Fraturamento hidráulico

Poço “ Tight gas ” em Pinedale - anticlinal no estado americano de Wyoming , com as Montanhas Rochosas ao fundo

Planta de fraturamento da Halliburton na cabeceira de um poço na Formação Bakken , Dakota do Norte

Fraturamento hidráulico , ou fracking para curto (de Inglês à fratura , 'quebrar', 'rasgar', também chamado de " fraturamento hidráulico ", "fracing", fraturamento ou frac empregos , alemão também fraturamento hidráulico , hidráulica quebrar aberto , geração de crack hidráulica ou estimulação hidráulica ) é um Método para criar, alargar e estabilizar fissuras na rocha de um depósito na subsuperfície profunda com o objetivo de aumentar a permeabilidade da rocha do depósito. Como resultado, os gases ou líquidos neles contidos podem fluir mais facilmente e de forma mais consistente para o poço e podem ser extraídos.

No fracking , um líquido (fracfluido) é pressionado através de um furo de poço sob alta pressão de tipicamente várias centenas de bar no horizonte geológico do qual deve ser extraído. O fracfluido é água, que geralmente é misturada com propantes, como. B. areia de quartzo e espessantes são adicionados. Normalmente, vários furos defletidos (laterais) são criados primeiro no horizonte alvo por meio de perfuração direcional , com a broca sendo guiada paralelamente às camadas. Como resultado, o comprimento do poço disponível no depósito é significativamente maior, o que geralmente aumenta o rendimento da produção. No fraturamento hidráulico de alto volume, são utilizadas grandes quantidades de líquido com mais de 1000 m³ por fase de fraturamento ou um total de mais de 10.000 m³ por poço.

Desde o final dos anos 1940, o fracking tem sido usado principalmente na produção de petróleo bruto e gás natural , bem como no desenvolvimento de aqüíferos profundos para extração de água e para melhorar o transporte de calor com energia geotérmica profunda . Nos últimos casos, nenhum propante ou aditivo químico é necessário. Desde o início da década de 1990 e especialmente nos EUA por volta do ano 2000, a extração por fracking tem se concentrado nos chamados crude não convencional e gás natural (incluindo o " gás de xisto "). O boom de fraturamento hidráulico mudou consideravelmente o mercado de energia dos Estados Unidos e fez com que os preços caíssem. Isso levou a um debate sobre a viabilidade do processo. O governo dos EUA, portanto, tem apoiado os esforços para aumentar a exportação de gás natural liquefeito para a Europa e o Japão desde cerca de 2013 , inclusive com procedimentos de aprovação acelerados.

Enquanto algumas vozes enfatizam esse componente geoestratégico mudando dependências internacionais, os riscos ambientais e possíveis perigos para a saúde do “boom do fracking” levam a um debate profissional, político e social polêmico e contínuo, especialmente na Europa. Alguns países e regiões proibiram o fracking de gás natural em seus territórios.

Áreas de aplicação

Representação esquemática da produção de petróleo bruto e gás natural, esquerda: instalação de armazenamento convencional, direita: instalação de armazenamento não convencional.

Nos primeiros anos após o seu desenvolvimento, o método de fracking foi utilizado principalmente para estender o período de produção de uma jazida de petróleo bruto ou gás natural ou para reduzir a queda na taxa de produção na fase tardia da exploração de uma jazida. Esses eram os chamados depósitos convencionais, com uma porosidade natural relativamente alta e permeabilidade da rocha do depósito.

Desde a década de 1990, no entanto, o fracking tem sido cada vez mais usado para extrair hidrocarbonetos fósseis dos chamados reservatórios de óleo e gás não convencionais com baixa porosidade e rochas reservatório impermeáveis, com distinção entre reservatórios primários e secundários. No caso de reservatórios secundários, o petróleo e o gás migraram de sua rocha hospedeira para o que antes era uma rocha reservatório suficientemente porosa e permeável , cuja porosidade e permeabilidade foram subsequentemente reduzidas significativamente, de modo que uma taxa de produção muito baixa seria ser alcançados hoje usando métodos de produção convencionais. Fala-se aqui de tight oil e tight gas .

Mais importante é a aplicação para extração de depósitos primários, onde petróleo e gás ainda estão em sua base. Podem ser camadas de carvão (CBM, Coal Bed Methane) ou pedras de argila (gás de xisto, óleo de xisto). Esses argilitos são muitas vezes incorretamente chamados de petrograficamente como ardósia , que é em parte tradicional e em parte baseada em uma tradução imprecisa da palavra em inglês xisto ("pedra de argila de placa fina"). O gás e o óleo extraídos dessas argilas são, portanto, chamados de gás de xisto ou óleo de xisto. No caso do óleo de xisto, isso pode levar a ambigüidades quanto ao óleo "maduro" de depósitos primários, ou seja, "óleo de fraturamento", ou óleo que foi extraído de um xisto betuminoso "não maduro" .

"Fracken" é baseado em vários furos horizontais dentro dos depósitos. Cada poço é individualmente fraturado e monitorado sismicamente a fim de controlar a propagação da trinca através do nível de pressão. A técnica em si remonta à década de 1940 e foi usada pela primeira vez comercialmente em 1949. Outras áreas de mineração já fazem fraturamento hidráulico há muito tempo. Desde o aumento significativo dos preços do petróleo e do gás, tem havido um aumento no número de fraturamento hidráulico, especialmente nos EUA (mais de cinquenta mil vezes somente em 2008). Cerca de 90% de todos os poços de gás dos EUA são fraturados, criando um excesso de oferta temporária de gás que levou ao colapso dos preços do gás lá.

Fora da produção de petróleo e gás, o fracking também é usado para estimular reservatórios, por exemplo, para estimular o fluxo de água em energia geotérmica profunda , de poços subterrâneos para abastecimento de água potável e na mineração de recursos minerais sólidos. Em alguns casos, os poços são fraturados para pré - desgaseificação de longo prazo de camadas de carvão .

tecnologia

Fracking local de perfuração em condição operacional com linhas de abastecimento

No fraturamento hidráulico , um líquido (fracfluido), que também pode conter um propante, é pressionado em um orifício que geralmente tem várias centenas a um máximo de 3.000 metros de profundidade. A pressão do fluido atingida aqui na área a ser fraturada deve exceder a menor tensão na rocha e a resistência à tração da rocha para quebrar a rocha. Se for esse o caso, o líquido separa a rocha (fissura de tração). Normalmente, os componentes horizontais do campo de tensão são menores do que o componente vertical, porque o componente vertical - a pressão litostática resultante do peso das camadas de rocha sobrepostas - aumenta continuamente com a profundidade e é, portanto, o maior dos principais componentes de tensão abaixo de um certa profundidade. Como resultado do fraturamento hidráulico, as rachaduras de tração surgem principalmente como superfícies de rachaduras quase verticais que se abrem na direção da menor tensão principal horizontal e, portanto, se espalham na direção da maior tensão principal horizontal. Em pequena escala, o campo de tensão pode, e. B. ser orientado de maneira significativamente diferente devido a tensões tectônicas adicionais.

Após a fragmentação da formação, a pressão de injeção é reduzida e a maior parte do líquido injetado, que ainda está sob a pressão da camada de rocha, retorna em sua maior parte. Este refluxo de água de refluxo ou refluxo é chamado. O propante adicionado permanece nas fendas e as mantém abertas. Além disso, os aditivos de Fracfluidos permanecem parcialmente por efeito de adesão dos limites fluido-rocha na rocha.

A fim de transportar de forma otimizada o gás dissolvido, vários furos, muitas vezes quase horizontalmente em profundidade, mas em qualquer caso dentro da formação alvo, são perfurados a partir de um ponto inicial de perfuração. Os furos defletidos são guiados com precisão no depósito com a ajuda do chamado processo de perfuração direcional. Para isso, o percurso de perfuração é controlado com a ajuda de uma unidade MWD ( medição durante a perfuração ) colocada diretamente atrás da broca (geo-direção).

