การแตกหักแบบไฮดรอลิกที่เรียกว่า fracking เป็นเทคนิคการขุดเจาะที่ใช้สำหรับการสกัดน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติจากใต้ดินลึก
Fracking เป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและการเมืองที่ถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิง ผู้สนับสนุนยืนยันว่าเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่ปลอดภัยและประหยัด อย่างไรก็ตามนักวิจารณ์อ้างว่า fracking สามารถทำลายแหล่งน้ำดื่มก่อมลพิษทางอากาศมีส่วนร่วมในก๊าซเรือนกระจกที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนและก่อให้เกิดแผ่นดินไหว
fracking ทำงานอย่างไร
บ่อ fracking ส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันขึ้นอยู่กับสองเทคโนโลยี: การแตกหักแบบไฮดรอลิกซึ่งใช้งานมาตั้งแต่ปี 1940 และการขุดเจาะแนวนอนซึ่งเป็นเทคนิคที่ก่อนกลายเป็นที่แพร่หลายในปี 1990ตามสถาบัน Earth ของมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย
ในแง่ที่ง่ายกระบวนการ fracking เริ่มต้นด้วยกนั่นคือการเจาะในแนวตั้งหรือที่มุมจากพื้นผิวถึงความลึก 1 ถึง 2 ไมล์ (1.6 ถึง 3.2 กิโลเมตร) หรือมากกว่านั้นตามที่สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา (EPA) หลุมแนวตั้งจะถูกห่อหุ้มด้วยเหล็กและ/หรือซีเมนต์เพื่อให้แน่ใจว่าบ่อน้ำจะไม่เสี่ยงต่อการรั่วไหลลงสู่น้ำใต้ดิน
เมื่อบ่อน้ำในแนวตั้งมาถึงชั้นลึกของหินที่มีก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมันมีอยู่เส้นโค้งประมาณ 90 องศาและเริ่มเจาะในแนวนอนตามชั้นหินนั้น การขุดเจาะแนวนอนสามารถขยายได้มากกว่า 1 ไมล์ (1.6 กม.) จากหลุมในแนวตั้งการแตกหักแบบไฮดรอลิกและน้ำส่วนตัวของคุณบ่อน้ำ-
หลังจากการเจาะที่ดีและมีการเจาะอย่างเต็มที่แล้วของเหลว fracking จะถูกสูบลงไปในบ่อน้ำที่แรงดันสูงมากในบางกรณีเกิน 9,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (62,050 กิโลกรัม) ความดันมีพลังมากพอที่จะแตกหินรอบ ๆ สร้างรอยแยกและรอยแตกที่น้ำมันและก๊าซสามารถไหลได้
ของเหลวที่ถูกสูบเข้าไปในบ่อน้ำเพื่อแตกหักหินเรียกว่า Slickwater ส่วนใหญ่เป็นน้ำแม้ว่ามันจะมีสารเติมแต่งและสารเคมีที่หลากหลายที่ให้บริการทางวิศวกรรม สารเติมแต่งอาจรวมถึงผงซักฟอกเกลือกรดแอลกอฮอล์น้ำมันหล่อลื่นและยาฆ่าเชื้อ สารเติมแต่งสารเคมีเหล่านี้มักจะคิดเป็น 0.5 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ของน้ำที่มีความลื่นโดยมีส่วนที่เหลืออีก 98 ถึง 99.5 เปอร์เซ็นต์ซึ่งประกอบด้วยน้ำธรรมดาตามรายงานที่เรียกว่า "การพัฒนาก๊าซจากหินดินดานสมัยใหม่ในสหรัฐอเมริกา" โดยกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา
