În desenul animat Looney Tunes din 1953 „Much Ado About Nutting”, o veveriță frustrată cară o nucă de cocos prin New York City, conștientă că este o adevărată delicatesă, dar incapabilă să o spargă. Aceasta amintește de un jackpot și mai dificil și mai tentant care, până de curând, a eludat Statele Unite timp de aproape două secole: gazele de șist, calul negru cu coajă dură al combustibililor fosili.
Acea veveriță nu a gustat niciodată roadele muncii sale, însă, în timp ce SUA a început să înțeleagă gazele de șist pe la sfârșitul anilor 1990 și începutul anilor 2000, după ce a „ciugulit” din ele încă din anii 1820. Dar pe măsură ce febra șisturilor cuprinde țara — grație unui truc de forare a gazelor numit fracturare hidraulică, cunoscută și sub numele de „fracking” — unii americani au început să se întrebe dacă, la fel ca veverița, s-ar putea să ne facem rău la fel de mult ca și stratul protector din jurul premiului nostru.
Gazele de șist sunt gaze naturale care sunt încorporate în roci vechi cunoscute sub numele de șist, care sunt zdrobite de presiunea geologică de-a lungul a milioane de ani în plăci dense și impermeabile. Acest lucru le-a făcut o sursă de energie neînțeleaptă pentru cea mai mare parte a secolului 20, dar companiile de gaze nu au uitat niciodată că America stă pe o mină de aur — unele estimări plasează rezervele recuperabile de gaze de șist ale țării la un nivel de până la aproximativ 17,45 trilioane de metri cubi, suficient pentru a satisface cererea actuală timp de 27 de ani. Și grație progreselor tehnologice în foraj, anume fracking-ul, armate de platforme de gaze au descuiat brusc o nouă sursă amplă de energie, exact când multe dintre rezervele cunoscute de combustibili fosili de pe planetă se epuizează. Până în 2011, Departamentul Energiei prezice că 50 până la 60% din toată creșterea rezervelor cunoscute de gaze din SUA va proveni din șisturi.
Nu este greu de înțeles atracția. Gazele naturale emit mai puține gaze cu efect de seră decât alți combustibili fosili — aproximativ jumătate din dioxidul de carbon față de cărbune, de exemplu — și contribuie astfel mai puțin la încălzirea globală. De asemenea, au evitat în mare parte publicitatea negativă care afectează cărbunele și petrolul, de la îndepărtarea vârfurilor de munte și exploziile din mine până la recentele scurgeri de petrol din Alaska, Utah, Michigan și Golful Mexic. Și cu prețurile gazelor naturale așteptate să crească în anii următori, mania Americii pentru șisturi s-ar putea să fi zgâriat doar suprafața.
În ciuda potențialului său, totuși, o mișcare a crescut recent pentru a bloca boom-ul gazelor de șist. Unii critici spun că adoptarea gazelor naturale atât de entuziast va încetini ascensiunea energiei regenerabile, dar cea mai mare problemă cu șisturile nu este atât despre gazul lor — ci despre cum îl scoatem din pământ. Gazele de șist ar rămâne probabil un combustibil de nișă fără progresele moderne în fracturarea hidraulică, totuși necesitatea fracking-ului începe să pară și defectul fatal al șisturilor. Practica a stârnit preocupări majore legate de mediu și sănătatea publică în apropierea zăcămintelor de gaze din SUA, de la motorină și substanțe chimice neidentificate în apele subterane la metan care se scurge din robinetele de apă și chiar provoacă explozii ale caselor.
Cu foratorii de gaze încă concurând pentru vastele rezervoare americane precum Barnett Shale din Texas sau întinsa Marcellus Shale din Appalachia, mulți oficiali federali și de stat din întreaga țară au început să își reconsidere atitudinea non-intervenționistă față de fracking. EPA se află în etapele incipiente ale unui studiu de doi ani pentru a evalua riscurile practicii, iar în noiembrie a citat gigantul energetic Halliburton pentru informații despre substanțele chimice specifice de fracking pe care le utilizează. De asemenea, a ordonat recent unei companii de gaze din Texas să oprească toate lucrările după ce metanul și benzenul au apărut în fântânile de apă potabilă din apropiere. Unele state și orașe iau și ele măsuri — Pittsburgh a interzis fracking-ul în limitele orașului în noiembrie, de exemplu, iar Legislatura din New York a urmat exemplul cu o interdicție la nivel de stat adoptată luna aceasta. Pennsylvania a interzis și ea fracking-ul în pădurile sale de stat, iar Colorado și Wyoming au noi legi privind dezvăluirea substanțelor chimice de fracking. Chiar și Hollywood a intrat în luptă, trimițându-l recent pe actorul Mark Ruffalo în prima linie.
