211service.com
Hoppa över vattnet i Fracking
Hydraulisk frakturering, eller fracking, använder stora mängder vatten som injiceras i brunnar under högt tryck för att hjälpa till att frigöra naturgas och olja från skifferavlagringar (se Borrning efter skiffergas). Ändå finns några av världens största källor till skiffergas i öknar, vilket gör att tekniken verkar opraktisk.
Vattensvin: Vid konventionell fracking för skiffergas måste enorma mängder vatten transporteras till borrplatsen med sådana här lastbilar.
Det är möjligt att bryta gasrika bergformationer utan att använda något vatten alls. Faktum är att gas- och oljebolag har använt koldioxid på detta sätt i årtionden, om än på begränsad basis. Men om detta tillvägagångssätt kommer att användas i stor skala, kommer det att kräva en stor investering i infrastruktur för att få koldioxid till frackingplatser. Och i vissa fall kan ett pris på koldioxidutsläpp vara det enda sättet att få ekonomin att fungera.
I USA har den rikliga naturgas som görs tillgänglig genom fracking sporrat till en enorm övergång till detta bränsle från kol, vilket minskar utsläppen av växthusgaser från kraftverk (se Natural Gas Changes the Energy Map). Men det finns också gott om skiffergas på platser som Kina, som beräknas ha 50 procent mer av denna resurs än USA.
Just nu används koldioxidfracking på platser, som Wyoming, som redan har koldioxidledningar. Enbart ekonomi skulle kunna motivera att bygga mer på vissa ställen, säger Robert Dilmore, forskningsingenjör vid U.S. National Energy Technology Laboratory.
I andra fall kan det krävas en push från regeringar att bygga pipelines. Ett pris på kol kan till exempel skapa ett stort utbud av billig koldioxid genom att ge företag incitament att fånga upp det från kraftverkens skorstenar. Detta kan vara vettigt i Kina, där de bästa skiffergasfyndigheterna finns i torra områden (se Kina har gott om skiffergas, men det kommer att bli svårt att bryta). En av de största skiffergasresurserna i världen är Tarimbassängen i nordöstra Kina, belägen under Taklamakanöknen – en av världens största sandöknar, med nästan 300 000 kvadratkilometer växlande sanddyner. Rörledningar i vatten skulle belasta redan täta förråd. Men nuförtiden, när Kina snabbt utökar sitt lager av koleldade kraftverk, har landet gott om koldioxid - det är bara inte att fånga och använda det.
Fracking med koldioxid har ett antal potentiella fördelar. Det skulle inte bara eliminera behovet av miljontals liter vatten per brunn, det skulle också eliminera de stora mängderna avloppsvatten som produceras i processen (se Studier kopplar jordbävningar till avloppsvatten från fracking).
Vattenfri fracking skulle också kunna lösa andra problem. Vid konventionell fracking rinner hälften av vattnet som pumpas in i en brunn tillbaka till ytan, medan den andra hälften stannar i bergformationen. Vattnet som är kvar kan blockera naturgasens väg, sakta ner produktionen och möjligen minska den totala mängd en brunn kan producera under sin livstid, säger Dilmore.
När koldioxid används istället för vatten kommer det mesta tillbaka ur brunnen (där den kan fångas upp och användas igen). Detta gör i sin tur att naturgas kan flöda ut mer fritt. Några nyare forskning antyder att användning av koldioxid också kan resultera i ett bättre nätverk av sprickor, vilket gör det lättare att utvinna bränslet. Och när infrastrukturen är på plats för att leverera koldioxid kan den användas för att öka produktionen senare i en brunns liv. I alla skiffergasfyndigheter fastnar en stor del av naturgasen på skiffern istället för att flöda ut. Men koldioxid har en större affinitet för skiffern än vad naturgas har, så den kan användas för att tränga undan bränslet och befria det från berget.
Efter att brunnen har producerats kan den förslutas och lagra koldioxiden permanent under jorden. Det skulle bidra till att minska nivåerna av växthusgaser i atmosfären.
För att vara säker, utgör koldioxidfracking många utmaningar förutom bristen på infrastruktur. Till skillnad från vatten är gaser komprimerbara, så det är svårare att nå de tryck som krävs för att spricka berget. Dessutom måste koldioxiden separeras från naturgasen innan bränslet skickas till marknaden, vilket ökar kostnaderna. Och det kommer förmodligen aldrig att vara ekonomiskt att installera koldioxidrörledningar hela vägen till varje frackingbrunn. Lastbilar kommer att behövas för att transportera koldioxiden den sista milen – fler lastbilar än vad som skulle behövas med vattenfracking. Det kan öka lokalt buller, föroreningar och vägskador.
På vissa ställen, särskilt där det är relativt rikligt med vatten, kan det aldrig finnas en övertygande anledning att byta. Grant Bromhal, en annan forskningsingenjör vid NETL, säger att han förväntar sig att vattenbaserad fracking kommer att fortsätta att dominera, men det kan förändras om koldioxidens fördelar blir överväldigande. Min kristallkula är inte tillräckligt tydlig, säger han. Det finns fortfarande mycket att lära om dessa skifferformationer.