นอกเหนือจากสารเติมแต่งน้ำและสารเคมีแล้ว "proppants" เช่นทรายและอนุภาคเซรามิกยังถูกสูบเข้าไปใน fracking ดี proppant เหล่านี้จะถูกเพิ่มเข้ามาในเสาเปิดการแตกหักที่เกิดขึ้นภายใต้แรงกดดันดังนั้นจึงทำให้มั่นใจได้ว่าก๊าซและน้ำมันสามารถไหลออกมาได้อย่างอิสระจากการแตกหักของหินแม้หลังจากการสูบแรงดันถูกปล่อยออกมาตาม EPA
เมื่อหินใต้ดินถูกทำลายและมีการสูบเข้าที่อ่างเก็บน้ำและน้ำมันที่ติดอยู่จะถูกปล่อยออกมาและสูบกลับไปที่พื้นผิวพร้อมกับของเหลว "flowback" หลายล้านแกลลอนตาม EPA
ของเหลวในการไหลกลับมีน้ำและสารปนเปื้อนจำนวนมากรวมถึงวัสดุกัมมันตรังสีโลหะหนักไฮโดรคาร์บอนและสารพิษอื่น ๆ น้ำเสียนี้ถูกเก็บไว้ในพื้นที่ fracking ในหลุมฉีดเข้าไปในบ่อน้ำใต้ดินลึกหรือกำจัดสถานที่นอกสถานที่ที่โรงงานบำบัดน้ำเสีย
"Formation Water" เป็นน้ำ briny ที่อยู่ในพื้นที่รูขุมขนของหิน “ น้ำก่อตัวมักจะเค็มมากและสามารถมีเรดอนในระดับสูงก๊าซกัมมันตรังสีที่มาจากการสลายตัวของยูเรเนียมในใต้ผิวดิน” Marcia Bjornerud นักธรณีวิทยาโครงสร้างที่ Lawrence University ใน Appleton รัฐวิสคอนซินกล่าวกับ Live Science "น้ำไหลกลับสามารถรักษาได้ แต่มีปริมาณมากของมันและการจัดการกับมันมีราคาแพงและนอกเหนือจากสิ่งที่โรงบำบัดน้ำเสียเล็ก ๆ หลายแห่งสามารถจัดการได้"
บูม fracking
แม้ว่า fracking จะถูกนำมาใช้ทั่วโลกเพื่อสกัดก๊าซและน้ำมันความมั่นคงด้านพลังงาน- นั่นคือการเข้าถึงพลังงานอย่างไม่หยุดยั้งในราคาที่ไม่แพงในรูปแบบที่ไม่อนุญาตให้มีการหยุดชะงักระหว่างประเทศโดยเฉพาะอย่างยิ่ง
ในปี 2000 มีบ่อก๊าซธรรมชาติประมาณ 276,000 หลุมในสหรัฐอเมริกา แต่ในปี 2010 จำนวนนั้นเกือบสองเท่าเป็น 510,000 ตามกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) และทุก ๆ ปีมีการเจาะหลุมใหม่ประมาณ 13,000 หลุม จากการศึกษาในปี 2014 มีชาวอเมริกันอย่างน้อย 15.3 ล้านคนอาศัยอยู่ภายในระยะทางหนึ่งไมล์จากบ่อน้ำที่ได้รับการฝึกฝนมาตั้งแต่ปี 2543
พื้นที่ที่ Fracking ทำกำไรได้มากที่สุด ได้แก่ Great Plains จาก Canada South สู่เท็กซัสภูมิภาค Great Lakes และพื้นที่ที่รู้จักกันในชื่อ Marcellus Shale ซึ่งมาถึงจาก Central New York สู่โอไฮโอและใต้ไปยังเวอร์จิเนีย
ภูมิภาค Marcellus Shale นั้นน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับเครื่องเจาะก๊าซเพราะเป็นก๊าซธรรมชาติที่มีปริมาณมาก - บางคนเรียกมันว่า "ซาอุดีอาระเบียของก๊าซธรรมชาติ" หรือ "ชาวเมือง" - และเพราะชุมชนในชนบทของภูมิภาคหลายแห่งมีความหดหู่ทางเศรษฐกิจและกระตือรือร้นที่จะดึงดูดอุตสาหกรรมพลังงานที่สนุกกับผลกำไรที่หล่อเหลา
fracking ปลอดภัยแค่ไหน?
