrophen in jüngster Zeit und auf Maßnahmen zur Verhinderung und Milderung der Folgen eingegangen. Der Bericht schließt mit Empfehlungen, die unter anderem eine konsequente Durchsetzung von Bohrvorschriften, umfassende Risikobewertungsprogramme und die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen fordern, um eine übermäßige Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu vermeiden.

Einführung

Die Nachfrage nach Öl wird mit dem weiteren Wachstum der Weltwirtschaft weiter steigen. Dies liegt daran, dass Erdöl in hohem Maße der Hauptmotor der Weltwirtschaft ist (Fingas 2010). Um diese Nachfrage zu befriedigen, wagen sich die Ölgesellschaften zunehmend auf die Suche nach Erdgas- und Erdölvorkommen unter dem Meeresboden.

Offshore-Bohrungen sind ein heikler Prozess, der unter extremen Bedingungen mit sehr hohem Druck und Tausenden von Metern unter dem Meeresspiegel stattfindet und hohe Anforderungen an das Personal und die hochentwickelte Bohrausrüstung stellt. Offshore-Ölverschmutzungen sind eine der schlimmsten vom Menschen verursachten Katastrophen, die auftreten können.

Die Lehren aus früheren Katastrophen zeigen, dass Ölverschmutzungen zu weitreichenden Umweltschäden, zum Verlust von Menschenleben und Eigentum sowie zu immensen finanziellen Verlusten führen (Petroleum 2011). Technische Kontrollen sind einer der wichtigsten Aspekte bei der Kontrolle und Abschwächung der Auswirkungen von Ölunfällen.

Ziel dieses Berichts ist es, eine Reihe von technischen Ansätzen zu untersuchen, die im Zuge der jüngsten Ölkatastrophen angewandt wurden. In diesem Bericht werden die technischen Aspekte von vom Menschen verursachten Katastrophen und Ölverschmutzungen mit besonderem Augenmerk auf Ölplattformen, Ursachen von Ölkatastrophen, technische Reaktionen auf Ölkatastrophen und Prävention untersucht. Auch die jüngsten großen Ölkatastrophen werden vorgestellt.

Ölplattformen

Ein Bohrturm oder eine Bohrinsel ist ein Bauwerk, in dem die Ausrüstung untergebracht ist, die zum Bohren nach Wasser oder Erdgas unter der Erdoberfläche verwendet wird (Max Energy Limited 2006). Bohrinseln werden bei der Gewinnung von Erdöl oder Erdgas eingesetzt. Sie werden vor allem bei der Exploration und der kommerziellen Förderung eingesetzt, um ein Loch in den Boden oder den Meeresboden zu bohren, damit das Öl gefördert werden kann (Max Energy Limited 2006).

Bohrinseln sind riesige Konstruktionen, die auf schwimmenden Strukturen, den Plattformen, ruhen. Sie bestehen aus speziellen Pumpen, mit denen die Bohrspülung, der Bohrmeißel und die Verrohrung zur Kühlung und Entfernung von Schutt während des Bohrens umgewälzt werden. Die meisten Bohrplattformen verfügen auch über angegliederte Arbeiterunterkünfte. (Max energy Limited 2006).

Laut der Website naturalgas.org der US-Regierung gibt es zwei große Kategorien von Ölplattformen: bewegliche und feste. Bewegliche Bohrinseln sind immer kleiner und werden in der Explorationsphase eingesetzt. Beispiele für solche Anlagen sind Bohrschiffe, Hubbohrinseln, Halbtaucherbohrinseln und Bohrschiffe. Für die kommerzielle Ausbeutung rentabler Erdgas- und Erdölvorkommen werden große, fest installierte Bohranlagen eingesetzt. Diese sind: Festplattformen, Seastar-Plattformen, Spannbeinplattformen und Sternplattformen.

Große Ölkatastrophen

Am 20. April 2010 ereignete sich eine Explosion auf der Bohrinsel Deepwater Horizon, die für den Ölkonzern British Petroleum (BP) bohrte. Nach der Explosion traten große Mengen Rohöl in das Wasser des Golfs von Mexiko aus, 11 Arbeiter kamen ums Leben (Meinhold 2010). Die Bohrinsel fing Feuer, bevor die gerade fertiggestellte Macondo-Bohrung zementiert wurde. Spätere Untersuchungsberichte deuteten darauf hin, dass die Fehlfunktion der Blowout-Preventer auf der Bohrinsel eine große Rolle beim Ausbrennen spielte (Gulf of Mexico Oil Spill 2010).