Os furos de sondagem desviados são então individualmente e em seções, adaptados às condições geológicas e geomecânicas do subsolo, várias vezes (12 a 16 vezes) fraturados. O objetivo deste método de “multi-poços” é a exploração espacial do gás no horizonte alvo a partir de um volume maior da área do poço aberto pelas fraturas. Somente este processo permite o avanço para o uso industrial em larga escala da tecnologia de fraturamento. Em contraste, alguns campos de gás de xisto nos Estados Unidos e em outros lugares, como o campo de gás Jonah em Upper Green Valley / Wyoming, foram desenvolvidos anteriormente com poços verticais individuais não desviados. Isso exigia de seis a oito buracos por milha quadrada (equivalente a dois a três buracos por quilômetro quadrado). A tecnologia de hoje reduz drasticamente o número de furos por quilômetro quadrado e, em particular, o número de locais de perfuração, com o possível comprimento das seções defletidas do furo determinando a grade do local de perfuração. Hoje, distâncias de 10 km entre os locais de perfuração são certamente concebíveis.

Fracfluidos

Dispositivo de mistura para adicionar os fluidos de fraturamento à água antes de ser injetada no poço.

Os fracfluidos são líquidos que são introduzidos no poço e, em alta pressão, criam rachaduras artificiais na formação do alvo contendo gás. Com a ajuda de certos fluidos de fraturamento hidráulico condicionados, vários propantes são introduzidos nas vias criadas pelo fraturamento hidráulico a fim de estabilizá-los pelo maior tempo possível e garantir a permeabilidade ao gás. É feita uma distinção entre espuma e gel, bem como os chamados fluidos slickwater. O principal componente do Fracfluide à base de gel altamente viscoso é geralmente um com aditivos vergeltes água, a adição principalmente areia temperada e contas de cerâmica (propante) são adicionadas. Os fluidos de fraturamento à base de gel são usados ​​principalmente em rochas clásticas, como arenitos (depósitos convencionais).

Em contraste, os chamados fluidos slickwater de viscosidade extremamente baixa são usados ​​principalmente em pedras de argila (depósitos não convencionais), que se tornam extremamente fluíveis pela adição de redutores de fricção. Os fluidos slickwater consistem em 98–99% de água com 1–1,9% de propantes e menos de 1% de aditivos.

A composição dos aditivos é normalmente divulgada às autoridades de supervisão pelas empresas de perfuração e serviços, mas é mantida em segredo do público . Na Alemanha, como parte do processo de aprovação de perfuração, os aditivos individuais devem ser aprovados de acordo com os requisitos da legislação da água .

Exemplos de aditivos possíveis e a finalidade de seu uso são:

A composição dos fracfluidos é determinada separadamente para cada poço com a ajuda de matrizes de decisão e / ou programas de computador e depende das propriedades mineralógicas-geológicas do horizonte alvo e das condições de pressão e temperatura prevalecentes no depósito.

Em contraste, o fracking limpo descreve um novo método de fracking no qual apenas água , areia de bauxita e amido devem ser usados.

Flowback e produção de água

Sinal indicando a aprovação oficial de um ponto de retirada de água de processo na área de captação ao norte do rio Susquehanna (Marcellus Shale Play, Pensilvânia, EUA). O máximo permitido de retirada de água por dia é de 6,0 milhões de galões americanos , cerca de 23 milhões de litros.

A céu aberto com lama criada a partir da água do refluxo, perto do poço na Formação Bakken, Dakota do Norte. Na Alemanha, tais fossas abertas não seriam aprovadas.

O fluido de lama que emerge da superfície do poço durante a perfuração e fracking por cerca de 30 dias depois é referido como água de refluxo (refluxo).

A água que é então bombeada é composta de fluido de lama, água de formação (água subterrânea) e quaisquer gases dissolvidos nela e sólidos arrastados e é referida como água de produção. Cerca de 20 a 50% do fluido de fraturamento trazido para as profundezas é devolvido como água de refluxo ou com a água de produção e armazenado no local de perfuração até o descarte. O armazenamento em bacias abertas, comum em alguns locais dos campos de gás americanos, não pode ser aprovado na Alemanha. Os recipientes nos quais o refluxo ou a água de produção é armazenada estão sujeitos às exigências da legislação hídrica, de modo que deve ser evitado que líquidos possam vazar para o solo.

O refluxo e a água de produção devem ser tratados e processados ​​em várias etapas antes do reaproveitamento ou disposição final. Em primeiro lugar, os sólidos (cascalhos) são separados em sistemas de hidrociclones no local de perfuração e o lodo é descartado. Os líquidos que foram amplamente liberados de sólidos e devolvidos são geralmente levados para uma estação de tratamento por caminhões-tanque ou por dutos. Lá, a fase oleosa, o lodo restante e o filtrado são separados em vários tanques com separadores de fase e sistemas de filtragem . A água residual pode de acordo com as propriedades hidroquímicas ser misturada com água doce e então a circulação de lama pode ser adicionada ou em Versenksonden aprovado na região de borda de depósitos de hidrocarbonetos previamente desenvolvidos e explorados são pressionados . A fase leve separada nesses processos é posteriormente processada em refinarias , o filtrado é descartado por empresas certificadas.

Além disso, diferentes métodos de tratamento, como tratamento UV , filtração por membrana , coagulação e evaporação, são usados ​​para reutilizar os fluidos de fraturamento ou para reduzir a quantidade a ser descartada.

desenvolvimento histórico

A primeira operação de fraturamento hidráulico foi realizada em 1947 em um reservatório convencional no campo de gás natural Hugoton em Grant County, Kansas , para aumentar a taxa de produção. Foi realizado pela empresa Stanolind Oil , mas ainda não resultou em aumento significativo no índice de produção. Em 1949, a Halliburton Oil Well Cementing Company (Howco) recebeu uma licença exclusiva após o processo ser patenteado no mesmo ano. Apenas três anos depois, o fraturamento hidráulico foi usado na União Soviética, principalmente para completar poços de injeção de água que servem para manter a pressão em reservatórios de petróleo. Nos anos seguintes, os poços de petróleo foram cada vez mais submetidos a medidas de estimulação hidráulica. As areias do rio serviram como um propante para manter as rachaduras abertas. Medidas de fraturamento também foram realizadas na Europa Central desde a década de 1950. B. na Áustria a partir de 1957 ou em depósitos de petróleo alemães. B. em Lingen-Dalum.

Inicialmente, o óleo cru espessado ou querosene servia como fluido de fratura, a partir de 1953 a água passou a ser cada vez mais usada como base para o fluido de fratura, ao qual foram adicionados os chamados aditivos, cuja principal tarefa era alterar as propriedades da água. que os propantes são transportados para as fissuras criadas poderia. A areia peneirada de rios foi originalmente usada como propantes. Hoje, principalmente areia de quartzo, bolas de cerâmica ou corindo são usados ​​como propantes.

Em meados da década de 1950, mais de 3.000 medidas de fraturamento hidráulico eram realizadas todos os meses. Em 2008 como um todo, eram 50.000 em todo o mundo.

O processo de fraturamento hidráulico também é usado em reservatórios de gás natural na Alemanha desde 1961. O primeiro poço submetido a tal medida foi o poço "Rehden 15". Inicialmente, até o final da década de 1970 / início da década de 1980, apenas algumas medidas de fracking eram realizadas em poços de gás natural na Alemanha. A partir daí houve um aumento até atingir o pico em 2008, com cerca de 30 tratamentos de poços hidráulicos realizados. Desde 2011, apesar das aplicações em andamento, nenhuma medida de fraturamento hidráulico foi aprovada devido ao debate polêmico em andamento. O poço “Buchhorst T12” foi fraturado pela última vez até o momento.

Há poucos anos, novas técnicas tornaram o fracking econômico. Na Formação Bakken, apenas nos estados americanos de Dakota do Norte e Montana , o fraturamento hidráulico aumentou a produção diária de 0 para cerca de 500.000 barris de petróleo entre 2006 e 2012 . Isso corresponde a cerca de um terço da cota de financiamento da Líbia. Dakota do Norte já está produzindo mais petróleo do que o Alasca, e a tendência está aumentando.

As novas tecnologias de fracking, agrupadas sob o nome de superfracking , estão sendo promovidas principalmente pelos líderes da indústria Baker Hughes , Schlumberger e Halliburton . A chave para o sucesso foram novas técnicas como RapidFrac para perfuração horizontal em profundidade, HiWAY , um processo que evita que a permeabilidade da rocha fraturada diminua ao longo do tempo (" condutividade de fratura infinita "), e DirectConnect , uma técnica controlada Expansão de fissuras com explosões ou o derretimento rápido da rocha usando uma técnica de detonação em vez de cabeças de perfuração convencionais.