ผู้เสนอการอ้างว่าเทคนิคการขุดเจาะเป็นวิธีที่ปลอดภัยและสะอาดในการรักษาแหล่งพลังงานที่จำเป็นซึ่งจะตอบสนองความต้องการพลังงานของสหรัฐฯมานานหลายทศวรรษ
"Fracking ได้ปลดล็อคเสบียงใหม่ขนาดใหญ่ของน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่สะอาดตาจากการสะสมของหินดินดานที่หนาแน่น-เสบียงที่เพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศของเราและปรับปรุงความสามารถของเราในการผลิตกระแสไฟฟ้าบ้านร้อนและยานพาหนะพลังงานสำหรับคนรุ่นต่อ ๆ ไป"
แต่ฝ่ายตรงข้ามบอกว่าอุตสาหกรรมเป็นผลกระทบที่แท้จริงของฟอกสีขาวของ Fracking ซึ่งเป็นรายการยาวที่รวมถึงมลพิษทางอากาศการปนเปื้อนของน้ำใต้ดินปัญหาสุขภาพและมลพิษทางน้ำผิวดิน
ประวัติศาสตร์ล่าสุดสนับสนุนการเรียกร้องของพวกเขาบางอย่าง: บ่อน้ำ fracking ใน Bradford County, Pa. ดำเนินการโดย Chesapeake Energy Corp. ทำงานผิดปกติในเดือนเมษายน 2011 พ่นน้ำ fracking ที่ปนเปื้อนหลายพันแกลลอนนานกว่า 12 ชั่วโมง
และในปี 2012 Chesapeake ได้รับการอ้างถึงอีกครั้งสำหรับการปนเปื้อนน้ำดื่มของสามครอบครัวในเพนซิลเวเนียส่งผลให้มีการตั้งถิ่นฐาน 1.6 ล้านดอลลาร์ตาม NPR.org “ หลาย บริษัท เก็บสูตร 'สูตร' เฉพาะของพวกเขาไว้สำหรับ Fracking Fluids Secret โดยอ้างว่านี่เป็นทรัพย์สินทางปัญญา” Bjornerud กล่าว "การขาดการเปิดเผยนี้ทำให้ยากที่จะผูกการปนเปื้อนของน้ำดื่มให้กับ บริษัท ใด บริษัท หนึ่งหรือดี"
นักวิจัยจาก Duke University ทดสอบน้ำดื่มที่ 60 แห่งทั่วรัฐเพนซิลเวเนียและนิวยอร์ก งานวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในปี 2554 ในการดำเนินการของ National Academy of Sciences นักวิจัยพบว่าน้ำดื่มที่อยู่ใกล้กับบ่อน้ำ Fracking มีระดับของมีเธนว่า
อาจมีกรณีของน้ำมากขึ้นที่ปนเปื้อนโดย fracking แต่การตั้งถิ่นฐานทางกฎหมายและข้อตกลงการไม่เปิดเผยข้อมูลมักจะป้องกันการเข้าถึงเอกสารใด ๆ ของเหตุการณ์เหล่านี้รายงานนิวยอร์กไทม์สรายงาน
อันการศึกษาของรัฐบาลกลางเปิดตัวในเดือนกรกฎาคม 2014 โดยห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติของ DOE ไม่พบหลักฐานว่าสารเคมีจากกระบวนการ fracking มีน้ำใต้ดินที่ปนเปื้อนในพื้นที่ขุดเจาะเพนซิลเวเนียหนึ่งแห่ง
นอกเหนือจากปัญหาคุณภาพน้ำแล้ว Fracking Wells ยังปล่อยสารประกอบขึ้นไปในอากาศเช่นเบนซีน, Ethylbenzene, Toluene และ N-Hexane; การสัมผัสระยะยาวต่อสิ่งเหล่านี้เชื่อมโยงกับข้อบกพร่องที่เกิดปัญหาทางระบบประสาทความผิดปกติของเลือดและมะเร็ง สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย (NIOSH) พบว่าคนงานอาจสัมผัสกับฝุ่นที่มีซิลิกาในระดับสูงในระหว่างการแตกหักของไฮดรอลิก การค้นพบเหล่านี้ถูกแบ่งปันหลังจาก NIOSH ศึกษาตัวอย่างอากาศแบบกะ 116 ตัวอย่างที่ 11 ไซต์ที่แตกหักไฮดรอลิกในห้ารัฐ
