Ölsand ist eine Mischung aus Ton, Sand, Wasser und Bitumen. Das Bitumen lässt sich in synthetisches Rohöl umwandeln. Ölsandlagerstätten werden bevorzugt im Tagebau ausgebeutet. Eine Ausbeutung von Ölsand aus tieferen Erdschichten ist ebenfalls möglich.
Es wird geschätzt, dass um 80% der Teersande von Alberta für die heutigen Tagebauverfahren zu tief unter der Erdoberfläche liegen. Die Ausbeutung von Ölsand aus tieferen Erdschichten geschieht nach dem "In situ"-Verfahren. Dabei wird Dampf in die Lagerstätte eingeleitet, um das Bitumen zu verflüssigen. Es kann zu Bohrstellen fließen und dort zutage gefördert werden. Nachteile dieses Verfahrens sind der große Wasserverbrauch, der Energiebedarf zum Erzeugen des Dampfes, das Problem der Wasserentsorgung und mögliche unterirdische Umweltschäden. Kritiker machen geltend, dass der massive Wasserverbrauch einer Produktion in großem Stil im Wege steht, Befürworter halten dagegen, dass technische Verbesserungen die Effizienz des Wassereinsatzes steigern werden.
Die kanadischen Athabasca-Ölsandminen können mit dem gegenwärtigen Heißwasser-Prozess geschätzte 750.000 Barrel (120.000 m³) Rohöl pro Tag liefern. Da nach Überschreiten des Fördermaximums (Peak-Oil) die Kapazität der herkömmlichen Ölquellen zurückgeht, werden nichtkonventionelle Ölressourcen wie Ölsand künftig zunehmend zur Ölgewinnung herangezogen werden. Viele Experten bezweifeln allerdings (neben den finanziellen, energetischen und ökologischen Problemen), dass durch die Förderung von Ölsanden der zu erwartende Rückgang des konventionellen Öls ausgeglichen werden kann.
Im Jahr 2002 führte die Einbeziehung des Ölsandes in die Berechnung der wirtschaftlich förderbaren Ressourcen zu einem sprunghaften Anstieg der Erdölreserven um 17,8% bzw. 25 Milliarden Tonnen. Allerdings ist die Gewinnung durch Ölsand nicht äquivalent zur Förderung von konventionellem Erdöl und der Zuwachs daher kritisch zu betrachten.
Im Jahr 2004 wurden täglich 1 Mio. Barrel (160.000 m³) Bitumen aus Ölsand gewonnen. Die Produktionskosten sollen derzeit (2005) unter 20 USD pro Barrel liegen.
Die Kostenfrage ist mittlerweile unternehmensseitig die größte Herausforderung bei der Exploration der kanadischen Athabasca-Vorkommen. "Shell Canada" und "Western Oil Sands" äußern deutliche Sorge, dass die Aufwendungen für die Ölsandförderung aus dem Ruder laufen könnten. Einem Bericht des Rohstoff-Infodienstes "platts.com" vom 6. Juli 2006 zufolge habe "Western Oil Sands" seine anfängliche Budgetfestlegung von 13,5 kanad. Dollar (12,2 Mrd. US-Dollar) bereits um 50% überschritten.
Für jedes Barrel synthetisches Öl, das produziert wird, werden mehr als 80 Kilogramm Treibhausgase in die Atmosphäre freigegeben und ungefähr 4 Barrel des Abwassers werden in Bergeteiche entleert. Das erwartete Wachstum der Erdölgewinnung in Kanada bedroht auch seine internationalen Verpflichtungen. Als Kanada das Kyoto-Protokoll bestätigte, war es damit einverstanden, seine Treibhausgasemissionen um 6 Prozent vor 2012 zu verringern. Dennoch hatten um 2002 die Treibhausgasemissionen Kanadas um 24 Prozent zugenommen.
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