Calibrar a mistura ideal de água, areia, propante e outros lubrificantes químicos levou várias décadas até 1998, quando Nick Steinsberger e outros engenheiros da Mitchell Energy desenvolveram uma técnica chamada fraturamento hidráulico escorregadio .

Eficiência econômica no contexto da produção de gás natural e petróleo

Em contraste com a produção convencional, em que o petróleo bruto e o gás natural são extraídos da rocha permeável, a produção de rocha densa (impermeável) por meio de fraturamento hidráulico é limitada à vizinhança imediata do poço horizontal na rocha. Como resultado, a taxa de produção de um poço cai mais rápido do que com reservatórios convencionais. De acordo com o Instituto Federal de Geociências e Recursos Naturais , um poço é extraído 90% após no máximo dois anos. Para obter quantidades comparáveis ​​às de um depósito convencional, é necessário um maior número de furos por área e unidade de tempo. Isso pode exigir várias centenas de poços por ano, cada um custando de três a dez milhões de dólares. Como resultado, os hidrocarbonetos não convencionais tendem a ser mais caros de extrair do que os hidrocarbonetos convencionais, mas pelo menos nos EUA e pelo menos para o gás natural, os custos de produção (incluindo exploração e desenvolvimento) entre US $ 2 e US $ 4 por 1000 pés cúbicos (5,19 a 10,38 euros por megawatt hora , a uma taxa de dólar de 1,30 euros) bastante competitivo. Para o óleo de xisto, eles estão estimados em cerca de US $ 15 a US $ 20 o barril.

Desenvolvimento do preço do gás nos EUA 2001-2018

Uma queda no preço do gás natural no mercado dos EUA, que começou em 2008 e terminou em baixa recorde em 2012, levou a um número crescente de investidores se retirando de projetos de fracking e o volume de investimento de $ 35 bilhões (2011) para $ 7 bilhões (2012) e, mais recentemente, diminuiu para US $ 3,4 bilhões (2013). Economistas americanos também alertam contra uma superestimação sistemática das reservas de hidrocarbonetos fósseis não convencionais. Em maio de 2014, o departamento de estatísticas do Departamento de Energia dos EUA , a Energy Information Administration (EIA), corrigiu uma estimativa de 2011 da produtividade do que se acredita ser o depósito de óleo de xisto mais importante dos EUA - o chamado xisto de Monterey em Califórnia - queda de 96%. Isso corresponde a uma redução de dois terços nas reservas estimadas de óleo de xisto dos Estados Unidos. A queda dos preços e as expectativas frustradas forçaram várias empresas a cancelar investimentos de bilhões de dólares em projetos de financiamento não convencionais em 2013. Os baixos preços do gás e a queda do preço do petróleo, que recomeçou no final de 2014, têm impacto principalmente nas empresas de menor porte. Se eles não puderem mais pagar seus empréstimos (a carga total da dívida da indústria de fracking dos EUA cresceu 55% para cerca de US $ 200 bilhões de 2010 ao início de 2015) porque suas instalações de produção não estão funcionando economicamente, eles terão que pedir falência . O boom da primeira década do século 21 foi seguido por uma fase de abalo do mercado , embora o preço do petróleo tenha se recuperado em 2016 e atingido novos máximos de até US $ 85 em 2018.

Devido à crise econômica global induzida pelo bloqueio na sequência da pandemia COVID-19 e a queda drástica associada nos preços do petróleo, as empresas de energia dos EUA especializadas em fracking sofreram forte pressão financeira em março de 2020. O estrangulamento geral da produção mundial, ocorrido em abril através de um acordo no seio da OPEP + ( OPEP mais os principais países produtores de petróleo fora da OPEP, especialmente a Rússia), que foi prorrogado no início de junho, levou a uma recuperação significativa do mercado. No entanto, desde abril de 2020, houve uma série de falências, incluindo grandes empresas de energia dos Estados Unidos, incluindo a Chesapeake Energy , que é considerada uma pioneira do fracking .

Na Europa, os custos e, portanto, o limite para uma extração economicamente viável de gás natural não convencional são maiores do que nos EUA, em parte devido às condições geológicas mais complicadas e aos custos de perfuração e água geralmente mais altos. Em 2010, os custos de produção de 1000 pés cúbicos de gás natural não convencional nas terras baixas da Alemanha do Norte-Polônia foram de 8 a 16 US $ (corresponde a 20,75 a 41,50 euros por megawatt-hora). De acordo com os resultados de uma pesquisa de especialistas realizada pelo Centro de Pesquisa Econômica Europeia em 2013 , um aumento significativo na produção de gás natural não convencional na Europa só é esperado a um preço de atacado estável de pelo menos 30 euros por megawatt hora. Quase um quinto dos entrevistados viu o limite em 60 euros.

Importância geoestratégica

Número de plataformas de petróleo ativas nos EUA desde 1988

Para os EUA , o fraturamento hidráulico é de particular importância geoestratégica , pois aumenta a independência dos hidrocarbonetos fósseis (HC) da região árabe. Isso poderia levar a uma redução no engajamento da política de segurança dos EUA no Oriente Próximo e no Oriente Médio e outros estados que ainda dependem do petróleo e gás desta região, em particular a União Europeia e a China , terão que se envolver mais. No entanto, como os EUA não importam mais quantidades estrategicamente significativas do Oriente Médio como resultado da crise do petróleo na década de 1970 e os efeitos da "revolução do xisto" até agora se limitaram ao mercado de gás natural, atualmente é contestado se tal cenário realmente ocorrerá, especialmente porque os EUA não têm interesse em aumentar a influência chinesa na região.

O presidente da Venezuela, Nicolás Maduro, acusou os EUA em 2014 de usar a produção de óleo de xisto como arma em uma “guerra do petróleo” contra a Venezuela e a Rússia . Os orçamentos nacionais e, portanto, indiretamente também a estabilidade política, destes dois países dependem do preço do petróleo , que, segundo Maduro, caiu significativamente devido à “inundação do mercado” com óleo de xisto norte-americano. De acordo com sua autoridade de energia EIA, os EUA são o maior produtor mundial de petróleo bruto desde 2013.

No decorrer das sanções econômicas contra a Rússia devido à crise na Ucrânia a partir de fevereiro de 2014, o gás natural liquefeito (GNL) da produção de gás de xisto dos EUA foi enfaticamente usado por políticos norte-americanos e pela chanceler Angela Merkel como alternativa ao gás natural russo para a energia abastecimento dos Estados da União Europeia. Além disso, no decorrer da crise, foram feitos apelos para um maior desenvolvimento de instalações de armazenamento de KW não convencionais em países europeus com a ajuda de fracking.

Danos e perigos ambientais potenciais

Representação esquemática dos riscos ambientais potenciais de um poço

visão global

Em geral, todas as técnicas de perfuração envolvem certos riscos ambientais, especialmente se estiverem relacionados à extração de hidrocarbonetos fósseis. No entanto, esses riscos são aumentados no fracking para a produção de óleo de xisto e gás devido ao alto número e densidade de poços e sondas de perfuração, por um lado, e há riscos adicionais, por outro lado, devido a produtos químicos como. Biocidas, podem ser adicionados. Os riscos na produção de petróleo e gás por meio de fracking existem em detalhes no que diz respeito a:

• contaminação da água subterrânea próxima à superfície usada para a captação de água potável com fluidos de fraturamento e os produtos químicos neles contidos por meio de vazamentos na tubulação
• uma contaminação das águas superficiais pelos fluidos de fracking (o chamado refluxo ) e os produtos químicos neles contidos que emergem na extremidade superior do poço após o processo de fracking
• Migração de substâncias do depósito para outras camadas
• Acidentes durante a remoção da água do processo mais os produtos químicos que ela contém
• Vibrações durante a perfuração e fracking regular

Além disso, os críticos temem que, além dos micro- terremotos pretendidos , também sejam desencadeados terremotos maiores. Tremores perceptíveis que ocorreram imediatamente durante um "trabalho de fratura" foram relatados em casos individuais até agora; os danos causados ​​por isso não são conhecidos. Os especialistas estimam que a probabilidade de terremotos mais fortes (magnitude> 4,0) é muito baixa, porque os terremotos só podem ser desencadeados onde a rocha já está sob maior estresse mecânico (independentemente do fracking) . No entanto, devido aos grandes volumes de água, que são assim introduzidos no solo, que tem compressão de águas residuais de fracking ( Injeção profunda para o efeito de um potencial de risco mais elevado) como o próprio fracking. Nas imediações de tais Verpressungsanlagen estão em nos EUA, foram registrados alguns terremotos com magnitude> 5,0, que também causaram danos menores. Em vista dos mais de 140.000 poços usados ​​para fracking de óleo e gás, bem como para injeção de água residual de fracking nos EUA, o número de eventos sísmicos com magnitude> 4,0 (veja abaixo ) que foram direta ou indiretamente relacionados ao fracking é insignificante.

