Сланцевый газ польза и вреды
В посте про сланцевую революцию каждый пятый комментатор спрашивал про экологию. Давайте разберемся, какую опасность для окружающей среды представляет добыча сланцевого газа.
Для начала нужно сказать, что вероятную опасность окружающей среды представляет, естественно, не сам факт добычи сланцевого газа, сколько применение технологии гидроразрыва пласта (“фрэкинг”), так как она связана с закачкой под землю больших объемов воды с химикатами.
В 2004 году Агентство экологической безопасности (АЭБ) США выпустило доклад, согласно которому технология гидравлического разрыва не представляет угрозы для окружающей среды. На основании заключений агентства Конгресс США в 2011 году принял решение о полном выводе технологии из-под государственного регулирования. Теперь для ее применения не требовалось получать каких-либо бумажек.
Минуточку! Но в 2004 году только 2% газа в США добывалось из сланцев, а сейчас ведь уже более 40%! Кроме того, по телеку показали, что добыча сланцевого газа отравляет воду, вызывает неприятные запахи и вообще портит пейзаж. Поэтому и разговор должен быть другой! Экологические организации потребовали от Агентства экологической безопасности разобраться повторно.
Агентство с душой взялось за дело. В 2011 году там разработали план проведения исследований, который предполагает сбор данных с добывающих компаний, проведение лабораторных исследований, анализ токсичности применяемых при добыче газа химических элементов, моделирование ситуаций и проведение исследований непосредственно на месте добычи. Кстати, объем плана – 190 листов! У нормального человека подозрения должны были возникнуть уже на этой стадии. Американское агентство так увлеклось исследованиями, что в декабре 2012 вместо окончательного доклада выпустило только “Прогресс репорт”, то есть доклад о том, как идет подготовка доклада. И он получился уже на 270 листов! Понятно, что прочитать это просто невозможно.
Поэтому все нормальные люди
просто забили на доклад АЭБ и
читают другие доклады, объем которых не превышает 10 страниц. Например, доклад Шонкофа, Хейса и Финкеля, выпущенный в августе 2014 года в журнале “Энвайронментал хэлс перспективс”.
Эти ребята провели исследование 211 научных источников и еще большее число источников “серой литературы” (так они называют правительственные пресс-релизы и доклады), в которых описываются все риски на всем процессе добычи сланцевого газа. А именно:
1. При транспортировке химических компонентов к месту добычи и с места добычи к местам хранения после завершения бурения;
2. При добыче сланцевого газа, в том числе бурении, произведении гидроразрыва, обработке полученного материала, утилизации воды;
3. При передаче газа потребителю и его реализации.
Выяснилось, что риски существуют! Ага! По телеку-то врать не будут!
1. Во-первых, установлено, что при проведении гидроразрыва используются химикаты! Уже одно это открытие стало просто сенсацией! Подумайте, ведь химикаты могут быть опасны для здоровья. Особенно если они куда-нибудь утекут. Утечь они могут следующими способами: во время транспортировки, при неправильном хранении или при неправильном применении (например, при разливе). Основные риски, как выяснилось, связаны с транспортировкой химических элементов грузовиками до места добычи. Например, в одних только США ежегодно производится 292 миллиона выездов грузового транспорта для перевозки опасных веществ, при этом аж целых 5200 таких грузовиков попадают в аварию! Необязательно, правда, с разливом перевозимых жидкостей, но все равно, это же целых 0,00001% вероятности! Кстати, разлив жидкости происходит при менее, чем 1% ДТП таких грузовиков. То есть даже не 0,00001%, а 0,0000001%. Опасность не так велика, но осадочек-то остался!
2. Никто не будет отрицать, что химикаты могут утечь в воду во время проведения самого бурения. Ведь под землей есть источники питьевой воды, а мы туда химикаты заливаем! Некоторые странные исследователи утверждают, что питьевая вода залегает на глубине до 1000 м, а бурение сланцевого газа происходит на глубине 1500-3000 м. Но все равно, а если протечет? Ушлые исследователи решили доказать сами себе, что математику они учили не зря и взялись подсчитывать, сколько раз при бурении вообще любых нефтегазовых скважин вообще когда бы то ни было что-либо попадало в питьевую воду. И выяснили! В диапазоне от 2*10-5 до 2*10-8. То есть от 1 раза в 50 000 раз бурения до 1 раза в 50 000 000 (50 миллионов) раз бурения. Ну и что? А что, химикаты могут только снизу затекать, что ли? Любому ясно, что они и сверху могут затечь (как-нибудь).
