Apa de fracturare pentru gazele de şist

 
Tratarea deșeurilor provenite din exploatarea gazelor de şist (gaze exploatate prin fracturare hidraulică)

(Nota: "gazele de şist" sunt gaze naturale -gaz metan- care se găsesc în şisturi situate la mare adâncime. Prin urmare simpla afirmaţie că o companie exploatează gaze naturale nu ne dă informaţia dacă se foloseşte fracturarea hidraulică sau nu.)
Conform unui studiu efectuat de Ambasada Franţei în Statele Unite - Misiunea pentru Ştiinţă  şi Tehnologie, în 2011

Substanțele chimice alcătuiesc o mică parte din volumul lichidului de fracturare.

Cu toate acestea, din cauza sumelor mari de lichid necesare pentru a fractura un puţ, volumele de substanțe chimice folosite sunt semnificative. Astfel, funcționarea unui puţ tipic necesită aproximativ 10.000 m³ de apă, ceea ce reprezintă 50 m³ de produse chimice. Pentru o singură fracturare . (De obicei se fac fracturări repetate la fiecare puţ de foraj).  Odată fracturarea efectuată în foraj și lichidul recuperat, (se scoate afară cam 40% din lichidul de fracturare introdus),  e nevoie de găsirea unei metode de debarasare de  volume mari de apă contaminate cu substanțe chimice, în condiții de siguranță și respect al mediului. (De dorit)

Metodele de debarasare de apa poluată

Pentru aceasta, sunt folosite practici diferite, în funcţie de condiţiile de mediu și în funcţie de reglementările din fiecare stat. (la noi nu sunt reglementări, aşa că..)

1.   Reinjectarea lichidului utilizat în fracturare în puțuri, odată ce operația este încheiată. Sau reinjectarea apei uzate în puţuri forate anume în acest scop (puţuri de reinjectare). Injectarea  ar trebui să fie la adâncime mare, în interiorul unei formaţiuni acvifere  situată între două straturi impermeabile, pentru a preveni ca lichidul să urce la  suprafață  şi la sursele de  apă potabilă. 
Dar, este dificil de a obține informații cu privire la soarta acestei ape contaminate o dată  ajunsă în subteran, în special în caz de activitate geologică, cum ar fi cutremurele.

(Iar la noi sunt cutremure mai peste tot, nu?)

Această practica este frecvent utilizată în formaţiunile de șisturi Barnett , în Texas.

 2.   Stocarea fluidul folosit în tancuri în aer liber, lăsând apoi  apa să se evapore.

După terminarea operațiunii, reziduurile solide sunt recoltate (nisip, sare, etc.) şi

tratate ca deșeuri solide. Această metodă implică un control riguros al bazinelor, de exemplu, pentru a se asigura că acestea sunt etanşe, precum și pentru a preveni deversări în terenul din jur. Fireşte , substanţele chimice volatile, cum ar fi benzenul, se vor evapora odată cu apa, regăsindu-se în aerul înconjurător. De aceea această metodă este potrivită în cazul în care site-ul și nu este situat în apropiere de o zonă populată sau sensibilă din punct de vedere ecologic. De asemenea,  această practică este şi nu prea este utilă  în regiunea Appalaşilor, unde climatul este mult mai umed.
(La noi, forajele sunt prevăzute a se face în zone populate şi chiar turistice)

3.    Reprocesarea apelor uzate  (preferată În formaţiunea Marcellus din Appalaşi)

Fluidul este adus în cisterne la stațiile de epurare, unde apa este tratată și apoi reintrodusă în circuitul apei potabile, în special în râuri. Această practică, comună în Pennsylvania, dar condiţionată sau interzisă în alte state americane, este încă foarte controversată. Tratarea apelor uzate ce conţine zeci de produse chimice este un proces dificil – cu atât mai mult cu cât compoziția exactă a fluidului nu este întotdeauna cunoscută în detaliu, iar stațiile de epurare sunt rareori potrivite pentru tratarea produselor, cum ar fi soluții de săruri  în care sunt  dizolvate  solide. Astfel, apele uzate insuficient tratate în stațiile de tratare pot afecta în aval calitatea apei, în asemenea măsură încât Departamentul de Protecție a Mediului din Pennsylvania a cerut producătorilor să pună capăt acestei practici. În special, bazinul râului Delaware – comune statelelor învecinate Delaware, New Jersey, New York și Pennsylvania - care alimentează cu apă potabilă  orașele din statul Philadelphia și din statul New York este amenințat puternic  de poluare.