Poluição da água e do solo

Poço de gás Söhlingen

Poço de gás Söhlingen no mapa da Baixa Saxônia

Uso de água no fracking

No fraturamento hidráulico com a finalidade de extrair hidrocarbonetos fósseis não convencionais, 3 a 12 produtos químicos diferentes (incluindo biocidas) são injetados no poço, geralmente cerca de 10 milhões de litros de água e areia de quartzo, com uma proporção total de 0,5 a 2 por cento em volume . Os grandes volumes dos fluidos de fratura injetados levam a uma quantidade absoluta de produtos químicos correspondentemente grande. Por exemplo, uma investigação do Congresso dos EUA descobriu que um total de 43 milhões de litros de produtos químicos foram usados ​​entre 2005 e 2009. Os efeitos sobre o meio ambiente são discutidos em público e criticados por fornecedores de água na Alemanha, porque alguns dos produtos químicos usados ​​são tóxicos ou, de acordo com o Regulamento de Substâncias Perigosas da Alemanha , cancerígenos , venenosos ou de alguma forma prejudiciais à saúde.

Nos estados de Colorado, Dakota do Norte, Pensilvânia e Novo México, entre 2005 e 2014, mais de 6.600 vazamentos acima do solo e derramamentos de vários tamanhos foram relatados em locais de perfuração para o desenvolvimento de reservatórios de petróleo não convencional e gás natural com um total de quase 31.500 poços. Entre 2% e 16% das plantas liberaram líquidos potencialmente prejudiciais ao meio ambiente pelo menos uma vez por ano. Dependendo do estado, eventos com pelo menos 42 a 120 galões (aproximadamente 160 a 450 litros) de líquido vazado eram notificáveis. Cerca de metade dos vazamentos ocorreram em tanques e oleodutos - apenas uma proporção relativamente pequena durante as atividades reais de perfuração e fracking. Os exames de acompanhamento de tais eventos mostraram que em 50% dos casos após a remoção da poluição superficial, o BTEX pode ser detectado nas águas subterrâneas próximas à superfície em concentrações acima dos valores limites. Na Alemanha, também, o fraturamento hidráulico de águas residuais acabou no meio ambiente. Por exemplo, as autoridades e a ExxonMobil afirmaram que em 2007 houve contaminação com BTEX no campo de gás de Söhlingen devido a vazamentos nos dutos de esgoto. Nos EUA, as águas residuais que foram tratadas de forma inadequada também foram lançadas em águas superficiais.

Um outro problema é considerado que os resíduos dos fluidos de fraturamento são depositados nas fissuras. No caso de alguns aditivos (por exemplo, areias de fratura), isso é até desejável, pois eles mantêm as rachaduras abertas. Embora cerca de metade do líquido utilizado, a chamada água produzida , seja bombeado de volta à superfície, a influência da água remanescente não foi esclarecida de forma conclusiva e está sendo reavaliada pela Agência de Proteção Ambiental Americana (EPA) .

Nos EUA em particular, a possível contaminação de águas subterrâneas por gás natural em conexão direta com o fraturamento hidráulico tem sido objeto de discussão controversa. O polêmico documentário Gasland, de 2010, trata em detalhes desse tema. Entre outras coisas, é mostrado que a concentração do gás na água subterrânea pode ser tão alta que pode ser acesa com um isqueiro em uma torneira aberta. A conexão causal com a produção de gás de xisto é controversa, já que o gás natural também pode entrar em aquíferos próximos à superfície naturalmente . Estudos conduzidos pela Duke University na “Bacia de Marcellus” ( Nova York e Pensilvânia ) mostraram que poços de água potável nas proximidades de poços de produção de gás de xisto podem ter maior exposição a metano, etano e propano (o chamado gás de rua ). Os cientistas coletaram amostras de 68 e 141 poços particulares, respectivamente. Embora o metano tenha sido encontrado em mais de 80% das amostras, independentemente de as atividades de extração de gás de xisto estarem ocorrendo nas proximidades ou não, a poluição de metano em poços dentro de um raio máximo de um quilômetro de um poço de gás de xisto foi uma média de 17 ou seis vezes a concentração de etano, até mesmo 23 vezes mais alta do que em outros poços. O propano também foi detectado na água de dez desses poços. A presença de etano e propano nas amostras, bem como a assinatura do isótopo de carbono do metano, indicou que as impurezas pesadas são claramente devidas ao gás natural. De acordo com os estudos, a fonte mais provável de contaminação é o vazamento de gás através de vazamentos no revestimento e cimento anular dos poços. Tal interrupção não seria, entretanto, específica do fracking, mas também pode ocorrer na produção de gás natural a partir de reservatórios convencionais. Na região de produção de xisto de Barnett, no Texas, concentrações aumentadas de arsênio , selênio e estrôncio foram detectadas em poços de água potável localizados em um raio de não mais que 2 km de um local de perfuração .

De acordo com o Public Herald, uma organização sem fins lucrativos da Pensilvânia, quase 9.500 reclamações de residentes de locais de perfuração de gás de xisto foram recebidas pela Agência de Proteção Ambiental do estado (DEP) entre 2004 e 2016, com o número de reclamações anuais correlacionando-se com o número de gás de xisto anual perfuração. Mais de 4.100 reclamações relacionadas à suposta contaminação de águas subterrâneas próximas à superfície, usadas pelos moradores como água potável. O que é particularmente explosivo aqui é que estes números não foram publicados inicialmente pelo DEP, e que a autoridade também não teria tratado um certo número de queixas de acordo com os regulamentos.

Emissão de gases de efeito estufa

Se a meta de dois graus para o aquecimento global for atingida com uma probabilidade de 50%, segundo dados do IPCC, um máximo de 870 a 1.240 gigatoneladas (bilhões de toneladas) de dióxido de carbono pode ser liberado entre 2011 e 2050 . Isso requer uma redução significativa nas emissões de gases de efeito estufa em comparação com o status quo, que por sua vez restringe drasticamente o uso de combustíveis fósseis requer. Convertido em reservas globais, isto significa que no contexto global, entre outras coisas, cerca de um terço das reservas de petróleo , metade das reservas de gás natural e mais de 80% das reservas de carvão não podem ser queimadas.

Enquanto o fraturamento para melhorar os caminhos na rocha com energia geotérmica profunda ajuda a reduzir o consumo de combustíveis fósseis e, assim, reduzir as emissões de gases de efeito estufa, a extração de hidrocarbonetos fósseis e sua combustão naturalmente causam altas emissões líquidas de gases de efeito estufa. A maior parte do excedente de gases de efeito estufa da produção de gás natural não convencional é parcialmente causada pelas emissões de dióxido de carbono, mas também parcialmente pelas emissões de metano . O dióxido de carbono provém principalmente da combustão do gás extraído pelo usuário final e da combustão de outros combustíveis fósseis em conexão com a extração do gás. O metano, por outro lado, escapa como o principal componente do gás bruto não queimado dos sistemas de transporte (por exemplo, através de válvulas de alívio de pressão) e vaza nos dutos de transporte.