Während des Golfkriegs 1991 öffneten die irakischen Streitkräfte auf der Flucht vor der vorrückenden US-Armee die Öltransportkanäle in Kuwait. Infolgedessen gelangten über 240 Millionen Tonnen Rohöl in den Persischen Golf.

Im Jahr 1979 brach die Ölquelle Ixtoc 1 in der Bucht von Campeche, Mexiko, nach einem Druckanstieg zusammen (Casselman 2001). Dies führte zu einer Explosion und einem lang anhaltenden Leck, bei dem über 140 Millionen Liter Rohöl ausliefen. 1976 kollidierten zwei vollgelaufene Supertanker in Trinidad und Tobago, Westindien, wobei 26 Menschen ums Leben kamen und schätzungsweise 88 Millionen Liter Öl ausliefen.

Weitere große Ölkatastrophen sind die Fergame-Katastrophe in Usbekistan 1992 (87,7 Millionen), die ABT-Katastrophe vor der angolanischen Küste 1991 (80 Millionen), die Amoco Cadiz-Katastrophe 1978 vor der bretonischen Küste (68,7 Millionen) und die MT Haven-Tankerkatastrophe 1991 in Genua (Italien) (42 Millionen) (Casselman 2010) Dies sind nur einige ausgewählte Fälle.

Ursachen von Ölkatastrophen

Nach Srinivasan und Halada (2008) sind die Hauptursachen für technische Katastrophen eine Kombination aus menschlichen Faktoren, Konstruktionsfehlern, Materialversagen und extremen Bedingungen oder Umweltbedingungen.

Borchardt (2010) von ASM’s Mechanical Engineering Magazine hat Blowouts als eine der Hauptursachen für Ölverschmutzungen genannt. Blow-Out ist ein Ausströmen von Öl und Gas aus dem Bohrloch in die Umgebung, wenn der sehr hohe Druck von Erdgas und Erdöl in Tiefsee-Reservoirs nicht gut kontrolliert wird.

Zwischen 1980 und 2008 ereigneten sich allein 173 Blowouts bei Bohrprojekten im Golf von Mexiko (Hoffman 2010). Borchardt führt die Deepwater-Horizon-Katastrophe 2010 im Golf von Mexiko auf einen massiven Blowout zurück. Er erklärt, dass derartige Vorkommnisse bei Bohrungen in Meerestiefen von mehr als 3000 Fuß auftreten, wo der Druck über 23000 Pfund pro Quadratzoll erreicht.

Andererseits ist Carl Hoffman in Popular mechanics der Meinung, dass auch der Mensch und eine ineffiziente behördliche Aufsicht eine wichtige Rolle bei Ölkatastrophen spielen. Als Hauptursachen für die BP-Ölkatastrophe von 2010 nennt er eine schlechte Risikobewertung und die Selbstgefälligkeit der Aufsichtsbehörden.

Hoffman teilt die Meinung von Romm (2010) in Climate Progress, der eine Reihe von Veröffentlichungen zitiert, die auf die “Rücksichtslosigkeit” des fraglichen Ölkonzerns (BP) hinweisen, weil es keine Sicherheitspläne gibt, die eine Katastrophe solchen Ausmaßes verhindern könnten. Ölkatastrophen ereignen sich auch bei Unfällen auf See, z. B. bei Kollisionen von Supertankern (Burckhardt 2010).

Notfallmaßnahmen und Prävention

Nach Borchardt (2010) gibt es eine Reihe von Maßnahmen, die eine Ölverschmutzung während der Bohrung verhindern sollen. Ziel dieser Maßnahmen ist die Kontrolle des Drucks von Öl und Gas, die aus dem Bohrloch aufsteigen. Eine der Techniken besteht in der Verwendung einer Bohrflüssigkeit zur Erzeugung eines hydrostatischen Drucks, um den Aufwärtsdruck von Gas und Öl aus dem Meeresbohrloch zu kontrollieren.

