Salzstock Lesum

Bedeutung, Lage und Entstehung

Der Salzstock Lesum ist eine oberflächennahe Salzstruktur unter Teilen Bremens und der niedersächsischen Gemeinde Ritterhude. Er ist besonders wichtig, weil in künstlich ausgesolten Hohlräumen, den Kavernen, Dieselöl für die strategische Ölreserve sowie Erdgas gespeichert werden. Mit dem Bau der Kavernen wurde 1968 begonnen.

Der Bremer Ortsteil Burgdamm liegt vollständig über dem Salzstock. Teilweise darüber liegen Lesum, Werderland, Burg-Grambke und Blockland sowie Ritterhude. Der Salzstock entstand aus dem Zechstein-Salinar, also aus Salzablagerungen des Zechsteinmeeres. Er ist etwa 5,5 × 3,5 km groß und besitzt eine Sekundärmächtigkeit von mehr als 4600 m. Der Salzspiegel liegt ungefähr 157 m unter der Geländeoberkante beziehungsweise 135 m unter NHN.

Beim Übergang vom Perm zur Trias entstanden bis vor etwa 250 Millionen Jahren durch die Verdunstung des Zechsteinmeeres mächtige Ablagerungen verschiedener Salze. Jüngere Gesteinsschichten übten später Druck auf diese Ablagerungen aus. Besonders an Schwächezonen wurde das plastisch reagierende Salz seitlich verdrängt und stieg mehr als vier Kilometer bis nahe an die Oberfläche auf. Später wurde der Salzstock horizontal zusammengedrückt. Dabei bildete sich in rund 2,5 km Tiefe eine Salzintrusion, die weit zwischen andere Gesteinsschichten eindrang.

Grundwasser, Erdfälle und Ruschdahlmoor

Wegen seiner oberflächennahen Lage reicht der Salzstock in den Grundwasserleiter. Das Wasser löst vor allem leicht lösliche Bestandteile des Salzgesteins. Zurück blieb ein Gipshut, der durch den fortdauernden Materialverlust an Tragfähigkeit verliert. Dadurch können Erdfälle entstehen, also örtlich begrenzte Einbrüche oder Absenkungen des Bodens.

Im Geestgebiet Lesum–Ritterhude wurden etwa 20 kreisrunde Geländeabsenkungen als Erdfälle erkannt. Sie erreichen Durchmesser von bis zu 200 m und sind teilweise mit weichen Schichten gefüllt. Ihre räumliche Verteilung deutet darauf hin, dass auch im Marschgebiet von Burg-Grambke Erdfälle vorhanden sein könnten.

Das Ruschdahlmoor ist die sichtbare Folge von zwei solchen Erdfällen. Auf das dort entstandene Niedermoor wuchs später Hochmoortorf auf. Mit einer Torfmächtigkeit von 32 m gilt es als tiefstes Moor Deutschlands und als eines der tiefsten Europas. C14-Untersuchungen datieren die Entstehung des Torfs auf die Zeit zwischen 9120 und 8612 v. Chr. Mindestens der Gipshut wird weiterhin durch Grundwasser gelöst. Deshalb ist das Gebiet über dem Salzstock in der niedersächsischen Karte der Erdfall- und Senkungsgebiete als Geogefahrenbereich ausgewiesen.

Aufbau und Betrieb der Speicher

Das Kavernenfeld liegt in Burg-Grambke nahe der Lesum und umfasst neun Kavernen. Eigentümer ist der Erdölbevorratungsverband (EBV). Sieben Kavernen betreibt die Nord-West Kavernengesellschaft mbH (NWKG) im Auftrag des EBV als Dieselölspeicher. Zwei Kavernen sind als Erdgasspeicher an Storengy verpachtet. Die heutigen Dieselöl-Kavernen L201 und L203 wurden von 1988 bis 2022 durch swb beziehungsweise wesernetz zur Gasspeicherung genutzt.