Como o metano é considerado um gás de efeito estufa muito mais eficaz do que o dióxido de carbono, as emissões de metano são o principal contribuinte para o excedente de gás de efeito estufa. Embora a ventilação do gás das válvulas de alívio de pressão e o escape dos dutos durante a produção real ocorram igualmente em reservatórios de gás natural convencionais (ou seja, não fraturados) e não convencionais, as emissões de metano ocorrem no desenvolvimento de um reservatório não convencional, ou seja, um reservatório de gás natural. H. na fase em que ocorre principalmente o fraturamento hidráulico, cerca de 20 vezes maior do que quando se desenvolve um depósito convencional. O metano escapa principalmente durante a saída de refluxo após um processo de fraturamento e durante o chamado drill out no início da produção real, a perfuração de fechos no tubo de transporte horizontal que havia vedado previamente as seções individualmente fraturadas umas das outras. Além disso, o metano pode escapar durante a chamada descarga de líquidos . Esta é uma medida pela qual é removida a água de condensação que se acumulou no curso da produção na extremidade inferior do poço como resultado da diminuição da pressão do reservatório, o que tem um efeito negativo na taxa de produção. Para fazer isso, o poço é fechado por um tempo ( fechado ) para que a pressão do reservatório possa aumentar novamente. Em seguida, o poço é aberto para a atmosfera de modo que a pressão, agora relativamente alta, conduza a água para cima, para fora do poço ( purga do poço ). Este método também libera gás e, portanto, metano na atmosfera. No entanto, a descarga de líquidos é menos necessária para o bombeamento não convencional do que para o bombeamento convencional. No geral, as emissões de metano podem representar até 10% da produção total de um único poço não convencional.

O balanço exato de gases de efeito estufa da extração de hidrocarbonetos não convencionais por meio de fracking tem sido relativamente pouco pesquisado, e as avaliações do balanço de gases de efeito estufa de hidrocarbonetos não convencionais em comparação com outros combustíveis fósseis são contraditórias. Em particular, o balanço de gases de efeito estufa do gás natural não convencional em comparação com o carvão , o “mais prejudicial ao clima” das fontes de energia convencionais , é controverso . Alguns dos pesquisadores chegaram à conclusão de que a substituição do carvão pelo gás natural de fraturamento leva a uma redução nas emissões de gases de efeito estufa e que, portanto, é menos “prejudicial ao clima” do que o carvão. Com base em tais cálculos, a produção de hidrocarbonetos não convencionais é frequentemente declarada como uma tecnologia de transição que supostamente substituirá temporariamente o uso de carvão antes que a energia seja gerada em grande parte por fontes renováveis no futuro . No entanto, outros pesquisadores não prevêem uma redução efetiva nas emissões de gases de efeito estufa, ou o gás natural não convencional portador de energia tem um balanço de gases de efeito estufa pior do que o carvão portador de energia.

No caso específico da geração de eletricidade a partir do gás de xisto da Formação Marcellus em usinas de carga de base , estima-se que as emissões de gases de efeito estufa sejam apenas 3% maiores do que com o gás natural convencional produzido nos EUA, mas até 50% menores do que com geração de eletricidade a partir do carvão. Outro estudo chega à conclusão de que, devido às altas emissões de metano, principalmente no desenvolvimento dos reservatórios, o gás natural extraído de forma não convencional tem um balanço de gases de efeito estufa pior do que o carvão, mesmo com uma estimativa conservadora, e só é menos "prejudicial ao clima" se a fase de extração por local de perfuração for irrealisticamente longa “Is. Segundo a Agência Federal do Meio Ambiente da Alemanha , faltam dados empíricos mais precisos para uma avaliação precisa, principalmente no que diz respeito às emissões de metano.

tremor de terra

O fraturamento hidráulico leva inevitavelmente a "terremotos", mas esses são micro- terremotos cuja magnitude é geralmente menor que 1,0, porque as mudanças nas condições de estresse na rocha afetada causadas pela pressão do fluido de fraturamento são relativamente pequenas e estão a poucos quilômetros nas proximidades limitado ao buraco. Se os pré-requisitos geológicos especiais forem atendidos, as tensões na rocha que existiram por períodos geológicos de tempo podem ser liberadas durante um processo de fraturamento hidráulico , que pode levar a enxames de terremotos com vibrações individuais significativamente mais fortes. Em tais casos, eventos sísmicos anômalos também são mencionados. Em muitas regiões da América do Norte, onde os hidrocarbonetos fósseis são extraídos, a atividade sísmica aumentou dramaticamente na esteira do boom do fraturamento hidráulico. No estado de Oklahoma, nos EUA, é atualmente (em 2015) ainda maior do que na Califórnia, o estado dos EUA que é atravessado pela Falha de San Andreas . No entanto, isso não diz nada sobre a probabilidade de ocorrência de terremotos graves ou muito graves, uma vez que já ocorreram na Califórnia. O mais forte terremoto até o momento, que provavelmente foi desencadeado no decorrer de um processo de fraturamento, ocorreu em 22 de janeiro de 2015 em Fox Creek, na província canadense de Alberta, com magnitude de 4,4. Também no Canadá, na Bacia do Rio Horn, no nordeste da província de British Columbia , inúmeros eventos sísmicos com magnitudes locais (M _L ) acima de 2,0 foram registrados entre abril de 2009 e dezembro de 2011 . No entanto, apenas o terremoto mais forte foi claramente perceptível com M _L 3.8 ( magnitude do momento M _W 3.6). As 8.000 ou mais operações de fracking de alto volume restantes realizadas no nordeste da Colúmbia Britânica em 2012 não causaram nenhuma atividade sísmica anômala. Também vale a pena mencionar um enxame de terremotos no município da Polônia perto de Youngstown em março de 2014, os cinco terremotos mais fortes com magnitudes entre 2,1 e 3,0. Os eventos sísmicos mais perceptíveis na Europa até o momento consistem em dois tremores com magnitudes 2,3 e 2,9 em 1º de abril de 2011 e 26 de agosto de 2019, respectivamente, imediatamente a leste de Blackpool . O choque em agosto de 2019 teria sido perceptível em Preston, a cerca de 10 quilômetros de distância . Como resultado deste evento, o Departamento de Energia do Reino Unido emitiu uma moratória de fracking de gás de xisto em novembro de 2019, que é válida até novo aviso.

Após um tratamento mais ou menos intensivo, as águas residuais do fraturamento hidráulico são descartadas em camadas de rocha profundas no subsolo. Com essa compressão , às vezes enormes volumes de líquido são bombeados para o horizonte-alvo correspondente. Também aqui existe o risco de ocorrerem sismos em determinadas condições geológicas. Os terremotos mais fortes que ocorreram até agora em conexão com fracking podem ser rastreados, em parte presumivelmente, em parte de forma verificável, à injeção de águas residuais.

Os eventos sísmicos anômalos durante o fracking e os terremotos que ocorrem no curso da injeção de águas residuais são explicados pelo fato de que a pressão no espaço dos poros de uma rocha saturada com água, pré-tensionada (sismogênica) , que aumenta como resultado da injeção de fluidos , move-se para um próximo que se enquadra no campo regional de falha orientada por tensão " puffs through " ( difusão por pressão de poro ). Isso reduz o atrito estático nas superfícies de falha, o que pode levar à ocorrência de movimentos na falha. Eles se expressam na forma de um enxame de terremotos com vibrações individuais, que às vezes podem ser significativamente mais fortes do que um micro-terremoto. Há uma conexão entre a força desse tremor desencadeado e o volume do fluido injetado. Durante o rejuntamento, volumes significativamente maiores são trazidos para o subsolo do que no fracking. Estes também permanecem permanentemente na subsuperfície e o horizonte alvo correspondente tem uma alta condutividade para fluidos ( permeabilidade ). No caso de fracking, por outro lado, o horizonte alvo tem uma baixa condutividade e uma parte não desprezível dos fluidos injetados emerge novamente na extremidade superior do poço após a conclusão de uma medida de fracking ( refluxo ). Por essas razões, a probabilidade de um terremoto mais forte e sua magnitude máxima alcançável é maior com injeção de águas residuais do que com fraturamento real.

Mapa da região ao redor de Guy e Greenbrier, Arkansas, mostrando os epicentros e as magnitudes do chamado enxame do terremoto Guy-Greenbrier 2010/11.

