Fracking Uitgelegd: Proces, Geschiedenis En De Discussie Over De Impact

Fracking, kort voor hydraulic fracturing (hydraulische breukvorming), is een specifieke boortechniek die mijnwerkers in staat stelt olie en aardgas te winnen uit rotsen die diep onder het oppervlak begraven liggen. Met andere woorden: het vergemakkelijkt de winning van moeilijk bereikbare natuurlijke hulpbronnen.

Hoewel deze technologie in de jaren 50 geperfectioneerd werd, blijft het een groot controversieel punt tot op heden, zowel environmentaal als politiek.

Hieronder bespreken we het proces bij fracking, de geschiedenis ervan en de impact op de samenleving. We gaan ook de toekomst van deze techniek verkennen.

Hoe Werkt Fracking?

Schema van het proces | Image Courtesy: Mike Norton

Volgens de United States Environmental Protection Agency (EPA) is fracking een putstimuleringsproces dat het totale bedrag aan natuurlijke hulpbronnen zoals olie en aardgas dat gewonnen wordt uit schist en andere rotsformaties, aanzienlijk verhoogt.

De hydraulische fracturing-techniek heeft twee componenten. Eén is hydraulisch boren, eerst verticaal en dan horizontaal. Het andere omvat het pompen of injecteren van fracking-vloeistoffen (we komen hierop terug) in de geboorde put onder hoge druk.

Waartoe Bestaat "Fracking-vloeistof"?

In het algemeen bestaat de hydraulische fracking-vloeistof voornamelijk uit water gemengd met diverse chemicaliën, waaronder zuren, smeermiddelen en alcohol. Naast die worden kleine hoeveelheden vast deeltjes zoals zand toegevoegd. Deze deeltjes worden "proppants" genoemd.

Hoewel onbehandeld zand een conventionele proppant is, is het vatbaar voor fijnstoffengeneratie (groottereductor) in de loop van de tijd. En om de ideale korrelgrootte te behouden, wordt zand vaak gecoat met hars om gespecialiseerd zand (Curable Resin Coated Sand) te creëren. Andere alternatieven, zoals bauxiet (gesinterd) en keramiek, zijn er ook.

De United States Environmental Protection Agency heeft een gemiddelde van 14 chemicaliën geïdentificeerd die gebruikt worden op hydraulische fracturing-locaties in het land. Ethanol, chloorwaterstofzuur en petroleumdistillaten waren misschien de meest voorkomende onder hen.

Het Proces

Een hydro-fracking opstelling in Noord-Dakota | Image Courtesy: Joshua Doubek

Het frackingproces begint met een verticaal geboorde put die tot 3 km onder het aardoppervlak kan reiken. Eenmaal de verticale put een bepaalde diepte bereikt (waar minerale-rijke rots ligt), maakt het een 90-graden bocht en gaat horizontaal door. Volgens een publicatie van Texas A&M University kan de horizontale booring zich uitrekken tot 1,6 km vanaf het snijpunt.

Na afloop van de booring wordt de put bekast; een geharde, holle buis (gemaakt van staal of cement) wordt geplaatst om lekkage van koolwaterstoffen en fracking-vloeistoffen in grondwaterbronnen te voorkomen.

De fracking-vloeistof wordt vervolgens onder extrem hoge druk in de put geïnjecteerd. Dit proces wordt vaak uitgevoerd bij meer dan 62.000 kilopascal druk, wat ongeveer 9.000 psi (pond per vierkante inch) is.

Bij hoge druk creëert de fracking-vloeistof scheuren en barsten in rotsen waardoor koolwaterstoffen (olie en aardgas) veel vrijer kunnen stromen. De zanddeeltjes of proppants zijn er om deze scheuren open te houden, zelfs na het vrijgeven van de druk, wat de voortgezette vrijgave van waardevolle hulpbronnen garandeert.

Naast de vastzittende olie en gas, wordt een grote hoeveelheid afvalwater of 'flowback'-vloeistof uit de put afgedaan. De flowback-vloeistof bevat water en diverse giftige verontreinigingen, waaronder zware metalen, radioactieve materialen en andere toxicstoffen.

