Hvordan fanden gør de det? Hydraulic Fracturing 101

For nylig demonstrerede demonstranter i New York City på strandpromenaden i Rockaways for at gøre modstand mod Rockaway Lateral Project, som har til formål at installere en rørledning under New York Citys Jacob Riis- og Fort Tilden-strande for at forbinde to eksisterende naturgasdistributionssystemer. Rørledningen, der kontrolleres af Williams Partners L.P., vil gøre det muligt for fracked naturgas fra Marcellus Shale i Pennsylvania at strømme til en ny måler- og reguleringsstation ved Floyd Bennett Field i Brooklyn og derefter til de nuværende distributionsledninger, der løber op ad Flatbush Avenue. Der er stadig flere beviser for miljøskader forårsaget af uregulerede fracking-procedurer samtidig med, at USA bestræber sig på at mindske sin afhængighed af olie og kul. Er fracking det mindste af to onder? Eller kan det være det?

Og selv om processen har eksisteret i omkring 60 år, er hydraulisk frakturering for nylig blevet en industriens darling af to hovedårsager. For det første kan man ved fracking udvinde olie og naturgas fra klippeformationer, som normalt ville være utilgængelige. For det andet kan den, når den kombineres med horisontal boring, udvinde mere olie og gas fra en enkelt boreplads, end det tidligere var muligt. I dag lever vi i en slags “fracking-renæssance”; alene i 2011 blev der boret ca. 27 000 nye fracking-boringer i USA. Men hvad sker der egentlig i forbindelse med hydraulisk frakturering?

Rødderne

Oil og naturgas findes i sandsten- og skiferformationer dybt under jordens overflade. For milliarder af år siden, da disse bjergarter blev dannet gennem sedimentation, blev organismer som plankton og alger fanget sammen med mineralerne. Disse mikroorganismers kroppe dannede lommer af organisk, kulstofbaseret materiale. Efterhånden som stenene blev ældre og trængte dybere ned i jorden, omdannede varme og tryk langsomt disse organismer til kulbrinter og skabte fossile brændstoffer som olie, kul og naturgas (eller metan). Når metanen er nyfremstillet, vandrer den tilbage op mod overfladen fra sin kildebjergart til reservoirbjergarten, typisk sandsten eller skifer, hvor den bliver fanget.

Sandsten, som der ofte bores efter konventionel olie, er ret porøs og holder på olien på samme måde som en svamp holder på vand. Når sandstenen bores, er den porøs nok til, at trykforskellen mellem borehullet og klippen (igen, olien vil gerne op, men er fanget) og de store huller mellem kornene i klippen gør det muligt for olien at strømme ud af klippen og op til overfladen. Skifer er derimod mere tætpakket og kan ikke tappes på samme måde. I stedet skal den brydes.

Boringen

Når en skiferformation er udpeget, vil et energiselskab opstille en boreplatform, eller hjemmebase, til boringen. Det første skridt er at bore (med et bor (typisk 18-20 tommer i diameter) lodret nedad forbi yngre lag af bjergarter, der kan omgive et grundvandsspejl eller indeholde yngre typer gas. Når hullet er ca. 1.000 fod dybt, indsættes et stålforingsrør, der er tyndere end selve hullet. Derefter pumpes cement ned i foringen, efterfulgt af luft under højt tryk, som presser cementen ned i bunden af borehullet og op i spalten, eller strings, mellem stålforingen og den omgivende klippe. Dette bliver den lodrette borehul. Processen gentages, indtil borehullet er dybt nok til at nå skiferlaget, som kan være så dybt som 10.000 fod under overfladen, men som typisk når sit loft omkring 7.000-8.000 fod.

Med opfindelsen af horisontale borehoveder kan borehullet ændre retning, når det er nået til en måldybde. Fra en enkelt boreplatform er energiselskaberne således i stand til at bore flere vertikale brøndboringer inden for fem fod fra hinanden, som kan nå en meget stor radius, nogle gange kilometer bred, fra borepladsen, hvilket eliminerer behovet for at opstille flere borepladser i et landskab. Det næste skridt er at sende små sprængstoffer eller en perforeringspistol ned til den målrettede del af den horisontale boring for at slå huller gennem stålkappen og cementen. Når hullerne er lavet, pumpes der mellem 3 og 5 millioner liter vand med en blanding af sand og kemikalier ned i boringen med ekstremt højt tryk. Denne fracking-væske eksploderer ud af hullerne, pulveriserer skiferrokkerne og skaber flere brud eller sprækker i hele formationen. (FracFocus, et nonprofitwebsted, fører lister over kemikalier, der anvendes til fracking i hele landet, men det er ikke lovpligtigt at offentliggøre dem, og de virksomheder, der er opført på listen, indsender frivilligt deres “ingredienser” i frackingopløsningen). Sandet og kemikalierne i frackingvæsken sniger sig ind i de revner, der er skabt i klippen, og holder dem åbne, så den indespærrede naturgas kan strømme tilbage i den horisontale brøndboring. Klippen kan holdes åben af blot nogle få små sandkorn.

Da gassen er lettere end frackingopløsningen, stiger den op til toppen og ledes ind i rørledninger, som fører den enten til et gasbehandlingsanlæg, et separeringsanlæg eller et lager. Omkring 10 til 30 procent af fracking-væsken (nu kaldet flowback) løber tilbage op gennem brønden. Ideelt set genanvendes den i det næste job, da kemikalierne og sandet i opløsningen gør den ubrugelig til meget andet. Hvis den ikke genanvendes, deponeres flowback i en depotbrønd dybt nede i jorden. Det vand, der bliver tilbage i brønden, absorberes i den brudte klippe.

Risici

Fracking har potentiale til at give et billigere og renere energialternativ til kul og olie samt til at skabe enorme fortjenester for energiselskaberne. Men risiciene er store: Metan er en langt mere ødelæggende drivhusgas end kuldioxid, så lækager kan underminere bestræbelserne på at reducere kulstofemissionerne. Fracking-væskeforurening af vandressourcerne forekommer allerede nu, og virkningerne på miljøet og folkesundheden er stadig stort set ukendte. I den igangværende forskning undersøges også potentielle forbindelser mellem fracking og jordskælv.

Afvejning af de kendte fordele ved at reducere vores afhængighed af olie og de stort set ukendte omkostninger og risici ved fracking er en vanskelig vej at gå. Fred Krupp, formand for Environmental Defense Fund, opfordrede til “ambitiøs pragmatisme” i forbindelse med fracking i et interview med magasinet Foreign Affairs: “Vi lever i den virkelige verden, og ting som fracking og udnyttelsen af USA’s naturgasressourcer vil ske. Så lad os maksimere den fordel, vi får ud af at konvertere et kuldrevet kraftværk til naturgas, samtidig med at vi træder speederen i bund med hensyn til at fremskynde indførelsen af vind- og solenergi.”