Na verdade, dos cinco eventos sísmicos registrados a leste das Montanhas Rochosas em 2011, com grandes terremotos com magnitude de momento de 4,0 ou mais e que estavam comprovadamente relacionados à produção de hidrocarbonetos, dois eram relativamente certos e um provável à injeção de águas residuais: Por exemplo, uma série de terremotos mais fortes na Falha Guy Greenbrier no estado de Arkansas , nos Estados Unidos , desconhecidos até o outono de 2010 , dos quais um (27 de fevereiro) atingiu M _W 4.7, levou a uma moratória, incluindo a perfuração de novos furos para injeção de esgoto na área da falha de Guy Greenbrier está permanentemente proibida. Em 23 de agosto, um terremoto com M _W 5.3 ocorreu perto de Trinidad, na Bacia de Raton, no sul do estado americano do Colorado . Foi o mais forte de toda uma série de terremotos perceptíveis que ocorreram desde 2001 na região até então sismicamente imperceptível até o Novo México . O provável gatilho é a injeção de grandes volumes de águas residuais da produção da CBM, que ali ocorre desde 2001. A série mais forte de terremotos ocorreu em novembro perto de Praga, nos campos de petróleo de Wilzetta, no estado americano de Oklahoma . Três de seus terremotos atingiram M _W ≥ 5,0 e o mais forte (6 de novembro) mesmo M _W 5,7. Até agora (em 2015) foi o pior terremoto já registrado com instrumentos em Oklahoma e o pior que já ocorreu na esteira de esgoto injetado. Destruiu duas casas de família e danificou outros edifícios. Duas pessoas ficaram feridas. Em 30 de dezembro, a planta de injeção “Northstar I” perto de Youngstown em Ohio teve que ser fechada depois que um tremor com um M _W 2.7 pôde ser diretamente atribuído à sua operação. Um dia depois, houve até um terremoto perceptível, que em 3,9 estava logo abaixo da magnitude do momento de 4,0. A água residual injetada veio da produção de hidrocarbonetos em Marcellus Shale na vizinha Pensilvânia .

Riscos de saúde

Os riscos à saúde do fraturamento hidráulico surgem principalmente em conexão com a extração de hidrocarbonetos fósseis. Em vários países, os riscos possíveis e, em alguns casos, já conhecidos de fraturamento de hidrocarbonetos estão sendo discutidos do ponto de vista médico.

Os perigos que estão intimamente ligados ao fraturamento hidráulico surgem da contaminação de águas subterrâneas e superficiais com fluidos de fraturamento hidráulico ou os aditivos neles contidos. Com cerca de 100 do total de 750 aditivos usados, são conhecidos ou suspeitos os chamados desreguladores endócrinos ( Substâncias químicas desreguladoras endócrinas , EDC), o hormônio sexual humano - perturba o lar. EDC com um efeito semelhante ao do estrogênio são considerados a causa de infertilidade e câncer. O EDC que bloqueia os pontos de encaixe dos hormônios sexuais masculinos (EDC anti-androgênico) pode causar malformações na genitália masculina e infertilidade. Pesquisa da University of Missouri, Columbia, em uma região com alta densidade de instalações de produção de gás natural não convencional em Garfield County , Colorado, descobriu que EDC de fluidos de fraturamento eram detectáveis ​​nas águas subterrâneas e superficiais da região.

Além disso, existem riscos à saúde que não são ou apenas parcialmente específicos do fraturamento hidráulico, por exemplo, o transporte indesejado de material radioativo dos locais de armazenamento (ver também →  Resíduos radioativos da produção de petróleo ). Por outro lado, a possível liberação de radônio causador de câncer de pulmão de depósitos não convencionais parece ser específica para o fraturamento hidráulico , que então migra através das camadas externas para os porões e andares inferiores das casas. Como parte de um estudo realizado no estado americano da Pensilvânia , que avaliou estatisticamente os valores medidos de 763.000 edifícios entre 1987 e 2013, a produção de gás de xisto no xisto de Marcellus foi determinada como um dos vários fatores para um aumento do radônio do ar interno concentração: a partir de 2004, coincidindo com um aumento contínuo na produção de gás de xisto no estado, as concentrações de radônio em condados com um grande número de instalações de produção ou uma alta taxa de produção de gás de xisto foram estatisticamente claramente maiores do que as concentrações em condados com baixo gás de xisto Produção. Na Pensilvânia, entretanto, o ar interno é geralmente significativamente mais poluído com radônio do que em outros estados dos EUA devido às condições geológicas regionais. Existem diferenças claras entre as grandes cidades e as regiões rurais. Na Filadélfia , a maior cidade da Pensilvânia, foram medidas de longe as menores concentrações de radônio. Eles ainda estavam bem abaixo das concentrações medidas em condados com pouca ou nenhuma extração de gás de xisto. Nos condados por onde corre o chamado Reading Prong, uma província geológica das Montanhas Apalaches rica em gnaisse , as concentrações foram de longe as mais altas em todo o período de medição, muito mais altas do que em condados com alta produção de gás de xisto. As diferenças entre Filadélfia e condados com baixa produção de gás de xisto ou condados de Reading-Prong e condados com alta produção de gás de xisto sempre foram maiores do que as diferenças entre condados com baixa produção e condados com alta produção de gás de xisto.

Também não é puro frackingspezifisch a contaminação do ar e das águas subterrâneas com os chamados aromáticos BTEX , especialmente com o benzeno aplicável cancerígeno do sangue e da medula óssea . Eles estão contidos em pequenas quantidades em hidrocarbonetos fósseis convencionais e não convencionais e na água do reservatório . Com o fraturamento hidráulico, no entanto, o refluxo também adiciona água contaminada. Se essa água for armazenada em tanques abertos (proibido na Alemanha), mais compostos aromáticos BTEX e outros compostos de hidrocarbonetos prejudiciais podem escapar para o ar. Com base em concentrações de poluentes atmosféricos (incluindo emissões de motores de combustão interna de caminhões e geradores a diesel) que existem em torno de sistemas de manuseio de gás apertados em Garfield County, Colorado, mediu, calculou, um grupo de pesquisa da Escola de Saúde Pública do Colorado da Universidade do Colorado, em Aurora, que os residentes a menos de meia milha (cerca de 800 m) de distância do sistema de transporte estão expostos a um risco significativamente maior de desenvolver câncer e doenças crônicas não cancerosas do que os residentes a mais de meia milha de distância. A Rede Comunitária para Doentes Ambientais (GENUK) suspeita, devido aos efeitos cancerígenos do benzeno, que essa substância é a causa de um aumento estatisticamente significativo nos casos de "casos de câncer de tecido linfóide, hematopoiético e relacionado" em homens idosos no distrito de Rotenburg / Wümme, na Baixa Saxônia, no período de 2003 a 2012 é. O distrito é um dos centros de produção de gás natural em terra na Alemanha, incluindo a produção de gás tight, e a contaminação lá com água do reservatório contendo BTEX de dutos com vazamento está documentada para pelo menos 2012. Dois estudos, um realizado na zona rural do Colorado com quase 125.000 participantes entre 1996 e 2005, e outro no sudoeste da Pensilvânia com quase 15.500 participantes entre 2007 e 2010, examinaram como era o número de sistemas de produção de gás natural não convencionais nas proximidades de casa mudar a mãe ou a distância de casa para esses sistemas de transporte teve um impacto na saúde de um recém-nascido (quanto mais próximo e / ou mais sistemas de transporte, maior a exposição ). Nenhum estudo encontrou um aumento no número de partos prematuros em mães mais expostas. Os resultados em relação ao peso ao nascer para nascimentos a termo se contradizem. A Pensilvânia também descobriu que a exposição a níveis elevados aumenta a probabilidade de um recém-nascido ser muito pequeno para sua idade (não estudado no Colorado). O estudo do Colorado encontrou um aumento no número de defeitos cardíacos congênitos com o aumento da exposição e um número (significativamente) aumentado de defeitos do tubo neural apenas com alta exposição ( não investigado na Pensilvânia). Os autores de ambos os estudos enfatizam que seu valor informativo é limitado e mais pesquisas são necessárias.

Se, como resultado do aumento do uso de fracking, a extração de hidrocarbonetos fósseis se espalhar rapidamente em regiões relativamente densamente povoadas, isso inevitavelmente aumenta a poluição associada (potencial) e, consequentemente, o risco para a saúde da população local. No final das contas, não importa se as emissões de poluentes são específicas da extração não convencional de hidrocarbonetos fósseis por fracking, ou se também ocorrem com a extração convencional. Em última análise, é crucial que ocorram e que não ocorram sem a utilização de fracking, desde que apenas seja possível a produção não convencional nas regiões em causa.

Fraturamento hidráulico em todo o mundo

O fraturamento hidráulico tornou-se bastante difundido na década de 1950. Para o petróleo bruto e o gás natural, principal área de aplicação do fracking, foram 2,5 milhões de frackings até 2012. Incluindo mais de um milhão de vezes nos EUA.