Die Hochpunkte der Kavernen liegen einige hundert Meter tief im Salzgestein. Die Hohlräume sind meist etwa 200–300 m hoch und 30–40 m breit. Ihre Form ist ungleichmäßig zylindrisch, eiförmig oder birnenförmig. Zur Herstellung wird bis zur vorgesehenen Kavernensohle gebohrt. Anschließend werden zwei ineinanderliegende Rohrstränge eingebaut. Durch einen Strang wird Frischwasser aus der Lesum eingepresst, das Salz auflöst. Die dabei entstehende Sole wird durch den anderen Strang abgeleitet und über eine etwa acht Kilometer lange Leitung im Werderland auf Höhe von Lemwerder in die Weser eingeleitet.

Bei Mineralöl-Kavernen bleiben die Wasser- und Soleleitungen erhalten. Das Öl schwimmt auf der Sole. Beim Einlagern wird Öl hineingepresst und Sole verdrängt; beim Auslagern wird Frischwasser eingepresst, das Öl in die Produktleitung drückt. Weil das Wasser weiteres Salz löst, vergrößert und verändert sich die Kaverne bei jeder Auslagerung. Daher dienen diese Kavernen als Langzeitlager, deren Füllung möglichst selten verändert wird. In Lesum wurde bisher kein Dieselöl für Verbrauchszwecke ausgelagert. Eine rund 5,5 km lange Leitung verbindet das Feld mit einem Tanklager und Seeschiff-Terminal am Ölhafen.

Die sieben NWKG-Kavernen liegen in Teufen von 470–1350 m und fassen zusammen etwa 1.800.000 m³ Dieselöl. Der erste Bohrtag war der 7. September 1968.

Gaskavernen werden nach der ersten Befüllung von den Wasser- und Soleleitungen getrennt. Verdichtetes Gas wird unter hohem Druck eingepresst; dieser Druck unterstützt später die Entnahme. Die Kavernen werden im Normalbetrieb nie völlig drucklos, sondern enthalten stets Kissengas, das dem Gebirgsdruck entgegenwirkt. Sie eignen sich für häufige Ein- und Auslagerungen, etwa zum Ausgleich saisonaler Verbrauchsschwankungen. Bis zur Marktraumumstellung am 1. April 2021 wurde L-Gas gespeichert.

Storengy betreibt zwei direkt an das Fernleitungsnetz von Gasunie Deutschland angeschlossene Kavernen. Ihr nutzbares Arbeitsgasvolumen beträgt zusammen 153 Mio. m³ Normvolumen. Für ihre Teufe werden 1251–1664 m genannt; abweichend finden sich Angaben von 1312–1765 m. Die früheren wesernetz-Kavernen lagen in 1050–1350 m Tiefe und verfügten über 68 Mio. m³ Arbeitsgas.

Entwicklung der Kavernenanlage

Seit 1966 mussten Hersteller bestimmter Erdölerzeugnisse Mindestvorräte anlegen. Deshalb ließ die Mobil Oil A.G. ab 1968 zwei Kavernen für ihre Raffinerie am Bremer Ölhafen bauen. Nach der Stilllegung der Raffinerie sechs Jahre später übernahm der aufgrund des Erdöl-Bevorratungsgesetzes gegründete EBV die Speicher. Die NWKG errichtete anschließend weitere Kavernen für ihn.

Ende der 1980er- beziehungsweise Anfang der 1990er-Jahre entstanden zwei Gaskavernen für swb beziehungsweise wesernetz. Zwei weitere nahm Exxon Mobile 2000 in Betrieb; diese Anlage wurde 2011 an Storengy verkauft.

Die Umstellung des Gasnetzes von L-Gas auf H-Gas verringerte für wesernetz den Nutzen eigener Speicher. Das Gas sollte deshalb bis Ende 2021 vollständig entnommen und in das Bremer Netz eingespeist werden. Danach sollten die beiden Kavernen an den EBV zurückgehen und als Mineralölspeicher dienen.

Für die Entleerung wurde im November 2019 mithilfe eines Geräteturms und einer Druckschleuse, einer sogenannten Snubbing Unit, ein zusätzlicher Rohrstrang bis zum Boden der ersten Kaverne eingebaut. Während der Gasentnahme wurde zeitweise Wasser unter Hochdruck eingepresst, um den Druck zu erhalten und das restliche Gas zu verdrängen. Bei L203 war die Auslagerung erst nach der Umstellung auf H-Gas möglich. Vor der Einspeisung wurde das Gas mit LPG, also Propan und Butan, an die Eigenschaften von H-Gas angepasst. Dieser Vorgang dauerte bis Mai 2022. Storengys beide Kavernen werden seit April 2021 mit H-Gas betrieben.

