211service.com
Het water overslaan bij fracken
Bij hydraulisch breken, of fracken, worden grote hoeveelheden water onder hoge druk in putten geïnjecteerd om aardgas en olie uit schalieafzettingen te helpen bevrijden (zie Boren naar schaliegas). Toch worden enkele van 's werelds grootste bronnen van schaliegas gevonden in woestijnen, waardoor de techniek onpraktisch lijkt.
Waterzwijnen: Bij conventioneel fracken voor schaliegas moeten enorme hoeveelheden water met zulke vrachtwagens naar de boorlocatie worden getransporteerd.
Het is mogelijk om gasrijke rotsformaties te breken zonder enig water te gebruiken. Gas- en oliemaatschappijen gebruiken namelijk al tientallen jaren kooldioxide op deze manier, zij het in beperkte mate. Maar als deze aanpak op grote schaal wordt gebruikt, zal er een grote investering in infrastructuur nodig zijn om koolstofdioxide naar frackingsites te krijgen. En in sommige gevallen is een prijs op koolstofemissies misschien de enige manier om de economie te laten werken.
In de Verenigde Staten heeft het overvloedige aardgas dat door fracking beschikbaar wordt gesteld, geleid tot een enorme verschuiving naar deze brandstof uit steenkool, waardoor de uitstoot van broeikasgassen door elektriciteitscentrales is verminderd (zie Natural Gas Changes the Energy Map). Maar schaliegas is ook overvloedig aanwezig in plaatsen zoals China, dat naar schatting 50 procent meer van deze hulpbron heeft dan de Verenigde Staten.
Op dit moment wordt kooldioxide-fracking gebruikt in plaatsen, zoals Wyoming, waar al kooldioxide-pijpleidingen zijn. Alleen economie zou op sommige plaatsen meer bouwen kunnen rechtvaardigen, zegt Robert Dilmore, een onderzoeksingenieur bij het Amerikaanse National Energy Technology Laboratory.
In andere gevallen kan het aanleggen van pijpleidingen een duwtje in de rug van regeringen vergen. Een prijs op koolstof zou bijvoorbeeld een groot aanbod van goedkope koolstofdioxide kunnen creëren door nutsbedrijven een stimulans te geven om het uit de schoorstenen van energiecentrales te halen. Dit kan logisch zijn in China, waar de beste schaliegasvoorraden zich in droge gebieden bevinden (zie China heeft veel schaliegas, maar het zal moeilijk te winnen zijn). Een van de grootste schaliegasbronnen ter wereld is het Tarim-bekken in het noordoosten van China, gelegen onder de Taklamakan-woestijn - een van de grootste zandwoestijnen ter wereld, met bijna 300.000 vierkante kilometer verschuivende duinen. Leidingen in water zouden de al krappe voorraden onder druk zetten. Maar tegenwoordig, terwijl China snel zijn voorraad kolengestookte elektriciteitscentrales aanvult, heeft het land veel koolstofdioxide - het vangt het gewoon niet op en gebruikt het niet.
Fracking met kooldioxide heeft een aantal potentiële voordelen. Het zou niet alleen de behoefte aan miljoenen gallons water per put elimineren, het zou ook de grote hoeveelheden afvalwater die tijdens het proces worden geproduceerd elimineren (zie Studies Koppel aardbevingen aan afvalwater van fracking).
Watervrij fracken kan ook andere problemen oplossen. Bij conventioneel fracken stroomt de helft van het water dat in een put wordt gepompt terug naar de oppervlakte, maar de andere helft blijft in de rotsformatie. Het water dat achterblijft, kan het pad van het aardgas blokkeren, de productie vertragen en mogelijk de totale hoeveelheid die een put tijdens zijn levensduur kan produceren, verminderen, zegt Dilmore.
Wanneer koolstofdioxide wordt gebruikt in plaats van water, komt het meeste terug uit de put (waar het kan worden opgevangen en opnieuw kan worden gebruikt). Hierdoor kan aardgas vrijer wegstromen. Sommige recent onderzoek suggereert dat het gebruik van kooldioxide ook kan leiden tot een beter netwerk van breuken, waardoor het gemakkelijker wordt om de brandstof te extraheren. En als er eenmaal infrastructuur is om koolstofdioxide af te leveren, kan deze later in de levensduur van een put worden gebruikt om de productie te verbeteren. In elke schaliegasafzetting blijft een groot deel van het aardgas aan de schalie plakken in plaats van eruit te stromen. Maar koolstofdioxide heeft een grotere affiniteit voor de schalie dan aardgas, dus het kan worden gebruikt om de brandstof te verdringen en het uit de rots te bevrijden.
Nadat de put klaar is met produceren, kan deze worden verzegeld en de koolstofdioxide permanent ondergronds opslaan. Dat zou helpen om de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer te verminderen.
Zeker, kooldioxide-fracking brengt naast het gebrek aan infrastructuur veel uitdagingen met zich mee. In tegenstelling tot water zijn gassen samendrukbaar, dus het is moeilijker om de druk te bereiken die nodig is om het gesteente te breken. Ook moet de kooldioxide van het aardgas worden gescheiden voordat de brandstof naar de markt wordt verscheept, wat de kosten verhoogt. En het zal waarschijnlijk nooit economisch zijn om koolstofdioxidepijpleidingen tot aan elke frackingbron aan te leggen. Er zijn vrachtwagens nodig om de koolstofdioxide de laatste mijl te vervoeren - meer vrachtwagens dan nodig zouden zijn bij waterfracken. Dat kan lokaal lawaai, vervuiling en wegschade veroorzaken.
Op sommige plaatsen, vooral waar water relatief overvloedig is, is er misschien nooit een dwingende reden om over te schakelen. Grant Bromhal, een andere onderzoeksingenieur bij NETL, zegt dat hij verwacht dat fracking op waterbasis zal blijven domineren, maar dat zou kunnen veranderen als de voordelen van koolstofdioxide overweldigend worden. Mijn glazen bol is niet duidelijk genoeg, zegt hij. Er valt nog veel te leren over deze schalieformaties.