Dar ce este atât de important la fracking? Ce înseamnă chiar acest cuvânt? Și este într-adevăr suficient de riscant pentru a justifica punerea pe plan secund a unei surse de energie abundente și relativ curate? Mai jos este o scurtă privire asupra modului în care funcționează procesul, cum ar putea afecta mediul și ce ar putea rezerva viitorul său.
Cum funcționează fracking-ul?
Problema cu gazele de șist este că nu sunt doar blocate într-un rezervor stâncos, ca multe zăcăminte de gaze; sunt de fapt încorporate în roca însăși. Acest lucru se datorează faptului că șisturile, o rocă argiloasă formată prin acumularea și comprimarea sedimentelor, conțin adesea resturi organice antice, ceea ce le poate face o „roca sursă” pentru petrol și gaze. De asemenea, pot acționa ca un capac pentru cavernele subterane care colectează conținutul lor care se infiltrează, iar companiile de foraj le ocoleau în favoarea fosilelor care curgeau liber de dedesubt. Dar acum, pe măsură ce rezervele de energie cele mai puțin adânci și mai ușor de accesat ale Pământului se usucă tot mai mult, industria a revenit la șisturi, folosind foraje direcționale de înaltă tehnologie și fracking pentru a determina piatra încăpățânată să renunțe la gazul său.
• Foraj direcțional: Unul dintre motivele pentru care șisturile au fost lăsate în pace atât de mult timp a fost tendința lor de a forma straturi largi, dar puțin adânci (ilustrat). Forarea directă în jos în acestea nu produce mult gaz, deoarece burghiul atinge o suprafață prea mică înainte de a trece prin ele. Cea mai bună modalitate de a scoate mai mult gaz este forarea laterală, ceea ce a devenit mult mai ușor în anii 1980 și ’90 pe măsură ce industria gazelor și-a îmbunătățit abilitățile de foraj direcțional. Dar asta tot nu a fost suficient pentru a face șisturile să merite efortul — roca este pur și simplu prea densă și impermeabilă, cu mulți pori care să rețină gazul natural, dar prea puține conexiuni între ei pentru a-l lăsa să curgă.
• Fracturarea hidraulică: Aici intervine fracking-ul. Foratorii pompează apă sub presiune, nisip și substanțe chimice pe un puț nou forat, forțându-le să iasă prin perforațiile carcasei sale astfel încât să țâșnească către șistul înconjurător, deschizând noi fisuri și lărgind pe cele vechi. Apa poate constitui până la 99% din acest amestec, în timp ce nisipul servește ca „agent de susținere” pentru a menține fisurile deschise după ce apa este pompată. Această tehnologie există de decenii, dar descoperirile recente permit acum foratorilor să folosească mai multă apă — aproximativ 7,57 până la 18,93 milioane de litri per sondă — în timp ce noile substanțe chimice de fracking tip „slick-water” îi ajută să reducă frecarea. Acest lucru crește presiunea apei, și implicit cantitatea de fracturare.
„Fără foraj direcțional și fracturare hidraulică tip slick-water, nu poți scoate gaze din șisturi”, spune Tony Ingraffea, profesor de inginerie și expert în fracturare la Universitatea Cornell. „Se știe de multe decenii că există mult gaz în Marcellus Shale, dar pur și simplu nu era economic să îl scoți. … Dacă forezi direcțional, însă, ai acces aproape nelimitat, dar trebuie să spargi roca. Despre asta este vorba: crearea unei suprafețe mari.”
Unde are loc fracking-ul?
Șistul este răspândit generos pe teritoriul Statelor Unite, dar fiecare zăcământ are propria sa personalitate, subliniază Ingraffea. „Materialele, presiunile, gazele — toate aceste lucruri variază între regiunile geologice”, spune el. „Ele variază chiar și în cadrul unei formațiuni particulare precum Marcellus. Așa este natura. Nu două munți arată la fel, nu-i așa?”
