Paliwa kopalne są nam potrzebne do normalnego życia. Zasilanie naszych samochodów, ogrzewanie naszych domów i oświetlanie naszych ulic przez całą noc to tylko kilka sposobów, w jakie wykorzystujemy energię, którą czerpiemy z gazu ziemnego, ropy naftowej i węgla – głównych paliw kopalnych. Zbieramy te paliwa kopalne od wielu lat, ale zawsze staramy się znaleźć lepsze, bardziej wydajne sposoby, aby uzyskać jak najwięcej z paliw kopalnych, które naturalnie istnieją na świecie i wokół niego.
Szczelinowanie jest jedną z metod, które obecnie stosujemy w celu uzyskania dostępu do gazu ziemnego i ropy (ropy naftowej) zakopanych mile i mile pod powierzchnią Ziemi. Podczas tego procesu, ogromne wiertło jest używane do przejścia przez wiele warstw ziemi i skał, które leżą pomiędzy nami a gazem naturalnym.
Specjalna mieszanina wody jest następnie pompowana bezpośrednio do skały kilometry poniżej w celu uwolnienia zawartego w niej gazu. Mieszanina ta – składająca się głównie z wody, piasku i pewnych substancji chemicznych – jest wtłaczana do skały (przy bardzo wysokim ciśnieniu), aby wypchnąć gaz na zewnątrz, gdzie możemy go zebrać. Wiertło może być wbite w ziemię pionowo lub poziomo.
Fracking po raz pierwszy rozpoczął się jako eksperyment w 1947 roku i jest stosowany komercyjnie od 65 lat. Jest to proces wiercenia w dół do ziemi, a mieszanina wody, piasku i chemikaliów jest kierowana do skał przy wysokim ciśnieniu, aby złamać skały łupkowe w celu uwolnienia gazu ziemnego wewnątrz. Zgodnie z tym, w USA jest ponad 500 000 aktywnych odwiertów gazu ziemnego. Szczelinowanie hydrauliczne produkuje kilka baryłek gazu dziennie, ale kosztem licznych zagrożeń dla środowiska, zdrowia i bezpieczeństwa.
Przeczytaj tutaj o zaletach i wadach szczelinowania.
Zgodnie z Wikipedią,
„Szczelinowanie hydrauliczne, zwane również szczelinowaniem, szczelinowaniem, hydroszczelinowaniem, szczelinowaniem, szczelinowaniem i hydroszczelinowaniem, jest techniką stymulacji odwiertu polegającą na szczelinowaniu formacji skalnych przez ciecz pod ciśnieniem. Proces obejmuje wstrzykiwanie pod wysokim ciśnieniem „płynu szczelinującego” (głównie wody, zawierającej piasek lub inne proppanty zawieszone za pomocą środków zagęszczających) do otworu wiertniczego w celu stworzenia pęknięć w głębokich formacjach skalnych, przez które gaz ziemny, ropa naftowa i solanka będą mogły swobodniej przepływać. Kiedy ciśnienie hydrauliczne zostaje usunięte z odwiertu, małe ziarna proppantów do szczelinowania hydraulicznego (piasek lub tlenek glinu) utrzymują szczeliny otwarte.”
Proces szczelinowania może pomóc nam poprawić dostęp do gazu, który już zaczęliśmy wydobywać lub może pomóc nam dostać się do nowych, wcześniej nieznanych złóż gazu ziemnego, nawet jeśli znajdują się one kilometry pod powierzchnią Ziemi. Termin „szczelinowanie” pochodzi od skrótu „szczelinowanie hydrauliczne”, odnosząc się do szczelinowania skał, które są rozbijane przez mieszankę wody pod wysokim ciśnieniem. Niestety, wiele osób zaczyna się martwić, że szczelinowanie ma negatywny wpływ na środowisko naturalne.
Jaki jest proces szczelinowania?
Gdy gaz naturalny (znany również jako „gaz łupkowy”) zostanie znaleziony, można rozpocząć działania zmierzające do uruchomienia procesu szczelinowania w celu uzyskania dostępu do tego niezbędnego paliwa kopalnego, najczęściej używanego do gotowania i ogrzewania. Jeśli gaz ziemny nie znajduje się zbyt daleko pod powierzchnią, inne metody wydobycia mogą być stosowane, a nawet preferowane.