3. Так-так-так. Ну а что происходит с хранением воды с химикатами после того, как бурение завершено? Конечно, отдельные посетители кафе “Старбакс”, глядя на подстаканники из переработанной бумаги прониклись духом необходимости делать рисайкл всего, включая жидкости из скважин после бурения с “фрэкингом”. Но таких сознательных (ужас!) менее 1%. Обычная картина по утилизации вредных жидкостей выглядит следующим образом: на одном из крупнейших месторождений Марселус в период с 2009 по 2010 годы такой отравленной воды оказалось 729 000 кубометров, из них почти 80% отправили в специальные частные резервуары, 15% отправили в другие скважины для повторного использования и еще 5% отправили в специальные муниципальные резервуары. “Вот дураки, надо было просто в речку слить!” – подсказывает китайский газопромышленник Ван Чжили.
4. Наконец, после долгих мучений обнаружена страшная брешь в экологической безопасности. Это содержание вредных веществ в воздухе! Например, в штате Юта в 2011 году 68 дней в году было зафиксировано превышение содержания частиц озона. А исследования на 111 буровых установках в 51% случае выявило превышение содержания кварца. Что касается метана, то при любой добыче нефти и газа в его содержание в воздухе в районах бурения, как правило, увеличивается в 2,6-4,9 раза.
С другой стороны, не стоит забывать, что природный газ принято считать “чистым” источником энергии. Наиболее частое применение природного газа – в электрогенерации, где он заменяет уголь. А по выбросам СО2 газ в 2 раза чище, чем уголь. В 2003 году более половины электростанций работали на угле, а в 2012 году – только 37%. Нетрудно догадаться, что заменило уголь (εɐɹ ņıqʚǝǹнɐvɔ). И куда же поехал неиспользованный в США уголь? В страны, где (тадам!) запрещена технология “фрэкинга” – Германию и Францию.
Возможно, вас это не убедило (и правильно!). Вот, например, мнение бывшего министра энергетики России Игоря Хануковича Юсупова (на сайте “Газпрома”):
“Я считаю, что сланцевый газ — это очень тяжелый бизнес, очень убыточный бизнес на сегодня ввиду имеющихся технологий и очень ущербная вещь для окружающей среды… Потому что использующиеся химикаты при гидроразрыве оставляют негативные последствия для окружающей среды и для пластов воды, которые находятся. Поэтому перспективы сланцевого газа очень призрачны. Они нечувствительны и не могут повлиять на газовый баланс в мире. В «Газпроме» существуют свои технологии. «Газпром» проводит экспериментальное изучение аналогичных технологий”.
Все понятно? Бизнес убыточный, ущерб большой, перспективы призрачные, поэтому “Газпром” проводит аналогичные исследования! Спасибо, дорогой Игорь Ханукович 😉
P.S. Кстати, в комментариях предлагаю выяснить, кто же заказал мне пост про сланцевый газ. Ну не мог же я вот просто так взять и написать про это. Госдеп? Газпром? Администрация президента? Ваши версии.
Предыдущие выпуски: Почему падают цены на нефть, Сланцевая революция
Месторождения сланцевого газа встречаются практически на всех континентах. Любое государство, испытывающее проблемы в топливно-энергетической сфере, может обеспечить себя достаточным количеством энергоресурсов благодаря сланцевому газу. Его запасы хранятся в толще сланцевых осадочных пород, и хоть по отдельности они невелики, зато в совокупности весьма внушительны, что усложняет технологию добычи.
Заявления экспертов о неисчерпаемых или, по крайней мере, колоссальных резервах сланцевого газа вызывают повышенный интерес у мировой общественности. Часто такие заявления способствуют возникновению необоснованных мифов о светлых перспективах человечества.
Менее восторженное отношение к уникальным особенностям сланцевого газа связано с всемирным опытом использования таких «новаторских» видов возобновляемых энергоресурсов, как, например, атомные электростанции, на развитие которых наложен запрет во многих странах после трагедий на Фукусиме и Чернобыле.