Datorită acestor variații, companiile de gaze nu pot pur și simplu să ia ceea ce funcționează la un zăcământ și să se aștepte să funcționeze altundeva. Acest lucru a devenit clar după boom-ul Barnett Shale din anii ’90 în Texas, când foratorii care capitalizaseră inovațiile lui Mitchell Energy — firma de foraj care a fost pionierul fracking-ului modern — au încercat să aplice acele metode în alte locuri. A existat o curbă abruptă de învățare, mai ales pe măsură ce companiile au început să sape în Marcellus Shale (ilustrat), dar în cele din urmă au prins avânt pe măsură ce au învățat particularitățile geologice ale regiunii. „După trei ani de experimentare în Pennsylvania”, spune Ingraffea, „se apropie de ceea ce cred că va fi cea mai bună modalitate de a obține gaze din Marcellus, cheltuind cel mai puțin pe sondă.”
Barnett și Marcellus sunt două dintre cele mai fierbinți zone de șist din America în ultima vreme, evoluând în terenuri de testare pentru revoluția fracking din țară. Dar nu sunt singure, alăturându-li-se alte zone mari de șisturi îngropate sub Arkansas, Louisiana, New Mexico, Oklahoma și Wyoming, pentru a numi doar câteva. Vedeți harta de mai jos pentru o privire asupra tuturor rezervelor cunoscute de gaze de șist în cele 48 de state continentale (faceți clic pentru a mări):
Chiar și cu toată această diversitate, Marcellus a apărut ca regele șisturilor din SUA; trecând pe sub părți din șapte state plus Lacul Erie, ar putea deține până la aproximativ 14,6 trilioane de metri cubi de gaze naturale. S-a format acum aproape 400 de milioane de ani după o coliziune continentală între Africa și America de Nord, care a contribuit la împingerea Munților Apalași timpurii cam la aceeași înălțime cu Himalaya de astăzi. Argila și materia organică au fost spălate pe pantele lor abrupte într-o mare puțin adâncă, îngropate de-a lungul timpului de Munții Apalași în ascensiune.
Formarea unor astfel de șisturi este dureros de lentă, dar și fierbinte și sub presiune înaltă — la fel ca și climatul politic din jurul Marcellus Shale astăzi. Boom-ul gazelor a luat prin surprindere Pennsylvania în doar câțiva ani, stârnind resentimente din partea locuitorilor care spun că fracking-ul le poluează apele subterane, iar aceste preocupări au dus de atunci la interdicții privind fracking-ul în pădurile de stat și în Pittsburgh. Controversele s-au extins și în statul vecin New York, unde Legislatura de stat a aprobat recent o interdicție temporară asupra fracking-ului până când efectele sale asupra mediului vor fi mai bine înțelese.
Este fracking-ul periculos?
Studiul EPA vine după ani de presiuni din partea grupurilor de mediu și de sănătate publică, mai ales de când Congresul a exceptat fracking-ul de la legea federală Safe Drinking Water Act în 2005. Acest lucru a înfuriat deja mulți adversari ai fracking-ului, dar apelurile lor pentru mai multă supraveghere au devenit și mai puternice de la scurgerea de petrol din Golf. În timp ce BP ar fi încălcat legile federale privind forajele offshore, ei subliniază că nu există nici măcar astfel de reguli pentru fracking.
Industria contracarează adesea spunând că fracking-ul nu a fost niciodată direct legat de un caz de poluare a apei, afirmând că ar trebui să fie prezumat nevinovat până la proba contrarie. Susținătorii argumentează, de asemenea, că oprirea boom-ului gazelor ar putea împiedica creșterea locurilor de muncă și producția de energie din SUA, când acestea sunt cel mai mult necesare. Dar, având în vedere că forajul de șisturi este gata să explodeze în toată America — mai ales dacă prețurile gazelor naturale își revin din recesiune, așa cum era de așteptat — criticii spun că riscurile pentru sănătate depășesc beneficiile economice și că sarcina probei ar trebui să cadă asupra companiilor de gaze, nu asupra clienților și comunităților lor.
Sarcina probei este în prezent pe umerii EPA, dar deoarece studiul său nu va produce rezultate timp de cel puțin încă doi ani, americanii vor rămâne aparent în întuneric până atunci cu privire la orice amenințări prezentate de fracking. Pentru o prezentare generală a ceea ce știm, iată o privire asupra unora dintre principalele preocupări legate de fracking și boom-ul gazelor pe care l-a stârnit:
• Fluide de fracking: Fracturarea hidraulică este puțin ca folosirea unui furtun de grădină, spune Ingraffea: „Încercați să pompați volume mari de fluid la presiune înaltă prin ceva care are aproximativ 15,24 centimetri lățime și aproximativ 3,22 kilometri lungime, deci multă energie se pierde.” Motorina era folosită frecvent în trecut pentru a reduce frecarea în timpul fracking-ului, dar deoarece conține substanțe cancerigene precum benzenul, EPA și marile companii de gaze au ajuns la un „memorandum de acord” în 2003 pentru a înceta utilizarea acesteia.
