Jakie są zagrożenia?

Z powodu niskiej przepuszczalności skał łupkowych przy produkcji gazu z łupków stosuje się metodę szczelinowania (kruszenia) hydraulicznego. W przeszłości szczelinowaniu hydraulicznemu towarzyszyło duże zużycie wody, powstawanie dużej ilości ścieków, aktywność sejsmiczna, emisja gazów cieplarnianych oraz zatrucie wód gruntowych. Gęstość rozmieszczenia szybów, hałas spowodowany pracami oraz bardziej natężony ruch samochodów ciężarowych to dalsze powody do niepokoju dla środowiska i społeczeństwa.  Natomiast firmy eksploatujące gaz łupkowy narażone są na ryzyko ekonomiczne.

W ostatnich latach nastąpił raptowny rozwój technologii w sferze działalności związanej z gazem łupkowym i proces ten nadal trwa. Niektóre efekty oddziaływania na środowisko już zostały skutecznie zredukowane przez zastosowanie nowych zdobyczy technologii. Za dobry przykład posłużyć tu mogą redukcja emisji gazów cieplarnianych podczas produkcji gazu łupkowego i zmniejszenie zużycia świeżej wody przez zastosowanie recyklingu oraz ponowne użycie wody odzyskanej ze ścieków. Pozostałe problemy nadal wymagają uwagi badaczy i czekają na dalszy rozwój w tej dziedzinie, n. p. jak uniknąć zwiększonej aktywności sejsmicznej.

Zanieczyszczenie wody

Zanieczyszczenie wody może być spowodowane przez wyciek drogą powierzchniową lub przez wyciek z odwiertu. Przedostanie się płynów poprzez formacje skalne znajdujące się pomiędzy docelowym pokładem łupków a płytką formacją wodonośną zawierającą wodę świeżą jest w zasadzie możliwe, ale dużo mniej prawdopodobne.

Ścieki produkowane są podczas operacji związanych z gazem łupkowym głównie podczas t.zw. fazy flow-back, kiedy część płynu po zakończeniu szczelinowania hydraulicznego powraca na powierzchnię. Oprócz proppantu i substancji chemicznych, które były obecne w płynie szczelinującym, powracająca woda może zawierać także różnorodne składniki zaabsorbowane podczas kontaktu ze skałami łupkowymi, włącznie z naturalnie występującymi substancjami radioaktywnymi (NORM). Taka woda wymaga oczyszczenia zanim zostanie poddana recyklingowi lub odprowadzona do ścieków.

Cel ten można osiągnąć przez zastosowanie już istniejących technologii, nad którymi trwają prace w celu ich uefektywnienia oraz obniżenia kosztów. Jednakże miały miejsce przypadki odprowadzania zanieczyszczonej wody do rzek lub nieprzystosowanych do tego państwowych zakładów oczyszczania ścieków, jak również wycieków na skutek nieodpowiedniego obchodzenia się ze ściekami na powierzchni. Przypadki takie powinny zostać zbadane, skorygowane i, co najważniejsze, powinny stać się one lekcją na przyszłość.

Sejsmiczność indukowana

Szczelinowanie hydrauliczne powoduje miliony bardzo małych lokalnych “zdarzeń” sejsmicznych w trakcie powstawania szczelin w łupkach. Są one rejestrowane przez specjalne urządzenia, a z tego sejsmicznego efektu często korzystają operatorzy mając możliwość określenia przestrzennego i czasowego szczelin podziemnych.

Z drugiej strony, nacisk, któremu poddawane są skały w wyniku szczelinowania hydraulicznego oddziałuje wzajemnie z już istniejącym polem naprężeń pod ziemią i może wzbudzić kolejne zdarzenia sejsmiczne, o rozmiarze większym niż mikrosejsmiczność spowodowana celowo. Został udowodniony związek między wstrząsami sejsmicznymi, a hydraulicznym szczelinowaniem w pracach przy gazie łupkowym i, mimo niewielkiej skali tego zjawiska, zwrócono na to uwagę i dokonano szczegółowych badań.

Zasady najlepszej praktyki operacyjnej mającej na celu redukcję ryzyka sejsmiczności indukowanej zostały już ustalone przy produkcji energii termicznej, przy której stosuje się podobne techniki szczelinowania hydraulicznego w celu pobudzenia wypływu. Te zasady najlepszej praktyki mogą być zastosowane w bardzo podobny sposób przy eksploatacji gazu łupkowego.  Ponieważ jednak dokładna wiedza na temat panującego pod ziemią pola naprężeń oraz właściwości mechanicznych obecnych tam skał jest zawsze ograniczona, zmniejszenie ryzyka sejsmicznosci indukowanej jest sprawą złożoną i stanowi duże wyzwanie.

Emisje cieplarniane

Metan, główny składnik gazu naturalnego, może działać jak silny gaz cieplarniany, który po przedostaniu się do atmosfery przyczynia się do globalnego ocieplenia. Podczas fazy flow-back w odwiercie gazu łupkowego, kiedy płyn szczelinujący powraca na powierzchnię, niesie on ze sobą gaz naturalny uwolniony ze świeżo pękniętej szczeliny w łupkach.

W operacjach związanych z gazem łupkowym praktykowane było wypuszczanie gazu powstającego w fazie flow-back do atmosfery albo zapalanie go. Palenie gazu powoduje przemianę metanu w dwutlenek węgla, który również jest gazem cieplarnianym. Dostępne obecnie technologie, tak zwane REC (technologie ograniczenia emisji) pozwalają na wyłapanie pojawiającego się gazu już przy głowicy odwiertu. Z wielu powodów technologie REC są coraz częściej stosowane przy eksploatacji gazu łupkowego, między innymi dlatego, że sprzedaż odzyskanego gazu naturalnego przynosi zyski.

Zapotrzebowanie na wodę

Przy szczelinowaniu hydraulicznym zużywa się zróżnicowanych lecz dużych ilości wody. Woda ta może pochodzić z naturalnych źródeł, takich jak rzeki lub wody gruntowe, ale w coraz większym stopniu płyny szczelinujące są poddawane recyklingowi i używane ponownie.  Potrzeby przemysłu przy wydobyciu gazu łupkowego stanowią zwykle małą część ogólnego spożycia wody w danym regionie. Potrzebne jest jednak współdzialanie między przemysłem a władzami regionalnymi odpowiedzialnymi za planowanie gospodarki wodnej. Ogólnie mówiąc, dostęp do wody dla operacji związanych z gazem łupkowym na świecie powinna stanowić problem tylko na obszarach objętych suszą.

Ekonomia

Holistyczne spojrzenie na rozwój eksploatacji gazu łupkowego musi brać pod uwagę tak czynniki ekonomiczne, jak i ryzyko ekologiczne oraz problemy społeczne. Ryzyko ekonomiczne w przypadku szybów gazu łupkowego wywodzi się głównie z tego, że wymagane są poziome wiercenia oraz szczelinowanie hydrauliczne, co znacznie zwiększa koszty kapitałowe. Do głównych czynników ryzyka oraz niepewności ekonomicznej zalicza się: 1) błędnie ustaloną docelową produkcję gazu łupkowego na obszarze objętym badaniami; 2) istniejące od dłuższego czasu, i możliwe że także przez dłuższy czas w przyszłości, niskie ceny na światowym rynku gazu. Ekonomiczny sukces gazu łupkowego, o którym donosiły ostatnio raporty może być kontynuowany w przyszłości, ale nie stanie się to samo.