211service.com
Czy można posprzątać szczelinowanie?
Szczelinowanie, czyli szczelinowanie hydrauliczne, proces uwalniania gazu ziemnego zamkniętego w złożach łupkowych, spowodował boom w produkcji gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych. Jednak niektórzy eksperci obawiają się, że w wyniku tej praktyki dochodzi do zanieczyszczenia wody pitnej i uwalniania metanu, co skłania niektóre miejscowości do ograniczenia wydobycia gazu łupkowego.
Nowy analiza Międzynarodowa Agencja Energetyczna twierdzi, że istnieją – lub są opracowywane – technologie, które mogą w dużej mierze rozwiązać te problemy. Jeśli zostaną przyjęte, szczelinowanie może być szerzej akceptowane przez rządy na całym świecie, prowadząc do niższych emisji gazów cieplarnianych i niższych cen energii. Gdyby tak nie było, rządy mogłyby się sprzeciwić, a węgiel zachowałby swoją dominującą pozycję w wytwarzaniu energii elektrycznej.
Najbardziej znanym problemem związanym ze szczelinowaniem jest obawa o zużycie i zanieczyszczenie wody. Szczelinowanie zużywa duże ilości wody; Około 20 milionów litrów pod wysokim ciśnieniem jest przesyłanych do każdego odwiertu, aby stworzyć pęknięcia w skale, które uwalniają gaz ziemny. Zużycie wody jest ogromnym problemem w miejscach takich jak Teksas i niektóre obszary Chin, które mają duże zasoby gazu łupkowego i są podatne na susze.
Kolejnym problemem jest usuwanie tych ścieków. Szczelinowanie może również zanieczyścić zasoby wody pitnej i zwiększyć zanieczyszczenie powietrza. I istnieją obawy, że może faktycznie zwiększyć emisje gazów cieplarnianych z powodu wycieków metanu.
Jednak raport IEA stwierdza, że szczelinowanie, podobnie jak wiele innych praktyk w branżach, w których występują niebezpieczne chemikalia, może być stosunkowo bezpieczne dzięki przepisom. IEA szacuje, że środki niezbędne do zwiększenia bezpieczeństwa szczelinowania zwiększyłyby koszt przeciętnego odwiertu o około 7 procent.
Znaczne poziomy metanu, głównego składnika gazu ziemnego, stwierdzono w źródłach wody pitnej w pobliżu niektórych miejsc szczelinowania. Niektórzy ekolodzy sugerowali, że proces szczelinowania, który tworzy szczeliny w łupkach, może stworzyć ścieżkę dla gazu ziemnego i innych chemikaliów, które dotrą do warstw wodonośnych i zmieszają się z wodą pitną.
Ale zgodnie z raportem MAE w większości przypadków nie wydaje się to być problemem. Szczelinowanie zwykle odbywa się setki metrów pod warstwami wodonośnymi i łatwo jest zatrzymać propagację szczelin. Pękanie skały wymaga wysokich ciśnień. Przestań wywierać nacisk, a pękanie skały ustanie. Jednak niektóre miejsca szczelinowania znajdują się stosunkowo blisko poziomu wody pitnej, a IEA sugeruje, że sensowne może być zakazanie procedury w takich miejscach.
IEA twierdzi, że zanieczyszczona woda jest najprawdopodobniej wynikiem producentów budujących niespełniające norm studnie gazu ziemnego, które są wyłożone metalowymi obudowami i cementem, aby chronić warstwy wodonośne przed zanieczyszczeniem gazu ziemnego. Ale w niektórych przypadkach producenci wykonali kiepską robotę cementowania, umożliwiając tworzenie kanałów dla gazu ziemnego. Ilekroć dochodziło do wycieku gazu, pojawiało się to, ponieważ cement nie był dobrze zrobiony, mówi Franz-Josef Ulm, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej na MIT. Ten problem można rozwiązać poprzez odpowiednie zacementowanie, a następnie uważne monitorowanie integralności odwiertu. Jeśli chodzi o cementowanie, rozwiązania są dostępne. Pytanie brzmi, czy są stosowane, mówi Ulm.