Jednakże, ponieważ zaczyna nam brakować złóż gazu łupkowego bliżej powierzchni, zaczynamy próbować znaleźć sposoby dostępu do wielu złóż, które istnieją wiele tysięcy stóp w głąb Ziemi. Szczelinowanie jest obecnie jedną z preferowanych metod wydobycia, ponieważ umożliwia dotarcie do kieszeni i złóż gazu ziemnego ze względną łatwością.
Gdyby nie szczelinowanie, gaz łupkowy może nam się skończyć nawet szybciej niż początkowo przewidywano. Proces szczelinowania przebiega w kilku etapach po znalezieniu złóż w głębi Ziemi:
1. Po pierwsze, poprzez wiercenie bezpośrednio w ziemi tworzony jest odwiert. Pomiary będą już wykonane, aby ustalić, gdzie dokładnie znajduje się gaz ziemny, a wiertło będzie kopać w dół do tego dokładnego poziomu, niezależnie od tego, czy gaz jest wiercony pionowo czy poziomo. W przypadku wiercenia poziomego, wiertło jest obracane o dziewięćdziesiąt stopni w poziomie, a następnie kontynuowane w kierunku naturalnego złoża. Te studnie mogą być kopane do wielu tysięcy stóp, co oznacza, że możemy uzyskać dostęp do znacznie większej ilości gazu ziemnego niż wcześniej, ponieważ inne studnie gazu ziemnego, jak dotąd, nie były w stanie dostać się tak głęboko.
2. Następnie mieszanina wody, różnych chemikaliów (choć większość firm nie określa dokładnie, co to za chemikalia) i piasku jest pompowana przez studnię w kierunku złoża gazu ziemnego. Pompuje się ją pod wysokim ciśnieniem, aby mogła przebić się przez skały zawierające gaz, umożliwiając jego wydostanie się na zewnątrz. Każdy odwiert gazu ziemnego może pochłonąć nawet pięć milionów galonów wody, co może być nawet 100 razy więcej niż inne metody wydobywcze, które były stosowane wcześniej.
3. W miarę jak gaz ziemny przedostaje się przez skały, które zostały rozbite przez mieszankę wody pod wysokim ciśnieniem, stale wznosi się ku powierzchni. Stamtąd jesteśmy w stanie zebrać go gotowego do przetworzenia, rafinacji, a następnie dystrybucji do tych, którzy go potrzebują.
4. Woda, która została wpompowana w głąb Ziemi, musi jednak z niej wrócić. Ścieki te (określane również jako „woda zwrotna”) wracają na powierzchnię po wydobyciu całego gazu ziemnego. W niektórych miejscach woda ta jest następnie odzyskiwana, gdy znajdzie się na powierzchni.
5. Woda, która została użyta w procesie szczelinowania jest następnie przechowywana w stalowych zbiornikach, aby mogła być wstrzykiwana do szybów naftowych i gazowych przez długi okres czasu bez szkody dla środowiska. Z powodu chemikaliów dodanych do tej wody, nie może być ona po prostu zwrócona do morza lub innych dróg wodnych.
W Stanach Zjednoczonych, bezpieczne szczelinowanie hydrauliczne pozwala na wykorzystanie ogromnych złóż ropy naftowej i gazu ziemnego, które były zamknięte w ciasnych formacjach skalnych. Szczelinowanie hydrauliczne będzie stosowane w ciągu najbliższych kilku dekad, aby uzyskać dostęp do trudno dostępnych obszarów w poszukiwaniu ropy i gazu. Zastosowanie szczelinowania zapewniło bezpieczeństwo gazowe dla USA i Kanady na kolejne 100 lat. Zwiększyło ono krajowe wydobycie ropy i gazu oraz obniżyło ceny gazu. Według amerykańskiej EIA, Stany Zjednoczone są wiodącym producentem gazu ziemnego na świecie, a dzięki szczelinowaniu mogą stać się wiodącym producentem ropy naftowej na świecie do 2015 roku.
Jak działa szczelinowanie?
Dlaczego szczelinowanie jest tak skuteczne w wydobywaniu gazu ziemnego z ziemi, gotowego do użycia do ogrzewania naszych domów i gotowania naszej żywności? W przeciwieństwie do poprzednich metod wydobywania gazu ziemnego, szczelinowanie pozwala nam kopać setki stóp w głąb ziemi, co oznacza, że możemy uzyskać dostęp do znacznie większej ilości naturalnych złóż gazu łupkowego, które wcześniej były poza naszym zasięgiem. Szczelinowanie jest bardzo skuteczne i istnieje wiele szczegółów, które wyjaśniają, dlaczego szybko staje się ulubionym sposobem wydobywania gazu ziemnego z ziemi.