По физико-химическим свойствам обработанный сланцевый газ ничем не отличается от привычного природного газа, основную часть которого составляют метан и примеси более тяжелых углеводородов — этана, пропана, бутана.
Производство сланцевого газа в промышленных масштабах было начато в 2002 году американской компанией Devon energy, и всего через семь лет США стали абсолютным лидером его добычи. Крупнейшие топливные предприятия, вложившие более $ 20 млрд. в активы, связанные с этой деятельностью, вызвали настоящий ажиотаж, окрещённый СМИ «сланцевой революцией». На мировом рынке стоимость нефти и природного газа стала падать.
Тонкости добычи сланцевого газа
Как добраться до сланцевого месторождения? Просто так взять и пробурить скважину в районе образования сланцевых пластов не эффективно — выход газа будет мизерным. Поэтому для достижения необходимого результата используют горизонтальное бурение, дополненное гидроразрывом пласта (ГРП).
Процесс идёт в несколько стадий. На первой стадии в самую дальнюю часть скважины под давлением закачиваются тысячи кубометров гидроразрывной жидкости с химикатами. Затем участок трубы в 200 метров блокируется специальным клапаном, и следующий разрыв делается уже ближе к выходному отверстию скважины. Получается, если её длина составляет 1500 метров, то на всём протяжении требуется произвести семь-восемь гидроразрывов.
Вместе с жидкостью в образовавшиеся пустоты поступает гранулообразный материал — пропант, состоящий из речного песка или стеклянных шариков. Он обладает фильтрующими свойствами и сохраняет проницаемость трещин, получаемых в процессе ГРП, по которым газ течёт в ствол скважины.
Данные технологии достаточно хорошо отработаны, что позволяет им успешно использоваться в коммерческом производстве.
Как геологи бурят горизонтальную скважину? Сперва они делают вертикальный ствол и на большой глубине при помощи специальных отклонителей изменяют его направление под определённым углом и азимутом. Бурение, как правило, сопровождается системой навигации. Оператор, находящийся на поверхности, следит за процессом и в любую минуту может дать сигнал, если что-то пошло не так.
Мифы добычи сланцевого газа
Дороговизна производства. Международное Энергетическое Агентство рассчитало себестоимость обычного газа в США, которая составила $ 3−7 за МБТЕ (британская термическая единица), а себестоимость сланцевого получилась… внимание… точно такая же!
Но в Европейском Союзе цены на обычный газ уже $ 5−9 за МБТЕ. Поэтому любые подобные сравнения будут корректными тогда, когда они будут проводиться в одном и том же регионе. А так, конечно, традиционный газ, добытый где-то в Западной Азии, намного дешевле сланцевого.
Нетранспортабельность, примеси, малопригодность. Противники использования сланцевого газа заявляют, что он на треть состоит из азота и прочих неуглеводородных веществ. Сложно сказать, откуда растут ноги у этого мифа. Если посмотреть на графики и таблицы составов традиционного газа и сланцевого, то станет видно, что в обоих случаях метан с гомологами имеют 97%, а примеси — 3%. То есть состав идентичен, а 3% «чужеродных» агентов — это весьма приемлемый результат.
Для справки: советское руководство закрывало глаза на тот факт, что добытый газ в крупном месторождении «Прикаспийское» состоял на 23% из сероводорода и на 20% из углекислоты. А европейское предприятие «Грёнинген» спокойно выкачивает газ с долей азота 14%.
Реалии добычи сланцевого газа
Сложность производства. Если экономическая и энергетическая выгода сланцевого и традиционного газа совпадают, то с технологией добычи дело обстоит иначе. Всевозможные необходимые «навороты» — гидроразрывы, горизонтальное бурение и т. д., значительно усложняют производство. Но с другой стороны, такая сложность оправдана, ибо сланцевые скважины имеют высокую продуктивность.
Экологические риски. Противники РГП — основного метода добычи сланцевого газа — критикуют его за появление в скважинной воде большого количества опасных для человека веществ, включая толуол, бензол, ксилолы и др. В местах применения РГП ситуация чуть ли не катастрофическая: люди чаще болеют, у животных выпадает шерсть, а воздухом становится сложнее дышать.