Nach Abschluss der Bohrung wird das Bohrloch in der Regel mit einer Spülflüssigkeit gefüllt, um zu verhindern, dass Öl und Gas aus den Gesteinsvorkommen entweichen. Falls die fossilen Brennstoffvorkommen nicht in ausreichender Menge vorhanden sind, wird das Bohrloch in der Regel mit Zement verschlossen. In diesem Fall verdrängt der Zement die Bohrflüssigkeit im Bohrloch, die über Rohre zur Lagerung in Tanks auf der Plattform austritt (Offshore-Bohrungen 2011).

Zur Verbesserung der Sicherheit und zur Eindämmung von Leckagen im Notfall sind Bohrinseln mit Blowout-Preventern ausgestattet, die das Austreten von Gas und Öl aus dem Bohrloch verhindern sollen (Borchardt 2010).

Zur Bekämpfung von Öllecks im Notfall wurde auch eine mit Stahl verstärkte, kuppelförmige Hülle über dem Bohrloch angebracht (Menihold 2010). Dies wurde während des BP-Öllecks erfolgreich versucht. Nachdem die Kuppel installiert ist, wird das eingeschlossene Öl in Lagertanks gepumpt.

Freundenrich und Strickland (2010) plädieren für gründliche Betriebsverfahren bei Supertankern, um Öllecks zu verhindern. Sie schlagen regelmäßige Kontrollen des Rohrleitungssystems und der Dichtungen vor.

Andere Techniken zur Eindämmung von Ölverschmutzungen umfassen den Einsatz von Geräten wie Dispersionsmitteln, Skimmern, Staubsaugern und Absperrungen (Davies 2010). Das Dispergiermittel bricht die Ölpartikel auf, so dass sie sich mit dem Wasser vermischen und weniger Ölschlamm an die Küsten schwimmt (Casselman 2010).

Ölsperren werden eingesetzt, um das Öl auf dem Wasser in einem bestimmten Bereich einzuschließen; es kann dann mit anderen Geräten, z. B. Staubsaugern, entfernt werden.

Schlussfolgerung

Die Erdölexploration ist ein komplexes und riskantes Unterfangen, bei dem es darum geht, Erdöl- und Erdgasvorkommen zu fördern, die sich Tausende von Metern unter dem Meeresboden befinden. Hochentwickelte Ölplattformen werden eingesetzt, um brauchbare Mengen an Erdöl und natürlichen Vorkommen zu fördern. Ölplattformen und andere Ausrüstungen, die an der Förderung und dem Transport von Rohöl beteiligt sind, sind anfällig für unerwartete Ausfälle.

Diese Katastrophen werden durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst, darunter menschliche Faktoren, Konstruktionsfehler, Materialversagen und extreme Bedingungen. Ingenieure haben die Aufgabe, Konstruktionen zu entwerfen, bei denen die Wahrscheinlichkeit von Fehlern geringer ist. Um künftige Ölkatastrophen zu verhindern, müssen die technischen Kontrollen durch andere Faktoren ergänzt werden, z. B. durch die Verbesserung der menschlichen Effizienz und die Einhaltung der erforderlichen Ölvorschriften durch die Ölgesellschaften.

Empfehlungen

Ausgehend von den Ergebnissen der für diesen Bericht durchgeführten Untersuchungen wird Folgendes empfohlen:

Referenzen

“Ölpest im Golf von Mexiko (2010)”. Die New York Times. Web.

“Petroleum”, Pollution Issues Sept 4, 2011,. Web.

Burckhardt, J. K. 2010, ‘Avoiding blowout’, Maschinenbau. Web

Casselman, A. 2010. Die 10 größten Ölverschmutzungen der Geschichte”, Popular Mechanics. Web.

Davies, S.2010, ‘BP oil spill disaster cleanup efforts in the Gulf of Mexico’, Engineering & Technolog. Web.

Fingas, M. 2010, Oil Spill Science and Technology. Gulf Professional Publishing, Elsevier.

Freundenrich, C. & Strickland, J. 2010, ‘How Oil drilling works’, Energy Production, Environmental Science, How stuff works, Australien, S.1-9.

Hoffman, C. ‘Investigativer Bericht: How the BP, oil rig Blowout happened’, Popular Mechanics. Web.

Max energy Limited 2006, Bohrinseln und Plattformen. Web.

Meinhold, B. 2010, “Erste Ölcontainer-Kuppel nach Deepwater Horizon verschifft”. Web.

Offshore-Bohrungen 2011, Naturalgas. Web.

Srinivasan, V. & Halada G, “Disasters and Learning Form Failure”, State University of New York. Web.