În plus, elemente radioactive si metale grele sunt uneori prezente în rocile de la mare adâncime.  În timpul fracturării, elemente foarte solubile în apă, cum ar fi de uraniul sau radiul se pot desprinde și pot contamina lichidul de fracturare. În acest caz, tratarea fluidului este foarte dificilă (cam imposibil de înlăturat radioactivitatea) și este foarte posibil ca aceste elemente să fie  regăsite în râuri, unde acestea pot prezenta un pericol pentru consumul de apă potabilă. 
În Pennsylvania, au fost raportate mai multe cazuri de fluid de fracturare uzat prezentând un nivel ridicat de radioactivitate, până la de câteva sute de ori peste limitele permise de legea federală. Radioactivitatea se presupune că va scăderea atunci când fluidele "tratate" vor fi diluate în apa râului , dar ea rămâne iar efectele radioactivităţii asupra organismelor vii sunt cumulative (adică mai multe iradieri mici echivalează cu o iradiere masivă). 
Totuşi  majoritatea râurilor din avalul centrelor de tratare nu au făcut obiectul unor măsuri de mulți ani, dinaintea dezvoltării rapidă a exploatării gazelor de șist în formarea Marcellus.
(Închipuiţi-vă cum va fi la noi!).

În interesul economiei și a îmbunătățirii impactului lor asupra mediului, mai multe companii au anunţat activitatea de dezvoltare a proceselor de reciclarea unei  părţi din fluidul de fracturare utilizat. Aceste tehnologii promit, dar nu sunt încă utilizate pe scară comercială.

Alte efecte asupra mediului

Exploatarea zăcămintelor de gaze de șist și realizarea fracturării hidraulice necesită aducerea de echipamente grele (platforma de foraj, derrick etc.) şi de volume mari de apă și nisip la locul de foraj. Exploatarea gazelor de șist, având  loc în primul rând în zonele rurale îndepărtate, cum ar fi vestul Pennsylvania, aceste materiale trebuie să fie aduse la fața locului în camioane.

 În total, funcționarea unui puţ de foraj  poate necesita până la 4.000 de călătorii dus-întors ale unor camioane.

Infrastructura rutieră locală de multe ori nu este adaptată pentru a primi un  astfel de trafic, ceea ce poate duce la degradări la accidente şi la  efecte negative asupra populației locale (zgomot, praf, etc.).
(Dar la noi cum sunt drumurile?).

O problemă potențială ar fi poluarea aerului rezultată din activitatea puțurilor, în special apariţia de "smog".

Pe lângă scurgerile de metan din puțuri, care contribuie la efectul de seră, mașinile puternice (compresoare, pompe, etc.) , funcţionând de cele mai multe ori cu motoare diesel, şi numeroasele camioane contribuie la degradarea calității aerului în zona de exploatare . Dacă impactul unei singure sonde este minim, forajul mai multor mii de puţuri în aceeași regiune poate afecta în mod semnificativ calitatea aerului. Această problemă a fost observată în Vestul SUA, în special în zona bazinului Uintah (Utah / Wyoming), unde mii de sonde forate în ultimul deceniu au dus la prezența unui smog de un nivel comparabil cu cel din orașele mari din California.

(Dar ţara noastră are deja un nivel foarte ridicat de poluare a aerului, fiind la nivelul maxim înregistrat pe plan mondial, alături de Irak – în perioada războiului- şi de Ucraina, Bulgaria şi Argentina. Însă noi ne ambiţionăm să intrăm în Cartea Recordurilor, nu?)- vedeţi harta http://nazone.ro/2013/01/poluarea-aerului-in-aer-liber-si-in.html

Posibila legătură între practica  fracturării hidraulice și activitate seismică sporită în zona de operare. 

În Arkansas ,  fracturare din sonde  a declanșat valuri de mini-cutremure de magnitudine relativ mică - mai puțin de 5 grade pe scara Richter. Prin urmare, autoritățile statului au decretat în ianuarie 2011 un moratoriu de șase luni practica la instalații noi. În ciuda unei scăderi semnificative a activităţii seismice ulterior, o relație de cauză și efect nu este dovedită științific. Efectele de fracturării asupra activității seismice locale sunt dificil de  determinat și impactul depinde de mulţi factori specifici configurației din zonă, cum ar fi geologia, topografia sau prezența de clădiri.
(Dar dacă forarea prin zdrobirea rocilor de la mare adâncime se face în zone care au deja o seismicitate ridicată, cum este le noi?)