При этом нужно отметить, что в настоящее время РГП активно используется для разработки новых нефтяных месторождений, где обычный способ не подходит из-за низкой рентабельности. Крупнейшая российская компания «Роснефть» производит около двух тысяч операций по РГП в год и даже транслирует некоторые из них в прямом эфире через Интернет. Но почему-то сие обстоятельство никто не замечает.
Перспективы добычи сланцевого газа
Единственной страной, которая масштабно ведёт добычу сланцевого газа, являются США. В Европе о серьёзных перспективах этого сырья речь не идёт, кроме разве что Польши, где имеются крупные залежи газоносных сланцев, а также инфраструктура для их добычи. В соседних странах, особенно Германии и Франции, в которых действуют строгие законы по охране природы, эту промышленность скорее всего не будут развивать.
В России до настоящего времени сланцевым газом ни одна компания не занимается. Но это не удивительно при наличии огромных традиционных залежей газа. Однако правительство РФ предлагает начать разработку сланцев в ближайшее время.
Споры об опасности добычи сланцевого газа не утихают. Безусловно, применяющиеся технологии наносят ущерб окружающей среде, и чтобы сохранить природу, необходимо развивать и разрабатывать более экологичные источники энергии. Но пока их нет, придётся и дальше довольствоваться тем, что имеем.
“Сланцевая революция”, очевидно, всерьез овладевает умами политиков и бизнесменов всего мира. Пальму первенства в этой сфере держат американцы, но, по-видимому, есть вероятность, что и остальной мир вскоре к ним присоединится. Конечно, есть государства, где практически не ведется добыча сланцевого газа – в России, например, к этому начинанию основной процент политических и бизнес-элит относится довольно скептически. При этом дело не столько в факторе экономической рентабельности. Важнейшее обстоятельство, которое может повлиять на перспективы такой отрасли, как добыча сланцевого газа, – последствия для экологии. Сегодня мы изучим данный аспект.
Что такое сланцевый газ?
Но для начала – небольшой теоретический экскурс. Что такое сланцевый газ? Это полезное ископаемое, которое добывается из особого вида минералов – горючих сланцев. Основной метод, с помощью которого ведется добыча сланцевого газа, последствия которой мы сегодня, руководствуясь позициями экспертов, изучим – фрекинг, или гидроразрыв пласта. Устроен он примерно так. В земные недра вводится в почти горизонтальном положении труба, а одно из ее ответвлений выводится на поверхность.
В процессе фрекинга в газохранилище нагнетается давление, которое способствует выходу сланцевого газа наверх, где он и собирается. Наибольшую популярность добыча упомянутого полезного ископаемого приобрела в Северной Америке. По подсчетам ряда экспертов, рост выручки в рамках этой индустрии на рынке США за последние несколько лет составил несколько сотен процентов. Однако безусловный экономический успех в аспекте освоения новых способов добычи “голубого топлива” может сопровождаться огромными проблемами, связанными с добычей сланцевого газа. Носят они, как мы уже сказали, экологический характер.
Вред экологии
То, на что США и другим энергетическим державам следует, по мнению экспертов, обратить особое внимание, работая в такой сфере как добыча сланцевого газа, – последствия для экологии. Самую главную угрозу для окружающей среды таит в себе основной метод извлечения полезного ископаемого из недр земли. Речь идет о том самом фрекинге. Он, как мы уже сказали, представляет собой подачу в земной пласт воды (под очень большим давлением). Подобного рода воздействие способно оказать выраженное негативное влияние на окружающую среду.
Реагенты в действии
Технологические особенности фрекинга – это не единственный риск экологического характера. Текущие методы добычи сланцевого газа предполагают использование нескольких сотен разновидностей химически активных, и в потенциале токсичных, веществ. Что это может означать? Дело в том, что разработка соответствующих месторождений требует задействования больших объемов пресной воды. Плотность ее, как правило, меньше той, что свойственна подземным водам. И потому легкие слои жидкости, так или иначе, могут со временем подняться на поверхность и достигнуть зоны смешения с питьевыми источниками. При этом в них, вероятно, будут содержаться токсичные примеси.