Nowa technologia może znacznie zmniejszyć ciśnienie potrzebne do szczelinowania, co znacznie ułatwi budowanie bezpiecznych studni, mówi Ulm. Naukowcy dowiadują się, że łupek jest szczególnie odporny na pękanie ze względu na obecność niewielkiej ilości materiału organicznego, który wiąże cząstki nieorganiczne. Celowanie w te materiały poprzez zastosowanie specjalnego rozpuszczalnika może osłabić łupki i znacznie ułatwić uwolnienie gazu ziemnego.
Istnieją również możliwości zmniejszenia zużycia wody poprzez użycie płynów innych niż woda — takich jak propan (który wiąże się z własnymi wyzwaniami środowiskowymi) — lub mieszanie dwutlenku węgla lub azotu z wodą w celu wytworzenia piany. W końcu może być możliwe zmieszanie niewielkich ilości wody z cząstkami stałymi zaprojektowanymi do łatwego przepływu, mówi Ulm.
Kolejny strach przed zanieczyszczeniem dotyczy chemikaliów, które firmy szczelinujące dodają do wody. Największym problemem nie są chemikalia po zmieszaniu z wodą, ponieważ są one tak rozcieńczone, ale raczej postępowanie z chemikaliami w skoncentrowanej formie. Wycieki na powierzchni mogą wsiąknąć w ziemię i zanieczyścić wodę pitną. Rozwiązaniem jest wyłożenie plastikiem obszaru, w którym chemikalia są obsługiwane, i monitorowanie wszelkich wycieków. Naukowcy opracowują również mniej toksyczne chemikalia lub techniki eliminujące ich potrzebę.
Jednak nawet jeśli można sobie poradzić z tymi chemikaliami, ścieki pozostają wyzwaniem. Woda, która spływa z powrotem na powierzchnię, jest zanieczyszczona nie tylko chemikaliami pierwotnie zmieszanymi na powierzchni, ale także chemikaliami, metalami ciężkimi, a w niektórych przypadkach naturalnie występującymi materiałami radioaktywnymi z głębi ziemi.
Gdy woda wraca na powierzchnię, wraz z nią pojawia się gaz ziemny i inne węglowodory, które zostały uwolnione podczas szczelinowania. W wielu przypadkach gaz ten może ulatniać się do atmosfery, dopóki woda nie przestanie płynąć. Główny składnik gazu ziemnego – metan – jest gazem cieplarnianym wielokrotnie silniejszym niż dwutlenek węgla, więc ta praktyka może zrównoważyć wszelkie redukcje emisji gazów cieplarnianych, które wynikałyby ze spalania gazu ziemnego, a nie węgla. Jednak na tym etapie istnieje prosta technologia wychwytywania gazu ziemnego.
Wdrożenie tych technologii będzie prawdopodobnie wymagało regulacji. Nie można liczyć tylko na to, że firmy przyjmą najlepsze praktyki, ponieważ będzie to robić tylko pewien procent operatorów studni. Marek Boling , prezes V+ Development Solutions, będącej częścią Southwestern Energy, producenta gazu ziemnego. Musisz przejść resztę drogi i wprowadzić przepisy, aby mieć równe szanse i wszyscy muszą robić to samo.
Odpowiednio wykonane regulacje mogą napędzać innowacje, tworząc rynek dla nowych technologii. Ulm zaleca limity emisji, które dają firmom elastyczność w wyborze najlepszej technologii. IEA wzywa do połączenia takich limitów, aw niektórych przypadkach określonych wymagań technologicznych. Przy takich regulacjach można by wymusić wdrażanie innowacji w szybkim tempie. Technologia jest tym, czego potrzeba, aby gaz łupkowy stał się zrównoważonym zasobem, mówi Ulm.