1. Szczelinowanie działa tak skutecznie i efektywnie, ponieważ wiercenie w ziemi pozwala nam uzyskać dostęp do złóż gazu ziemnego tysiące stóp od powierzchni. Oznacza to, że możemy wstrzykiwać do skał zawierających gaz ziemny mieszaninę wody, piasku i chemikaliów (podzielonych odpowiednio na 90%, 9,5% i 0,5%) bezpośrednio i pod pełnym ciśnieniem.
2. Wstrzykiwanie mieszaniny wody pod wysokim ciśnieniem do skał jest absolutnie konieczne, ponieważ to właśnie ono powoduje powstawanie drobnych pęknięć w skałach. Ciśnienie to musi być bardzo dobrze kontrolowane, w przeciwnym razie wiele rzeczy może pójść nie tak. Po utworzeniu tych szczelin, niezależnie od tego jak małe one są, pozwalają one na płynny przepływ gazu z naturalnego złoża głęboko w ziemi prosto na powierzchnię.
3. Chemikalia i piasek, które są dodawane do wody, aby faktycznie utrzymać otwarte szczeliny, które są tworzone przez wodę pod wysokim ciśnieniem. Bez tych dodatków, szczeliny bardzo szybko zamknęłyby się, ponownie zatrzymując gaz i uniemożliwiając dostęp do niego.
4. Szczelinowanie odbywa się na całej długości wywierconej studni. Pozwala nam to na uzyskanie dostępu do jak największej ilości gazu ziemnego, dzięki czemu proces ten jest o wiele bardziej opłacalny i wydajny. Oznacza to, że możemy uzyskać dostęp nawet do największych złóż gazu ziemnego bez konieczności wykonywania wielu odwiertów w ziemi.
5. Szczelinowanie jest szczególnie skuteczne w uzyskiwaniu dostępu do tak zwanego „gazu zamkniętego”. Jest to gaz, który jest w rzeczywistości uwięziony wewnątrz formacji skał łupkowych, i który jest w związku z tym o wiele trudniej dostępny przy użyciu normalnych technik wydobycia gazu łupkowego.
Dlaczego szczelinowanie jest złe?
Kaszel, duszności i świszczący oddech to najczęstsze skargi mieszkańców mieszkających w pobliżu studni poddanych szczelinowaniu. Toksyczne gazy, takie jak benzen, są uwalniane ze skał podczas szczelinowania. Podobnie, toksyczne odpady w postaci wody i chemikaliów są często składowane w otwartych dołach, uwalniając lotne związki organiczne do powietrza. Te szkodliwe substancje chemiczne i cząstki stałe są również uwalniane przez pompy zasilane olejem napędowym używane do wtłaczania wody. Stwierdzono statystycznie istotne związki między bliskością aktywnych operacji szczelinowania a różnymi kombinacjami migrenowych bólów głowy, przewlekłego zapalenia błony śluzowej nosa i objawów zmęczenia.
Chemikalia pochodzące ze szczelinowania są szkodliwe dla kobiet w ciąży i ich rozwijających się dzieci. Badacze z Zachodniej Wirginii znaleźli substancje chemiczne zaburzające gospodarkę hormonalną w wodach powierzchniowych w pobliżu miejsc utylizacji ścieków, a tego typu substancje mogą zaszkodzić rozwijającemu się płodowi, nawet jeśli występują w bardzo niskich stężeniach.
Uwalnia szkodliwe związki w powietrzu
Odwierty szczelinujące uwalniają związki do powietrza, takie jak benzen, etylobenzen, toluen i n-heksan; długotrwałe narażenie na nie zostało powiązane z wadami wrodzonymi, problemami neurologicznymi, zaburzeniami krwi i rakiem.
Jednym z głównych zanieczyszczeń uwalnianych w procesie szczelinowania jest metan. Metan jest głównym gazem cieplarnianym. Jego potencjał globalnego ocieplenia jest 84 razy większy niż dwutlenku węgla w perspektywie 20 lat i 25 razy w perspektywie 100 lat.
Wpływa na zaopatrzenie w wodę i jej jakość
Proces szczelinowania zużywa miliardy galonów wody każdego roku. Według EPA, średnia ilość zużywanej wody wynosi 1,5 miliona galonów na jeden odwiert na poziomie lokalnym. Zużycie to zmniejsza ilość słodkiej wody dostępnej dla pobliskich mieszkańców, szczególnie na obszarach, gdzie dostępność wody jest niska.