Более того, возможен вариант, при котором легкая вода будет возвращаться на поверхность загрязненной не химическими, а вполне природными, но все-таки вредными для здоровья человека и экологии веществами, которые могут содержаться в глубинах земных недр. Показательный момент: известно, что планируется добыча сланцевого газа на Украине, в районе Карпат. Однако эксперты одного из научных центров провели исследование, в ходе которого выяснилось: слои земли в тех регионах, которые, как предполагается, содержат в себе сланцевый газ, характеризуются повышенным содержанием металлов – никеля, бария, урана.
Просчет технологии
К слову, ряд экспертов из Украины призывает обратить внимание не столько на проблемы добычи сланцевого газа в аспекте использования вредных веществ, сколько на недостатки в применяемых газовиками технологий. Представители научной среды Украины в одном из своих докладов на экологическую тематику выдвинули соответствующие тезисы. Какова их сущность? Выводы ученых, в целом, сводятся к тому, что добыча сланцевого газа на Украине может нанести значительный ущерб плодородности почв. Дело в том, что при тех технологиях, что задействуются для изоляции вредных веществ, некоторые материалы будут располагаться под пахотным грунтом. Соответственно, что-то вырастить над ними, в верхних слоях почвы, будет проблематично.
Украинские недра
Есть в среде украинских экспертов также и опасения по поводу возможного расходования запасов питьевой воды, которые могут являть собой стратегически значимый ресурс. Вместе с тем, уже в 2010 году, когда сланцевая революция только набирала обороты, украинские власти выдали лицензии на проведение разведывательных работ по сланцевому газу компаниям уровня ExxonMobil и Shell. В 2012 году было осуществлено бурение поисковых скважин в Харьковской области.
Это могло свидетельствовать, полагают эксперты, о заинтересованности украинских властей в освоении “сланцевых” перспектив, вероятно, с целью снизить зависимость от поставок голубого топлива из РФ. Но сейчас неизвестно, считают аналитики, каковы дальнейшие перспективы работы в этом направлении (в силу известных политических событий).
Проблемный фрекинг
Продолжая рассуждение о недостатках технологий добычи сланцевого газа, можно обратить внимание также и на другие примечательные тезисы. В частности, при фрекинге могут использоваться некоторые вещества нефтяного происхождения. Они задействуются как жидкости разрыва. При этом частое их использование может приводить к значительному ухудшению степени проницаемости пород для водных потоков. Для того чтобы избежать этого, газовики могут использовать воду, в которой используются растворимые химические производные веществ, близких по составу к целлюлозе. А они несут серьезную угрозу здоровью человека.
Соли и радиация
Были прецеденты, когда присутствие химических веществ в водах в районе сланцевых скважин было зафиксировано учеными не только в расчетном аспекте, но также и на практике. Проанализировав воду, стекавшуюся в очистные сооружения в Пенсильвании, эксперты обнаружили намного более высокий, чем в норме, уровень содержания солей – хлоридов, бромидов. Некоторые из веществ, обнаруженных в воде, могут вступать в реакцию с атмосферными газами – например, озоном, в результате чего могут образовываться токсичные продукты. Также в некоторых слоях недр, расположенных в районах, где добывается сланцевый газ, американцы обнаружили радий. Который, соответственно, радиоактивен. Не считая солей и радия, в водах, которые концентрируются в районах, где применяется основной способ добычи сланцевого газа (фрекинг), учеными были обнаружены различного рода бензолы, толуол.
Законная лазейка
Некоторые юристы отмечают, что вред экологии, наносимый американскими газодобывающими компаниями “сланцевого” профиля, имеет едва ли не законную природу. Дело в том, что в 2005 году в США был принят правовой акт, по которому метод фрекинга, или гидроразрыва пласта, был выведен из-под мониторинга Агентства по охране окружающей среды. Это ведомство, в частности, следило за тем, чтобы американские бизнесмены действовали в соответствии с предписаниями Закона о защите питьевой воды.
Однако, с принятием нового правового акта, предприятия США получили возможность действовать вне зоны контроля Агентства. Стала возможной, отмечают эксперты, добыча сланцевой нефти и газа в непосредственной близости от подземных источников питьевой воды. И это невзирая на то, что Агентство в одном из своих исследований пришло к выводу, что источники продолжают загрязняться, и не столько в процессе фрекинга, сколько через некоторое время после завершения работ. Аналитики считают, что закон был принят не без политического давления.
