NATUURLEXICON

Fracking

Fracking (hydraulic fracturing) is een boortechniek waarbij bijvoorbeeld olie of schaliegas wordt gewonnen.

Schalie is een soort leisteen die onder hoge druk ontstaat uit klei. Het is een broos en gelaagd gesteente dat over de hele wereld voorkomt en soms wordt gebruikt als dakbedekking. Naast de dieren die inmiddels fossielen zijn geworden was er in de modderige zeeën waaruit schalie is ontstaan nog veel meer organisch materiaal aanwezig. En net als in conventionele aardolie-bronnen zijn deze plantenresten en kadavers in de loop van miljoenen jaren onder hoge druk omgezet in olie en aardgas. In tegenstelling tot bij conventionele gasbronnen is het schalie echter niet zo poreus; het gas is, verdeeld over talloze kleine belletjes, ingesloten in het leisteen. Hoewel er wereldwijd enorme voorraden schaliegas bestaan leek het onconventionele aardgas lange tijd absolutie niet rendabel te exploiteren. Opgesloten in het dichte gesteente vergde het met de bekende winmethoden gewoonweg te veel boorputten die stuk voor stuk te weinig gas zouden produceren.

De ontwikkeling van geavanceerde boortechnieken bracht hier in de jaren 1990 verandering in. Sindsdien zijn er vooral in de VS veel schalieformaties in productie genomen. De innovatie die de productie van aardgas uit schalieformaties mogelijk heeft gemaakt is de uitvinding van bestuurbare boorkoppen. Waar grondboringen vroeger enkel rechtstreeks de diepte indoken is het met de nieuwe techniek mogelijk op elke diepte een afslag te nemen. Vanaf een boorplatform boren de gasbedrijven tot ongeveer het (verticale) midden van een schalielaag, waarna de boor een bocht maakt en zo nog tot 3 kilometer horizontaal verder boort. De gashoudende schalieformaties bevinden zich vaak tussen 1,5 en 5 km diepte, toch lukt het de Amerikanen inmiddels prima dit kostendekkend te realiseren.

Boven de schalielagen zitten dikwijls aquifers, waterhoudende grondlagen. Hieruit wordt water direct of met beperkte zuivering gebruikt voor beregening en als drinkwater, het is dus essentieel dat de chemicaliën die gebruikt worden en/of vrijkomen bij het fracken niet mengen met het grondwater. Om vervuiling te voorkomen wordt de boorschacht, zowel het verticale als het horizontale deel, omsloten met een stalen omhulsel. Vervolgens wordt door de stalen pijp beton gepompt dat via de buitenzijde van het staal terug omhoog komt en het omhulsel stabiliseert. Tot enkele tientallen meters onder een aquifer wordt dit omhulsel dubbel uitgevoerd voor extra veiligheid.

Na het aanbrengen van de casing zou de hele boorpijp lucht- en lekdicht moeten zijn. Met een groot perforatiepistool wordt de boorschacht in het horizontale gedeelte op veelbelovende punten weer opengemaakt. Hiertoe breken kleine explosies door de omhulling en maken ze tevens de eerste kanalen in de schalieformatie,  haaks op de boorschacht.

Nu de boorschacht op de gewenste punten geperforeerd is, kan het daadwerkelijke fracken beginnen. Hydraulic fracturing, meestal afgekort tot fracking, is het onder hoge druk kraken van het gesteente. Hiertoe worden enorme hoeveelheden frackingvloeistof in de boorput gepompt, met een kracht die de zwakste punten in de schalielaag doet breken. De fracking-vloeistof bestaat voornamelijk uit water waaraan zand en verscheidene chemicaliën worden toegevoegd.

Door fracking komen alle kleine afzonderlijke gasbelletjes met elkaar in verbinding te staan en door de zandkorrels blijven de kanaaltjes ook open nadat de frackingvloeistof weer is weggepompt. De boorput is nu nagenoeg vergelijkbaar met een conventionele gasbron en gedurende enkele jaren kan er gas geproduceerd worden. Is de gekraakte schaliegasput bijna leeg dan loont het soms om het fracken te herhalen. Door de boorschaft opnieuw op druk te brengen is de schalieformatie verder te kraken en laat het gesteente nog wat meer gas los. Zo wordt het uiterste uit een boorlocatie geperst.