O relație între exploatarea gazelor de șist și contaminarea surselor de apă

Un studiu realizat de cercetatorii de la Universitatea Duke (Carolina de Nord), publicat în Proceedings of National Academy of Sciences a stabilit o legătură între exploatarea gazelor de șist și contaminarea surselor de apă în apropierea sondelor (Osborn și colab., 2011). Pe baza testelor efectuate asupra  68 de puturi de apă potabilă din formațiunile Marcellus și Utica (Pennsylvania și New York), studiul stabilește o legătură între existența în apropiere a unei sonde de gaz și concentrația de metan dizolvat în apă. Concentrația de gaze dizolvate este, în medie, de 17 ori mai mare într-o zonă de extracție – la mai puțin de 1 km de o sondă de gaz – decât într-o zonă fără sonde, și depășește cu mult pragul de avertizare și de reducere a riscului recomandat de către Departamentul de Interne (DOI). In plus, prin analiza de tipul de gaz, studiul arată de asemenea, că gazul dizolvat în sursele de apa de băut este gaz din formațiunile de șist și nu de gaze biogene (rezultat din descompunerea materiei organice și prezente în mod natural în apă).

Studiul identifică scurgerile de gaz din tubulatura de foraj drept  și cauza cea mai probabilă de contaminare a surselor de apă. Cu toate acestea, o migrație pe cale naturală în straturile de rocă nu este exclusă, zona de studiu este geologic activă, cu o rețea de fracturi naturale existente în stâncă dar această ipoteză este considerată mai puţin probabilă. Echipa de cercetare solicită, cu toate acestea, sporirea  cercetărilor cu privire la această problemă, culegerea datelor de referinţă înainte de exploatare, precum și o consolidare a reglementărilor pentru a asigura publicului

Reglementarea fracturării hidraulice

Necesitatea de a elabora o legislație specifică pentru fracturării hidraulice pare să fie evidentă pentru marea majoritate a statelor (mai puţin la noi, fireşte).

Dezvăluirea compoziției exacte a fluidului de fracturare este o cerinţă la care cele mai multe companii industriale s-au opus, invocând secretul tehnologic propriu.

Totuşi, majoritatea companiilor preferă să ofere date despre substanţele utilizate pentru a evita constrângerile unei legi care ar avea specificaţii foarte precise. Autoritățile locale implicate și grupurile de mediu au identificat mai mult de 600 de substanțe chimice care ar putea fi folosite în exploatarea gazelor de șist, dar nu există nici o certitudine că această listă este completă sau exactă. Obligația de a face publică lista compușilor apare treptat, ca un minim, în scopul de a confirma că fracturarea hidraulică nu  prezintă nici un pericol de contaminare a surselor de apă potabilă.

În prezent, cinci state din USA au luat  măsuri, însă numai statul Texas a ales să legifereze pe această temă.

Măsuri de opoziţie la fracturarea hidraulică

Unele autorităţi locale din SUA au preferat să ia măsuri pentru a împiedica folosirea fracturării hidraulice pe teritoriul lor.

Mai ales statele din nordul SUA : Pensylvania sau New York, dar şi în state din sud sau vest, ca Texas, Arkansas sau Virginia de Vest au luat măsuri de interzicere cel puţin temporară a fracturării hidraulice pe teritoriul lor (chiar dacă forările ar fi fost preconizate în zone rurale îndepărtate şi ar fi adus un număr de locuri de muncă.

O chestiune de compromis politic

În discursul său privind starea Uniunii din ianuarie 2011, președintele Obama a prezentat dezvoltarea gazelor de șist ca o modalitate de compromis pentru a ajuta la trecerea spre  energia "curată", și a propus crearea unui standard de energie curată (Clean Energy Standard, CES). Scopul declarat este de a atinge o cotă de 80% energie curată în producția de energie electrică până în 2035, incluzând  gazele naturale, energia nucleară și "cărbunele curat", alături de energiile regenerabile. Acest obiectiv asumat ar conduce la înmormântarea dezvoltării exploatării gazelor de şist în SUA. 

(Dar, există posibilitatea ca marile companii americane să exploateze gazele de şist ale altora, nu-i aşa?)

Update 6.07.2013
Aflăm de la televizor că a avut loc o întrevedere între reprezentanţii firmei Chevron şi câţiva reprezentanţi ai locuitorilor din Zona Băceşti- Bacău, unde ar urma să-şi înceapă activitatea primele sonde pentru gaze de şist. 
Aflăm că geologul prezent la întrunire a explicat că "apa folosită la fracturare va fi evacuată conform prevederilor legale" - interesantă explicaţie,nu?
Update 11.07.2013
La conferinţa de presă a primului ministru al Franţei cu ocazia vizitei în ţara noastră, excelenţa sa a ţinut să sublinieze apăsat că în Franţa exploatarea gazelor de şist nu este considerată o opţiune valabilă. Premierul Ponta a rugat traducătorii să nu traducă aceste cuvinte...dar noi suntem o ţară francofonă!