América

Em termos de volumes de produção, o uso de fracking é muito mais difundido na América do Norte do que na América do Sul .

Estados Unidos

“Fracking é prejudicial à saúde” - banner na “Marcha de Energia Limpa” na Filadélfia (24 de julho de 2016).

Os EUA são considerados pioneiros no uso da tecnologia de fracking na extração de hidrocarbonetos fósseis não convencionais (gás de xisto, etc.). No decorrer da primeira década do século 21, numerosos campos de petróleo e gás não convencionais foram desenvolvidos lá em um verdadeiro boom. As formações alvo mais importantes para a produção incluem o Xisto Marcellus (Devoniano Médio) na Pensilvânia, o Xisto Niobrara (Cretáceo Superior) no Colorado e Wyoming, o Xisto Barnett (Carbonífero Inferior) no Texas, o Xisto New Albany (principalmente o Devoniano Superior) em Illinois, e Bakken Shale (Upper Devoniano-Lower Carboniferous) em Montana e Dakota do Norte e Monterey Shale (Mioceno) na Califórnia. O abastecimento do mercado norte-americano, em particular, de gás natural não convencional levou à queda dos preços e à redução das importações. Com a crise econômica global de 2007 em diante , a demanda caiu. Os preços continuaram caindo e o boom diminuiu significativamente. No segundo semestre de 2015, devido à queda do preço do petróleo, a produção de óleo de xisto caiu mais de 400.000 barris por dia, mas ao mesmo tempo o número de tailcoats aumentou.

No decorrer da massiva expansão da produção de petróleo bruto não convencional e gás natural por meio do fracking, aumentaram as vozes apontando os riscos dessa tecnologia para o meio ambiente e a saúde. Isso gerou uma polêmica acalorada que também se espalhou por outros países industrializados. No estado de Nova York, por exemplo, existe a proibição oficial do fracking para extração de hidrocarbonetos desde 12 de dezembro de 2014, como acontece em Vermont desde 2012 .

Canadá

O fraturamento hidráulico tem sido usado ativamente no Canadá desde, pelo menos, os anos 1960. Um ponto importante aqui foi a região de Alberta em particular , onde o gás foi extraído da Formação do Rio Spirit no final dos anos 1970 . O debate social continuou se amplificando em julho de 2011, quando o Conselho Executivo da Colúmbia Britânica concedeu à empresa Talisman Energy uma licença de 20 anos para extrair água do Lago Williston . Uma moratória de fracking está em vigor na província de Québec desde 2014 .

Colômbia

Na Colômbia , o fraturamento hidráulico tem sido usado para explorar depósitos de petróleo convencional por várias décadas. Devido ao esgotamento crescente desses depósitos, no entanto, o governo colombiano está considerando conceder concessões para o desenvolvimento e extração de depósitos de petróleo não convencional por meio de fracking, sujeito a condições estritas. Isso é criticado por ambientalistas.

África

África do Sul

Mapa de concessões na Bacia do Karoo

O fraturamento hidráulico tem sido usado na África do Sul há décadas para aumentar o rendimento dos poços, incluindo poços de água potável. Como resultado de uma ampla discussão pública, uma moratória ao fracking para extração de gás de xisto foi imposta em 2011. Em 2012, a moratória foi novamente suspensa. Isso se justificou por um lado com a criação de novos empregos, por outro lado, o gás de xisto é citado pelo governo sul-africano como uma tecnologia de ponte para a transição do carvão para outras fontes de energia. Três empresas receberam licenças para explorar os depósitos de gás de xisto em cerca de 20% da área sul-africana. Estima-se que os suprimentos no Karoo sejam suficientes para abastecer a África do Sul por 400 anos.

Ásia

China

Na China, uma fonte de gás de xisto foi desenvolvida usando fracking pela primeira vez em 2011. De acordo com um estudo da EIA, a China deve ter as maiores reservas de gás de xisto do mundo, superando as dos EUA pela metade.

Europa

Em outubro de 2013, o Parlamento Europeu votou por uma avaliação de impacto ambiental vinculativa para a perfuração de gás de xisto. Em janeiro de 2014, a Comissão da UE apresentou recomendações não vinculativas segundo as quais os impactos ambientais devem ser examinados e evitados. A implementação é deixada para os Estados membros individuais.

Em 27 de fevereiro de 2015, a Comissão da UE publicou os resultados de sua pesquisa com os países da União sobre seus planos e projetos relacionados ao fraturamento hidráulico de alto volume.

Alemanha

Áreas com potencial de gás de xisto na Alemanha (em laranja). Atualmente, no entanto, o foco está apenas na Bacia do Noroeste da Alemanha (Baixa Saxônia, Vestfália), na Bacia do Molasse (Baviera, Baden-Württemberg) e no Alto Reno Rift (Baden-Württemberg).

A fraturação hidráulica tem sido utilizada na Alemanha desde 1961, em particular para aumentar ou manter as taxas de produção constantes na produção convencional de petróleo e gás natural, bem como para água potável, para remediação de locais contaminados e para perfuração geotérmica ("estimulação") . Cerca de 300 trabalhos de fraque foram realizados em todo o país, a maioria deles na Baixa Saxônia . Inicialmente, apenas a perfuração vertical foi usada para fracking; Pela primeira vez em um poço horizontal, o fraturamento hidráulico foi usado na Alemanha no poço Söhlingen Z10 em 1994. A extração comercial de petróleo bruto e gás natural do xisto não ocorreu e não ocorre na Alemanha.

Debate social

O fraturamento hidráulico tem sido um tema controverso tanto na Alemanha quanto na Europa há vários anos. A crítica é baseada principalmente em experiências dos EUA ou em filmes como Gasland . Na Alemanha, a resistência é freqüentemente formada em iniciativas de cidadãos . Várias empresas de financiamento, como a ExxonMobil, tentaram influenciar proativamente a discussão, coletar preocupações em um processo de informação e diálogo e fazer com que elas sejam esclarecidas por um grupo de especialistas de cientistas independentes. Os representantes comerciais tendem a ser a favor ou contra o fracking, dependendo do ramo da indústria.

Em particular, os riscos ambientais do fracking são discutidos de forma controversa. Para uma melhor classificação, o Centro Alemão de Pesquisa de Geociências (GFZ), a Agência Ambiental Federal , o Conselho Consultivo para Questões Ambientais e o Instituto Federal de Geociências e Recursos Naturais (BGR) prepararam relatórios de especialistas muito discutidos sobre os efeitos entre 2010 e 2015 Todos os relatórios chegaram à conclusão, com diferentes ênfases, que por um lado a situação atual dos dados é insuficiente para uma avaliação conclusiva das possibilidades e riscos e, por outro lado, que o quadro jurídico não está claramente definido tanto no processo de aprovação como no processo de monitoramento subsequente. Foi sugerido melhorar a situação dos dados por meio de perfurações-piloto controladas, transparentes e passo a passo e outras investigações e criar o quadro legal, especialmente para o aspecto dos requisitos ambientais. A lucratividade econômica do desenvolvimento de estoques de gás de xisto na Alemanha também foi discutida de forma crítica nos relatórios.

Situação legal

Após um processo de desenvolvimento que durou mais de três anos e foi acompanhado por inúmeras polêmicas com a participação de dois governos federais, a lei que altera os regulamentos de conservação da água e da natureza para proibir e minimizar riscos no processo de tecnologia de fraturamento hidráulico ( Diário da Lei Federal I p. 1972 ), comumente referido como a "Lei de Fracking", foi aprovado. Este artigo de lei , que inclui mudanças em particular na Lei de Recursos Hídricos e na Lei Federal de Conservação da Natureza , introduz uma proibição geral de fraturação em depósitos não convencionais ( gás de xisto , gás de carvão ). A fraturação rígida de gás , que é praticada há muito tempo em camadas profundas de arenito denso , continua permitida, exceto em áreas sensíveis, como as que são importantes para o abastecimento de água potável. Como exceção à proibição do fraturamento hidráulico em instalações de armazenamento não convencionais, um total de quatro testes para fins científicos são permitidos em todo o país - os estados federais em questão devem, no entanto, consentir expressamente com os mesmos. Uma comissão independente de especialistas deve relatar os conhecimentos adquiridos até 2021. No mesmo ano, o Bundestag fará uma revisão “com base no estado da arte em ciência e tecnologia” para determinar se a proibição do fraturamento hidráulico deve ser relaxada ou finalmente consolidada.