De vloeistof die gebruikt wordt om de schalielaag open te breken bestaat voornamelijk uit water en zand. Water omdat het onder druk nauwelijks comprimeert (alle kracht die de pompen leveren wordt direct overgedragen op het gesteente), zand om de gecreëerde kanaaltjes open te houden. Slechts ± 0,5% van de fracking fluid bestaat uit chemicaliën, die o.a. de wrijving verminderen, de viscositeit verhogen of juist verlagen, de zuurgraad aanpassen of op een andere manier het fracking-proces bevorderen.

Het gaat om honderden verschillende chemicaliën en hoewel hun aandeel in de frackingvloeistof relatief gering is worden er per schalieput wel miljoenen liters de grond in gepompt. De belangrijkste zorgen omtrent schaliegaswinning betreffen dan ook deze additieven en hun mogelijke impact op de natuur en op het drinkwater.

De frackingvloeistof kan uit minder ingrediënten worden samengesteld, maar dit zou duurder en minder efficiënt uitvallen.

Mogelijke voordelen van fracking:  

Schaliegas is goedkoop, goed beschikbaar en sluit aan op bestaande infrastructuur. Sinds schaliegas wordt aangeboord zijn de energieprijzen in de VS sterk gedaald. Schaliegas is wereldwijd op grote schaal te winnen en kan zonder al te veel moeite toegevoerd worden aan bestaande aardgasnetten.

Schaliegas maakt landen minder afhankelijk van energie-import. Schaliegas komt in grote hoeveelheden voor in gebieden die tot voor kort nog afhankelijk waren van andere landen voor de levering van aardgas. Verscheidene landen in Europa zijn de afgelopen jaren het slachtoffer geworden van ruzies tussen Rusland en doorvoerlanden. Met eigen schaliegas krijgen ze de controle weer in eigen hand.

Aardgas is schoner dan kolen. Per megawatt stoot een aardgascentrale ± 45% minder CO2 uit dan een kolencentrale. De snelste strategie om als land aan Kyoto en daaropvolgende protocollen te voldoen is misschien wel het het vervangen van alle kolencentrales voor STEG-centrales die draaien op aardgas.

Aardgas is flexibel inzetbaar. Gasturbines zijn zeer snel op te starten en af te remmen. Hierdoor sluiten ze goed aan bij windturbines, zonnepanelen en andere alternatieve energiebronnen met een wisselende beschikbaarheid.

Mogelijke nadelen van fracking:  

De nadelen van fracking wegen evenwel enorm op tegen de voordelen:

Waar moeten de miljoenen liters zoet water die nodig zijn, vandaan blijven komen ?

De additieven die worden gebruikt bij het boren naar schaliegas zijn gevaarlijk voor mens en milieu. De honderden frackingsubstanties bevatten vaak kankerverwekkende en anderszins giftige stoffen. De multinationals zullen nooit alle substanties in hun boormengsels openbaar maken, om zo hun fabrieksgeheimen te beschermen.  

Hoe voorkomt men dat het vieze water dat uit de putten opwelt het grondwater vervuilt, zoals reeds in de VS is gebeurd ?

Schijnbaar “ondoordringbare” lagen kunnen blijkens onderzoek opmerkelijk poreus zijn en spleten in het gesteente vormen soms merkwaardige netwerken.

Gaslekken kunnen de luchtkwaliteit ernstig aantasten. Hoe lang zullen de cementpakkingen en afsluiters van de bronnen het houden?

Gasbellen kunnen opwellen naar grondwaterlagen en particuliere waterbronnen, waardoor het drinkwater ongeschikt wordt.

Hydraulic fracturing veroorzaakt aardbevingen. De aardgaswinning in Groningen zorgt al jaren af en toe voor kleine aardbevingen. Doordat de druk in de gasvelden afneemt treden geleidelijk verzakkingen op.  Het geweld dat gepaard gaat met de gaswinning uit schalie zorgt hier en daar ook voor aardbevingen. Het gas zit onder druk op ongeveer 3 km diepte “gevangen” in een poreuze gesteentelaaf, bijvoorbeeld een laag van zandsteen. Een voor gas niet-doorlatende gesteente (bijvoorbeeld steenzout) sluit het gasreservoir af. Wanneer het gas wordt weggehaald, dan moet de zandsteenlaag de bovenliggende 3 km gesteente dragen. Dit kan de zandsteenlaag in elkaar drukken, met een bodemdaling aan het oppervlak tot gevolg. Soms gebeurt de daling heel geleidelijk, soms meer schoksgewijs. Deze laatste daling veroorzaakt dan een duidelijk voelbare aardbeving. De kracht van deze aardbevingen neemt toe naarmate het gasveld leger raakt. In principe zou men het gewonnen gas kunnen vervangen door bijvoorbeeld stikstof in de grond te injecteren (ter vervanging), maar deze (schijn)oplossing zou zeer duur zijn, enorm veel energie vergen en een zeer sterke negatieve impact hebben op het landschap.        