Gdy woda nie jest dostępna dla miejsc szczelinowania lokalnie, jest ona transportowana z innych regionów, ostatecznie ściągając dostępną wodę z jezior i rzek w całym kraju. W jałowych miejscach, takich jak Zachód, może to nawet oznaczać mniej wody dla ryb i dzikich zwierząt.
W procesie szczelinowania każdy odwiert produkuje miliony galonów toksycznego płynu zawierającego nie tylko dodane chemikalia, ale także inne naturalnie występujące materiały radioaktywne, ciekłe węglowodory, solankę wodną i metale ciężkie. Szczeliny powstałe w procesie szczelinowania mogą również tworzyć podziemne drogi dla gazów, chemikaliów i materiałów radioaktywnych.
Jako że chemikalia stosowane w procesie szczelinowania mogą wyciekać z powrotem do lokalnych zasobów wody, może to również powodować skażenie wody. W raporcie z 2015 roku, EPA udokumentowała 151 wycieków płynu do szczelinowania hydraulicznego. W trzynastu z tych przypadków wyciek dotarł do zasobów wód powierzchniowych.
Dodatkowo, w wyniku szczelinowania powstają miliardy galonów ścieków, z których tylko niewielkie części są ponownie wykorzystywane w procesie szczelinowania. Większość ścieków jest wtłaczana do podziemnych studni, a to, co nie jest wtłaczane, jest transportowane do oczyszczania. EPA podkreśla potencjalne wycieki z dołów do przechowywania ścieków lub przypadkowe uwolnienia podczas transportu jako zagrożenia dla zasobów wody pitnej.
Stawia pracowników w niebezpieczeństwie
Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (NIOSH) stwierdził, że pracownicy mogą być narażeni na pył o wysokim poziomie respirabilnej krzemionki podczas szczelinowania hydraulicznego. Ustalenia te zostały udostępnione po przebadaniu przez NIOSH 116 próbek powietrza pobranych na pełną zmianę w 11 miejscach szczelinowania hydraulicznego w pięciu stanach.
Lokalni mieszkańcy cierpią
Oprócz globalnego wpływu szczelinowania, powoduje ono szkodliwe skutki dla osób mieszkających w pobliżu miejsc wydobycia. Szereg składników pomocniczych uwalnianych w miejscach odwiertów może prowadzić do problemów zdrowotnych, takich jak podrażnienie oczu, nosa, ust i gardła.
Lokalne zanieczyszczenie powietrza może nasilać astmę i inne schorzenia układu oddechowego. W skali regionalnej procesy związane ze szczelinowaniem uwalniają tlenki azotu i lotne związki organiczne, tworząc smog, który może pozbawić pracowników i lokalnych mieszkańców czystego powietrza.
Powoduje trzęsienia ziemi
Uważa się, że szczelinowanie jest przyczyną najsilniejszego zarejestrowanego trzęsienia ziemi w Oklahomie w 2011 r. i ponad 180 wstrząsów w Teksasie w latach 2008-2009. Szczelinowanie jest badane jako przyczyna, ponieważ studnie wtryskowe używane do przechowywania ścieków ze szczelinowania hydraulicznego mogą powodować trzęsienia ziemi.
Dwa badania z 2015 roku sugerowały, że ukryte uskoki pod powierzchnią mogą wyjaśniać trzęsienia ziemi w strefach szczelinowania; badanie z 2016 roku sugerowało, że jednym ze sposobów na uspokojenie wstrząsów było ograniczenie ilości ścieków pompowanych do studni głęboko pod ziemią.
Inne obawy środowiskowe
Oprócz zanieczyszczenia powietrza i wody, szczelinowanie może mieć długoterminowy wpływ na glebę i otaczającą roślinność. Wysokie zasolenie wycieków ścieków może zmniejszyć zdolność gleby do wspierania życia roślinnego. Operacje szczelinowania hydraulicznego już teraz uprzemysławiają dzikie i wiejskie krajobrazy i narażają na ryzyko gospodarki rolne i rekreacyjne.
BBC
Szczelinowanie
- Autor
- Recent Posts
- Dlaczego ludzie instalują domowe systemy słoneczne? – January 30, 2021
- Kiedy powinieneś zainstalować baterie słoneczne? – January 30, 2021
- Czy nadmuchiwane baseny nadają się do recyklingu? (And 5 Ways to Reuse) – January 30, 2021
.