Áustria

A Montanuniversität Leoben , juntamente com a empresa de petróleo e gás OMV, desenvolveu um projeto-piloto em Weinviertel austríaco, no qual o chamado fracking limpo seria usado. No fraturamento hidráulico limpo, apenas água, areia de bauxita e amido são usados ​​como propantes. Os núcleos de perfuração devem ser obtidos por meio de perfuração de teste, a fim de confirmar a viabilidade do fracking limpo com base nas propriedades geomecânicas dos núcleos. Foi sugerido que o método é mais amigo do ambiente, mas menos eficiente economicamente. Em 2012 o projeto foi descontinuado por ineficiência.

As perfurações de teste em Weinviertel foram planejadas nas regiões ao redor da cidade de Poysdorf e na vila de Herrnbaumgarten . Devido aos protestos públicos, os tomadores de decisão política negaram a perfuração de teste da OMV no terreno através da mídia. Seguiu-se uma avaliação de impacto ambiental obrigatória para perfuração de gás de xisto. Uma iniciativa de cidadãos foi criada na Áustria para apontar os perigos do fraturamento hidráulico com gás de xisto.

Suíça

Na Suíça, o uso do subsolo está sujeito à soberania cantonal. As bases jurídicas correspondentes datam parcialmente do século XIX. O cantão de Aargau introduziu recentemente um requisito de licença para a exploração ou uso do subsolo profundo. O Cantão de Lucerna está planejando introduzir um regulamento semelhante. Os cantões suíços do leste e do centro de Appenzell Innerrhoden, Appenzell Ausserrhoden, Glarus, St. Gallen, Schaffhausen, Schwyz, Thurgau, Zug e Zurique estão trabalhando juntos em uma base jurídica. Os cantões de Friburgo e Vaud, no oeste da Suíça, estabeleceram uma moratória sobre a exploração e extração de gás. No cantão de Berna , as explorações de gás foram concedidas entre Aarberg e Biel .

França

Após a concessão de quatro licenças de perfuração para extração de gás de xisto em março de 2010 em uma área total de 9.672 km², o debate público em chamas em julho de 2011 levou à proibição da exploração e extração de gás de xisto com a ajuda de fraturamento hidráulico em o continente francês para fins não científicos. As empresas que queriam usar o fracking para extrair o gás de xisto foram retiradas logo depois. Isso também foi confirmado pelo Tribunal Constitucional francês em outubro de 2013 . Pouco antes, o presidente François Hollande havia confirmado mais uma vez que uma licença para a mineração de gás de xisto na França não era esperada durante seu mandato.

Dinamarca

As petrolíferas francesas estão se mudando para o exterior por causa da atitude de seu governo. A Total recebeu uma licença estadual para perfuração de teste na Dinamarca , que a Dybvad realizou em 2015 . Os depósitos de gás de xisto aqui estão limitados ao norte da Jutlândia e sua exploração atualmente não é muito lucrativa.

Outros estados

Na UE, a Polónia , em particular, tinha planeado intensificar a produção de gás não convencional e, em julho de 2013, já tinha adjudicado cerca de 100 concessões de fracking. No entanto, devido a um clima de investimento que foi percebido como incerto pelas empresas de energia e à geologia relativamente complicada dos depósitos, as atividades de exploração de gás de xisto na Polônia efetivamente pararam no final de 2017.

A Bulgária proibiu a produção de gás de xisto por fracking em 2012 e retirou uma licença que já havia sido concedida à Chevron .

Após um grande evento sísmico na área da instalação de fracking perto de Blackpool em agosto de 2019, o governo do Reino Unido impôs, com base em um relatório da Autoridade de Petróleo e Gás do Reino Unido (OGA), que "consequências inaceitáveis" para os residentes de tais instalações não poderia ser descartada, em novembro de 2019 uma proibição nacional de fraturamento.

Oceânia

Austrália

Na Austrália , a estimulação hidráulica foi usada principalmente para extração de depósitos convencionais até meados dos anos 2000. Esta prática foi particularmente difundida na Bacia de Cooper . O gás de xisto ocorre principalmente na Austrália Ocidental na Bacia de Canning. Esses depósitos estão atualmente em fase de exploração. O início da produção comercial em grande escala é esperado entre 2020 e 2025.

Assim como nos EUA, a regulamentação do uso de fracking para extração de hidrocarbonetos não convencionais é assunto dos estados, e também na Austrália há um debate social sobre os riscos e oportunidades associados a essa tecnologia. Os oponentes do fracking foram capazes de registrar alguns sucessos aqui. Por exemplo, uma moratória foi imposta no estado de Victoria em 2012, que ainda estava em vigor em 2014. No estado de New South Wales , os aromáticos BTEX foram proibidos como aditivos na produção de gás de camada de carvão no mesmo ano .

Nova Zelândia

Na região de Taranaki , na Nova Zelândia , o gás é extraído por fracking desde 1993. A tecnologia é atualmente regulamentada principalmente pela Lei de Gestão de Recursos de 1991. Protestos de ambientalistas resultaram na imposição de uma moratória por quatro governos locais em 2012, mas uma moratória nacional foi rejeitada pelo governo. Um estudo encomendado pelo Comissário Parlamentar para o Meio Ambiente concluiu, em um relatório provisório, que a regulamentação deve ser mais rígida.

literatura

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• Anna Alexandra Seuser: Gás natural não convencional: um recurso procurado com imponderáveis. In: Nature and Law . Vol. 34, 2012, pp. 8-18, doi: 10.1007 / s10357-011-2191-y .
• Christian Tenbrock, Fritz Vorholz: America in the gas frenzy. O fraturamento hidráulico pode mudar o mundo - mas crescem as dúvidas sobre o tamanho real dos suprimentos . In: O tempo . 7 de fevereiro de 2013, p. 21.
• Christiane Habrich-Böcker, Beate Charlotte Kirchner, Peter Weißenberg: Fracking - A Nova Geografia de Produção. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-02178-8 .
• William Stringfellow, Jeremy K. Domen, Mary Kay Camarillo, Whitney L. Sandelin, Sharon E. Borglin: Características físicas, químicas e biológicas de compostos usados ​​no fraturamento hidráulico. In: Journal of Hazardous Materials. Vol. 275, 2014, pp. 37–54, doi: 10.1016 / j.jhazmat.2014.04.040 ( acesso em texto alternativo: ResearchGate ).

Links da web

Wikcionário: Fracking  - explicações de significados, origens de palavras, sinônimos, traduções

Documentos

• Considerações radiológicas sobre extração não convencional de gás natural (fraturamento hidráulico - fracking), recomendação da comissão de proteção radiológica ( BAnz AT 10.12.2014 B2 )
• Declaração sobre as declarações geocientíficas do relatório UBA, o estudo NRW e o estudo de risco do processo ExxonMobil InfoDialog sobre o tema de fraturamento (março de 2013) (PDF; 542 kB), site dos Serviços Geológicos do Estado da Alemanha
• Parecer de especialista sobre projeto de lei do governo federal
• Uma tecnologia em foco: fracking - potenciais, oportunidades e riscos (publicação da Swiss Academies of Arts and Sciences)
• GEORG KÜFFNER: Fracking. O medo dos buracos profundos . In: FAZ . 10 de maio de 2014. 
• Comunicado de imprensa do Parlamento Europeu: MPE reforça a diretiva de avaliação de impacto ambiental (2014)

Relatórios de fundo

• Nafeez Mosaddeq Ahmed : A próxima bolha: o fracking não resolve o problema de energia . In: Le Monde Diplomatique . 12 de abril de 2013. 

Vídeos e relatórios

• Gasland , documentário americano sobre fraturação por gás de xisto nos EUA a partir de 2010 ( site oficial )
• Medo de fracking , reportagem de 30 minutos da série Panorama - os repórteres de 3 de novembro de 2015 em ndr.de
• Barbara Schmidt-Mattern , Alexander Budde : Lei de Fracking Planejado - Tecnologia Futura ou Risco? Deutschlandfunk - " Plano de fundo " de 1 de abril de 2015.

Evidência individual