Industria a trecut apoi la un cocktail de substanțe chimice care reduc frecarea considerate secrete comerciale, ceea ce înseamnă că identitățile lor nu sunt publice. Dar ele se dezvăluie uneori, cum ar fi atunci când aproximativ 30.283 de litri de fluide de fracking s-au scurs la un sit de gaze naturale lângă Dimock, Pennsylvania, anul trecut — substanțele chimice eliberate includeau un gel lichid numit LGC-35 CBM, care este considerat un „carcinogen potențial” la oameni. (Niciun om nu a fost rănit în acea scurgere, dar pești au fost găsiți morți și „înotând haotic” într-un pârâu din apropiere.) Industria insistă că nu există dovezi că astfel de fluide ajung în acvifere, dar EPA estimează că doar 15 până la 80 la sută se întorc la suprafață și niciun studiu nu a arătat vreodată unde ajunge restul.
Acest lucru a declanșat o serie de alerte sanitare, dar deoarece niciun studiu nu a urmărit fluidele de la un puț de gaz la un puț de apă, comunitățile din apropierea zăcămintelor de gaze sunt lăsate să aștepte în incertitudine legală pentru moment. „Teoretic, nu este greu de demonstrat cum un eveniment de fracturare hidraulică de mare volum, cu apă slick-water, la o anumită adâncime ar putea cauza ca fisuri, sau crăpături sau falii existente, să primească fluidul de fracturare și să îl transporte vertical către apele subterane”, spune Ingraffea. „Ceea ce este greu este dovedirea că astfel de evenimente teoretice s-au întâmplat de fapt.”
• Migrația metanului: Metanul este o substanță chimică explozivă, asfixiantă, cu puteri de modificare a climei mai puternice decât dioxidul de carbon și constituie între 70 și 90 la sută din majoritatea gazelor naturale. De asemenea, a început să apară în sursele de apă din apropierea zăcămintelor de gaze din întreaga țară, dar — la fel ca în cazul fluidelor de fracking — nu au fost găsite dovezi solide care să incrimineze forajul de gaze. Metanul pătrunde ocazional în puțuri și prin fisuri naturale și poate fi îndepărtat prin aerisirea gazului din apă. Deși acesta este un avantaj al prezenței metanului în puțul dvs. în locul fluidelor de fracking, care nu pot fi îndepărtate, riscurile generate de acele substanțe chimice sunt în mare parte un mister în comparație cu pericolele bine cunoscute ale metanului.
Când se infiltrează în apa de la robinet, este suspendat în bule care ulterior se sparg pe măsură ce apa iese dintr-un robinet sau cap de duș. Atât apa încărcată cu metan, cât și aerul în care scapă vor deveni inflamabile, erupând în cele din urmă într-o minge de foc dacă sunt expuse la o scânteie. Așa-numita „migrație a metanului” a devenit tot mai frecventă, odată cu forajul de gaze, în mai multe comitate din Pennsylvania în ultimii șase ani; într-un caz, gazul a fost detectat în mostre de apă pe o suprafață de aproximativ 38,85 kilometri pătrați, în timp ce un altul din 2004 a dus la explozia unei case în care au murit un cuplu și nepotul lor de 17 luni. Texas, Wyoming și alte puncte fierbinți ale gazelor de șist au înregistrat și ele focare anecdotice de migrație a metanului în ultimii ani.
• Cutremure: Pomparea apei sub presiune atât de adânc în crusta terestră are potențialul de a face mai mult decât să lărgească mici fisuri în roca de bază — dacă lovește fisura subterană potrivită la unghiul și viteza potrivite, poate declanșa de fapt un cutremur. Aceasta este o problemă pe care companiile de gaze o împărtășesc cu multe alte industrii subterane, cum ar fi foratorii de petrol și constructorii de baraje; chiar și energia geotermală regenerabilă, fără emisii, poate fi un factor declanșator de cutremure, fiind responsabilă pentru grupurile de seisme moderate din sudul Californiei până în Elveția.