Goedkoop schaliegas vertraagt investeringen in duurzame technologie. Aardgas mag dan schoner zijn dan kolen, het blijft een fossiele brandstof met bijbehorende uitstoot en eindigheid. Nu onconventioneel gas de energieprijzen sterk drukt is de urgentie om te investeren in hernieuwbare bronnen en energiebesparende maatregelen voor veel bedrijven plotseling een stuk geringer.

Het op grote schaal blijven verstoken van fossiele brandstoffen zoals schaliegas versterkt de effecten van de klimaatverandering, die nu al leiden tot economische en ecologische catastrofes.

De winning van schaliegas is schadelijk voor landbouwgronden en legt een groot beslag op het vaak al schaarse water.

Volgens de Duitse milieudeskundigen zijn er grote vraagtekens te plaatsen bij de veel gehoorde claim dat schaliegas nodig is om een concurrentiepositie ten opzichte van de VS te behouden. Volgens de onderzoekers van de SRU (Sachverständigenrat für Umweltfragen) zijn er nog veel te veel onzekerheden rond de ecologische en economische voor en nadelen van aardgaswinning uit schalie.

Duitse bierbrouwers zijn bang voor de kwaliteit van hun belangrijkste ingrediënt, zuiver grondwater.

In de VS (North Dakota)  worden bij hydraulic fracturing miljoenen liters afvalwater in containers afgevoerd en in putten gespoten (!!). Als fracking-vloeistof gebruikt men in North-Dakota een mengsel van 80,5 % water, 19 % proppant ( eenmix van natuurlijk kwartszand en gefabriceerd keramisch materiaal dat barsten in het gesteente open wrikt, zodat meer olie vrijkomt en 0,5 % chemicaliën (toegevoegde stoffen om de bacteriegroei te remmen, de wrijving te verlagen en de viscositeit te verhogen. 1 boortoren in North-Dakota heeft 7,5 miljoen liter water, 1,8 miljoen kilo proppant en 350 vaten chemicaliën nodig. Slechts 20 procent van het afvalwater wordt hergebruikt. 80 % wordt in putten gespoten.   

De gevolgen van fracking op lange termijn zijn volkomen onbekend.  

De Amerikaanse milieudienst (EPA) is momenteel nog aan het onderzoeken waardoor de afsluiter van een frackingbron bij Killdeer het in 2011 begaf. Bij die blow-out werd het grondwaterreservoir van het stadje doorboord.

De tijdelijke “schatkisten” van olie en gas die werden geopend in de VS zorgen voor een tijdelijke werkgelegenheid en schijnbare welvaart voor de plaatselijke bevolking, maar de onvermijdelijke nadelige ecologische en ook economische gevolgen zullen nooit meer worden vergoed. De topmanagers van multinationale bedrijven zullen met hun winsten vertrekken en de lokale bevolking met een kater en een verpest milieu achterlaten. Wanneer het mis gaat zullen de grote bedrijven, confer de olierampen veroorzaakt door Shell, via dure rechtszaken uiteindelijk weinig of niets bijdragen tot de schadevergoedingen.

Eventuele gaspijpleidingen betekenen zowel ondergronds als bovengronds een niet te onderschatten gevaar omwille van het ontploffingsgevaar. Het zijn bovendien ook gemakkelijke doelwitten voor terroristische acties.

Fracking is een exploitatievorm van fossiele brandstoffen die aan de oorsprong liggen van de klimaatverandering. Deze klimaatverandering veroorzaakt wereldwijd een enorme economische schade die begroot kan worden op een veelvoud van de zogenaamde “welvaart” die met fracking zou worden bekomen.