Kritik, Umwelteinflüsse und Langzeitrisiken

Im Genehmigungsverfahren von 1968 wurden rund 70 Einsprüche erhoben. Kritisiert wurde besonders eine mögliche zusätzliche und „unzumutbare Versalzung“ oberirdischer Gewässer durch die Sole. Bauern aus dem Raum Lemwerder und Berne befürchteten Folgen für das als Viehtränke verwendete Weserwasser. Weitere Sorgen betrafen Gefahren der Öllagerung, eine mögliche Verunreinigung des Grundwassers, die Standfestigkeit der Kavernen und ungeklärte Haftungsfragen bei Schäden durch die Aussolung.

Auch gegen die Außerbetriebnahme der wesernetz-Gaskavernen wurden Einwände vorgebracht. Genannt wurden Straßenschäden und Gebäudeerschütterungen durch Schwerlastverkehr, ein sinkender Wasserstand der Lesum, das Einsaugen von Fischen, Bodenabsenkungen, eine geringere Standfestigkeit durch die Vergrößerung der Kavernen sowie die spätere Einleitung verdrängter Sole in die Weser.

Die tatsächlichen Auswirkungen der Wasserentnahme und Soleeinleitung hängen unter anderem vom Verhältnis ihrer Volumenströme zu denen der Gewässer ab. Der Leitungsquerschnitt begrenzt die maximalen Mengen. Die Entnahme beeinflusst den Wasserstand der Lesum daher nicht merklich; zudem ist sie ein Tidegewässer mit mehr als drei Metern mittlerem Tidenhub. Die Weser führt im Mittel etwa 330 m³/s beziehungsweise 1.188.000 m³/h. Ihr mittlerer Chloridgehalt von 236 mg/l soll trotz der Einleitung innerhalb der normalen Schwankungsbreite bleiben. Unbestritten sind jedoch Auswirkungen der konzentrierten Sole auf Lebewesen nahe der Einleitungsstelle, bevor sie ausreichend verdünnt ist.

Die Speicherung von Mineralöl und Gas in Salzkavernen gilt bei Einhaltung der Regeln als sicher und wird in großem Umfang genutzt. Dennoch können Störfälle große Öl- oder Gasmengen freisetzen. Die Ursachen liegen vor allem in den technischen Anlagen über und unter Tage.

Eine vollständig entleerte Gaskaverne bleibt nicht leer, sondern wird mit Wasser gefüllt. Dieses Wasser stützt den Hohlraum, löst aber weiteres Salz und vergrößert zunächst sein Volumen. Der Salzabtrag nimmt zu, bis die Sole gesättigt ist und sich ein Gleichgewicht einstellt.

Langfristig wirkt der lithostatische Druck, also der Druck des umgebenden Gebirges, stärker als der hydrostatische Wasser- oder Gasdruck im Inneren. Das plastische Salz kriecht deshalb langsam in die Kaverne hinein. Diese Konvergenz beginnt bereits bei der Aussolung, verkleinert und verformt den Hohlraum und kann an der Oberfläche eine Absenkungsmulde erzeugen. Betreiber müssen Bodensenkungen prognostizieren und jährlich vermessen. Die Bergbehörde kennzeichnet Gebiete mit mindestens 10 cm Geländeabsenkung als bergbaurechtliche Einwirkungsbereiche. Über dem Burglesumer Kavernenfeld fehlt eine solche Kennzeichnung, weil eine entsprechende Absenkung bisher nicht festgestellt wurde.

Fachlich umstritten ist, ob stillgelegte Kavernen durch Solefüllung und einen dauerhaft druckdichten Verschluss gesichert werden können. Eine Gegenposition nimmt an, dass die Konvergenz eine nicht mit festem Material verfüllte Kaverne schließlich vollständig mit Salz schließt. Die Prognosen zur Bodensenkung setzen einen dauerhaft dichten Verschluss voraus. Versagt dieser, kann die Kaverne oben undicht werden, Sole austreten und die Bodensenkung stärker ausfallen.