Свобода по-европейски
Ряд экспертов акцентирует внимание на том, что не только американцы, но также и европейцы не желают понимать, чем опасна добыча сланцевого газа в потенциале. В частности, Еврокомиссия, разрабатывающая источники права в различных сферах экономики ЕС, даже не стала создавать отдельного закона, регулирующего вопросы экологии в данной отрасли. Ведомство ограничилось, подчеркивают аналитики, всего лишь изданием рекомендации, фактически ни к чему не обязывающей энергетические компании.
Вместе с тем, по замечаниям экспертов, европейцы пока не слишком стремятся к скорейшему началу работ по добыче голубого топлива на практике. Не исключено, что все те дискуссии в ЕС, что связаны со “сланцевой” тематикой, – всего лишь политические спекуляции. И на деле европейцы, в принципе, не собираются осваивать добычу газа нетрадиционным методом. По крайней мере, в ближайшем будущем.
Жалобы без удовлетворения
Есть сведения, что в тех районах США, где идет добыча сланцевого газа, последствия экологического характера уже дали о себе знать – и не только на уровне промышленных исследований, но и в среде обычных граждан. Американцы, живущие по соседству со скважинами, где применяется фрекинг, стали замечать, что вода из-под крана сильно потеряла в качестве. Они пытаются выразить протест против добычи сланцевого газа в своей местности. Однако их возможности, как полагают эксперты, несопоставимы с ресурсами энергетических корпораций. Схему бизнесы реализуют достаточно простую. При возникновении претензий со стороны граждан они формируют “экспертные заключения”, наняв экологов. В соответствии с этими документами, питьевая вода должна быть в полном порядке. Если жителей не устраивают эти бумаги, то газовики, как сообщается в ряде источников, выплачивают им в досудебном порядке компенсации взамен подписания договоров о неразглашении сведений о подобных сделках. В результате чего гражданин теряет право сообщать что-то прессе.
Вердикт не обременит
Если же судебные процессы все же инициируются, то решения, выносимые не в пользу энергетических компаний, на деле не являются сильно обременительными для газовиков. В частности, по некоторым из них корпорации обязуются поставлять за свой счет гражданам питьевую воду из экологически чистых источников или же устанавливать для них очистное оборудование. Но если в первом случае пострадавшие жители, в принципе, могут быть довольны, то во втором – как полагают эксперты – особого повода для оптимизма может и не быть, поскольку некоторые вредные вещества все же могут просачиваться через фильтры.
Власти решают
В среде экспертов бытует мнение, что интерес к сланцу в США, равно как и во многих других странах мира, в большей степени политический. Об этом, в частности, может свидетельствовать тот факт, что многие газовые корпорации поддерживаются правительством – особенно в таком аспекте, как налоговые льготы. Экономическую же состоятельность “сланцевой революции” эксперты оценивают неоднозначно.
Фактор питьевой воды
Выше мы рассказали о том, что украинские эксперты ставят под сомнение перспективы добычи сланцевого газа в своей стране, во многом в силу того фактора, что технология фрекинга может потребовать расходования большого количества питьевой воды. Надо сказать, что подобные опасения высказывают и специалисты из других государств. Дело в том, что дефицит питьевой воды и без сланцевого газа уже сейчас наблюдается во многих регионах планеты. И вполне вероятно, что подобная ситуация в скором времени может наблюдаться и в развитых странах. А “сланцевая революция”, понятное дело, будет только способствовать ускорению этого процесса.
Неоднозначный сланец
Есть мнение, что добыча сланцевого газа в России и других странах не осваивается совсем или, по крайней мере, не происходит в таком темпе, как в Америке, как раз таки по причине рассмотренных нами факторов. Это, прежде всего, риски загрязнения окружающей среды токсичными, а иногда и радиоактивными, соединениями, имеющими место быть при фрекинге. Также это вероятность истощения резервов питьевой воды, которая может в скором времени даже в развитых странах стать ресурсом, по степени значимости не уступающим голубому топливу. Разумеется, в расчет берется также и экономическая составляющая – среди ученых нет единого мнения по вопросам рентабельности сланцевых месторождений.