Fracking-ul a devenit, de asemenea, un suspect principal pentru astfel de „micro-cutremure”, care uneori cresc brusc în regiuni unde are loc fracturarea profundă. Cutremurele sunt rare în Texas, de exemplu, dar zona din jurul Fort Worth a suferit cel puțin 11 cutremure în ultimii doi ani, o tendință despre care seismologii spun că ar putea fi legată de creșterea fracking-ului la Barnett Shale din apropiere. Pe lângă toate problemele obișnuite care însoțesc cutremurele, zonele de foraj de gaze sunt expuse în mod special riscului, deoarece tind să găzduiască conducte de gaze, care transportă gazul extras către piață. Deși unele conducte sunt construite pentru a rezista zdruncinăturilor seismice, un cutremur puternic ar putea fi totuși dezastruos, cauzând posibil o scurgere de gaze sau chiar o explozie.
• Utilizarea apei: Pe lângă presupusa adăugare de metan și diverse substanțe chimice la sursele de apă subterană, fracking-ul a fost criticat și pentru cantitatea de apă pe care o consumă. Versiunea din secolul 21 necesită aproximativ 11.356 de metri cubi de apă pentru fiecare sondă fracturată, punând volumul mare sub presiune intensă pentru a sparge formațiunile de șist îngropate la aproximativ 1,61 kilometri sau mai mult adâncime. Potrivit singurei estimări oferite în prezent de EPA, undeva între 15 și 80 la sută din totalul fluidelor pompate într-o sondă sunt pompate înapoi la suprafață, unde pot fi plasate într-o zonă de stocare sau pot fi tratate și reciclate. Dar o mare parte din apă se pierde undeva în subteran, adăugând stres surselor de apă locale care ar putea fi deja poluate de fracking sau din alte surse.
În urma unei serii de întâlniri publice în 2010 menite să informeze designul general al studiului EPA privind fracking-ul, agenția urmează să demareze efectiv investigația în ianuarie 2011, cu un termen pentru rezultatele inițiale dat doar ca „sfârșitul anului 2012”. Potrivit lui Ingraffea, care a studiat fracturarea hidraulică timp de 30 de ani, EPA va lua probabil măsuri ferme împotriva anumitor fluide de fracking, dar companiile de gaze vor avea deja înlocuitori pregătiți. La fel cum unii foratori au continuat să folosească motorina după 2003, deoarece este mai ieftină decât alți reducători de frecare, Ingraffea spune că industria a rezistat trecerii la substanțe chimice de fracking mai sigure din cauza costului suplimentar.
„Dacă EPA ar anunța mâine că fracturarea hidraulică este acum reglementată, ar dura 48 de ore pentru ca firmele să spună ‘Ah! Am lucrat în laborator și am dezvoltat aceste alte substanțe chimice care sunt mai sigure, așa că acum putem începe din nou fracturarea hidraulică'”, spune el. „Desigur, ar trebui să arunce stocurile lor vaste [de fluide de fracking actuale] pe care le-au colectat și pe care intenționează să le folosească. Dar dacă nu poți face fracturare hidraulică, pierzi industria.”
Mai multe informații
Pentru a afla mai multe despre gazele naturale, fracturarea hidraulică sau alte probleme conexe, vizionați trailerul documentarului HBO despre fracking „Gasland„, care a debutat la Festivalul de Film Sundance.
Credite imagini
Credite imagini
Cadru fix din „Much Ado About Nutting”: Warner Bros. Entertainment
Platformă de foraj de gaze la apus: Agenția Americană pentru Protecția Mediului (U.S. Environmental Protection Agency)
Rocă de șist: Departamentul American al Energiei (U.S. Department of Energy)
Straturi de șist în Chaco Canyon, N.M.: Serviciul American al Parcurilor Naționale (U.S. National Park Service)
Foraj de gaze pe teren agricol: Departamentul de Protecție a Mediului din Virginia de Vest (West Virginia Department of Environmental Protection)
Expunere de Marcellus Shale: Departamentul de Conservare a Mediului din Statul New York (New York State Department of Environmental Conservation)
Hartă a zăcămintelor de gaze de șist din SUA: Administrația Americană a Informațiilor Energetice (U.S. Energy Information Administration)
Fluid de fracking la situl Chesapeake Energy lângă Burlington, Pa.: Ralph Wilson/AP
Semn de avertizare metan lângă fântână de apă în Walsenburg, Colo.: Judith Kohler/AP
Rezervoare de stocare a apelor uzate: Laboratorul Național American pentru Tehnologie Energetică (U.S. National Energy Technology Laboratory)