Een open putmonding | Image Courtesy: Joshua Doubek

Het afvalwater voor hydraulische fracking-putten kan ofwel afgevoerd worden of hergebruikt na behandeling. Beide methoden hebben echter hun complicaties.

De Geschiedenis Van Fracking

Het eerste geregistreerde gebruik van rotsstimulatietechniek dateert uit de jaren 1860. Dynamiet werd vaak gebruikt om de totale olie-opbrengst uit geologische formaties te verhogen. Het idee diende als basis voor de "exploderende torpedo"-techniek, ontwikkeld door Kol. Edward A. L. Roberts, een Amerikaanse burgeroorlogsveteraan in 1865.

Hierbij werden canisters gevuld met explosieven (initieel zwartpoeder of nitroglycerine) in de put gelost, die al met water gevuld was om het effect van de ontploffing te maximaliseren. Torpedo-ontploffingen zouden de minerale rots breken en de paraffinewas die zich in de loop van de tijd ophoopt verwijderen, om de ononderbroken stroom van olie te faciliteren.

Voor de nitroglycerine-gevulde torpedo's werd kokend water of benzeen in putten gegoten om de paraffine op te lossen.

De moderne versie van hydraulische fracking werd in de Verenigde Staten in de late jaren 40 geïntroduceerd.

Voordelen En Economische Effecten

De hydraulische fracking-techniek stelt energiebedrijven niet alleen in staat waardevolle hulpbronnen uit moeilijk bereikbare reservoirs te winnen, maar ze in grotere hoeveelheden te verkrijgen (vergeleken met conventionele methoden).

Hoewel fracking voornamelijk gebruikt wordt voor olie- en aardgaswinning, kan het in een reeks andere omstandigheden ook worden ingezet. Bijvoorbeeld, het kan grondwaterputten stimuleren of helpen afval diep in de rotsen te storten.

De opmerkelijke groei van fracking-technologie in de Verenigde Staten heeft de olie- en gasproductie van de natie drastisch verbeterd. In 2010 overschreed de totale aardgasproductie van het land die van Rusland om de grootste aardgasproducent ter wereld te worden.

Aan de kant: het land haalde Saoedi-Arabië in 2013 in als grootste olieproducent ter wereld.

Grootste aardgasproducerende landen | Image Courtesy: Statista

De wereldwijde vraag naar aardgas zal alleen maar stijgen. Volgens McKinsey, een managementconsultancybureau, in een outlookrapport uit 2019, is de vraag naar LNG (vervloeid aardgas) waarschijnlijk met 3,6 procent per jaar tot 2035 te stijgen.

Met zijn uitgebreide schistgasreserves en geavanceerde fracking-technologie, verwacht men dat de Verenigde Staten meer dan de helft van de wereldwijde aardgasvoorziening in dezelfde periode zal leveren.

Studies die uitgevoerd worden om het economische aspect van fracking te bepalen, zijn voornamelijk positief. Een rapport uit 2017 van de Brookings Institution wijst erop dat schistgaswinning alleen de per-persoon consumentenvoordelen tot $432 heeft verhoogd in de West-Zuid-Centrale regio van de VS.

Bovendien heeft verhoogde fracking de jaarlijkse uitgaven van de natie aan aardgas aanzienlijk verlaagd. De totale jaarlijkse economische winst uit deze techniek is ongeveer $74 miljard.

Fracking kan echter economische sectoren zoals landbouw nadelig beïnvloeden. Ten minste één studie vond dat de geïrrigeerde gewasproductiviteit van een stad met 5,7 procent afneemt wanneer een put in de buurt wordt geboord (11-20 km straal). Volgens dezelfde studie verloor de Canadese provincie Alberta ongeveer $14,8 miljoen aan landbouwopbrengst in 2014.

Is Fracking Veilig? Effect Op Milieu En Samenleving

Er is geen twijfel dat uitgebreide fracking de energiemarkt van Amerika getransformeerd heeft en ze zelfvoorzienend heeft gemaakt voor de komende honderd jaar. Het heeft de Amerikaanse economie geboost, en veel naties over de wereld hebben geprobeerd hetzelfde na te bootsen.

De technologie wordt echter wijdverspreid bekritiseerd, zelfs in de Verenigde Staten.

Schone energiemars in Philadelphia (2016) | Mark Dixon/Flickr

Langdurig gebruik van hydraulische fracturing kan het milieu op meer dan één manier schaden. Grondwaterverontreiniging, frequente aardbevingen, geluidsoverlast, hoog watergebruik, klimaatverandering en algehele gezondheidsrisico's zijn met fracking in verband gebracht.

Al decennia lopen tegenstanders van fracking teen aan teen tegen degenen die het steunen. Voorstanders van hydraulische fracking noemen vaak de economische voordelen en het feit dat aardgas een veel schonere vervanging is voor kolen.

De grootste zorg omtrent het gebruik van deze technologie is grondwater- en oppervlaktewaterverontreiniging. In 2016 suggereert een onderzoek uitgevoerd door Dominic DiGiulio, een voormalig EPA-wetenschapper, dat waterputten in Pavillion (Wyoming) vervuild zijn met schadelijke chemicaliën die in fracking-vloeistof gebruikt worden. Vergelijkbare bevindingen zijn ook gedaan. Potentieel hoog risico op grondwaterverontreiniging en luchtverontreiniging door hydraulische fracking werd geïdentificeerd in een rapport uit 2012 door de EU Directoraat-Generaal voor Milieu.

De enorme hoeveelheid water die vereist is in fracking-vloeistof is ook een groot probleem. Een gemiddeld hydraulische fracking-faciliteit (enkele put) gebruikt zoveel als 3,5 miljoen gallon water, terwijl het voor grote putten ongeveer 5 miljoen gallon is.

Het proces van vloeistofinjectie in hydraulische fracking wordt vaak geassocieerd met geïnduceerde trillingen. Hoewel deze trillingen meestal op kleine schaal zijn, zijn er enkele groot genoeg om schade aan eigendom te veroorzaken. Bijna 8 miljoen mensen die wonen in de Amerikaanse staten Colorado, New Mexico, Texas, Kansas en Oklahoma lopen naar verluidt gevaar voor fracking-geïnduceerde aardbevingen.

Fracking heeft ook zowel directe als langetermijn gezondheidseffecten. Een voorlopige studie gedaan door de U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in 2014, verdenkt dat werknemers in een hydro-fracking-faciliteit blootgesteld zijn aan gevaarlijke niveaus van benzeen (een chemische verbinding die het risico op kanker verhoogt). Ze kunnen ook andere ernstige aandoeningen ontwikkelen zoals silicose.

Fracking In Andere Regio's Van De Wereld

Naast de Verenigde Staten wordt hydraulische fracking in andere landen over de wereld uitgevoerd, tenminste tot een bepaalde mate. Fracking is momenteel in de initiële ontwikkelingsfasen in Zuid-Afrika. Het is relatief wijdverspreid in Canada, met meer dan 356 actieve boorinstallaties in 2012.

Europese landen zoals Duitsland en het Verenigd Koninkrijk omarmden fracking-technologie in de jaren 70. Vandaag de dag hebben deze naties het echter al dan niet verboden of tijdelijke verboden uitgevaardigd.

In 2011 werd Frankrijk, na landelijke protesten, de eerste natie die het gebruik ervan volledig verbond.

Government Regulaties

Landen die momenteel hydraulische fracking-technologie benutten (in welke mate dan ook) hebben tenminste enige regels en voorschriften op nationaal, staat en lokaal niveau.

In de Verenigde Staten is fracking vrijgesteld van het openbaren van details over de chemicaliën die in het proces gebruikt worden (anders verplicht door de Safe Drinking Water Act). Terwijl staten verplicht zijn federale wet te volgen, kunnen ze veiligheidsnetten en regulaties instellen. Verschillende staten, waaronder Texas, Wyoming en Michigan, vereisen dat mijnbouwbedrijven dergelijke details openbaren.

Vermont werd de eerste Amerikaanse staat die fracking verbond in 2012. Hierop volgde New York drie jaar later.