ยกตัวอย่างเช่นเบนซีนเป็นสารก่อมะเร็งที่รู้จักกันดี ในปี 2012 นักวิจัยจากโรงเรียนสาธารณสุขโคโลราโดได้ออกการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามลพิษทางอากาศที่เกิดจากการ fracking อาจนำไปสู่ปัญหาสุขภาพในทันทีและระยะยาวสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ใกล้กับสถานที่ fracking การวิจัยโดยการศึกษากว่า 150 ครั้งแสดงให้เห็นว่าสารเคมีที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสกัดก๊าซธรรมชาติอาจเป็นอันตรายต่อการสืบพันธุ์และการพัฒนาของมนุษย์ การศึกษาในปี 2559 ยังพบว่าการใช้ชีวิตใกล้กับพื้นที่ fracking อาจเพิ่มบุคคลความเสี่ยงในการพัฒนาโรคหอบหืดเล็กน้อยปานกลางหรือรุนแรง-
นอกจากนี้หลายพื้นที่ของสหรัฐอเมริกาไม่ได้พิจารณาว่ามีแนวโน้มแผ่นดินไหวเช่นโอไฮโอและโอคลาโฮมากำลังประสบกับกิจกรรมแผ่นดินไหวที่ค่อนข้างแข็งแกร่ง การศึกษาในปี 2559 พบว่าโอกาสที่จะสร้างความเสียหายแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในส่วนของโอคลาโฮมาและบางรัฐใกล้เคียงมีแนวโน้มที่จะอยู่ในแคลิฟอร์เนียที่มีแนวโน้มเป็นแผ่นดินไหว เชื่อกันว่า Fracking เป็นสาเหตุของแผ่นดินไหวที่มีการบันทึกที่แข็งแกร่งที่สุดของโอคลาโฮมาในปี 2554 และมีแรงสั่นสะเทือนมากกว่า 180 ครั้งในเท็กซัสระหว่างปี 2551 ถึง 2552 เพื่อเริ่มต้นปี 2558 พื้นที่ของนอร์ทเท็กซัสมีแผ่นดินไหวเก้าครั้งในระยะเวลา 24 ชั่วโมง Fracking กำลังถูกตรวจสอบเป็นสาเหตุ การศึกษาสองครั้งในปี 2558 ชี้ให้เห็นว่าความผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ใต้พื้นผิวอาจอธิบายได้แผ่นดินไหวในเขต fracking- การศึกษาในปี 2559 ชี้ให้เห็นว่าวิธีหนึ่งในการทำให้การเขย่าสงบคือการ จำกัด ปริมาณของน้ำเสียที่สูบเข้าไปในบ่อน้ำใต้ดิน-
จากการศึกษาของสนาม Orito ในโคลัมเบียปี 2000 พบว่ามีเพียงประมาณร้อยละ 15 ของ proppants เท่านั้นที่สามารถลบออกได้หลังจากการ fracking เสร็จสิ้น การทิ้งสารแปลกปลอมเหล่านี้ไว้ในสถานที่ที่พวกเขาไม่ได้เป็นอันตรายในตอนแรกหรือไม่? "ไม่ไม่มีปัญหาระยะยาวหรือระยะสั้นในการออกจาก Frack propants ในการแตกหัก (รอยแยก)" Rick Chamberlain กรรมการผู้จัดการกลุ่มวิจัย Berkeley กล่าวกับ Live Science
Bjornerud เห็นด้วยว่า "แม้จะมีการเปิดทรายเปิดรอยแตกน้ำหนักของหินที่วางอยู่เหนือกว่าหลายเดือนและหลายปีที่ผ่านมาทำให้เกิดรอยแตกที่จะปิดและการซึมผ่านของหินกลับมาเกี่ยวกับสิ่งที่มันเป็นก่อนการ fracking" จากข้อมูลของ Bjornerud นี่เป็นปัญหาสำหรับการผลิตน้ำมันและก๊าซเนื่องจากกระบวนการจะต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วไม่นานหลังจากที่ของเหลว fracking เปิดขึ้นไมโครร่องหรือปริมาณน้ำมันและก๊าซที่สามารถสกัดได้อย่างรวดเร็วลดลงอย่างรวดเร็ว
fracking และกฎหมาย
ทั่วสหรัฐอเมริกา Fracking ถูกควบคุมโดยการเย็บปะติดปะต่อกันของกฎหมายของรัฐและท้องถิ่นตามการประชุมสภานิติบัญญัติแห่งชาติ
ในระดับสหพันธรัฐ Fracking ได้รับการยกเว้นจากข้อกำหนดบางประการของพระราชบัญญัติน้ำดื่มที่ปลอดภัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนดในการเปิดเผยสารเคมีที่ใช้ในการฉีดยาอย่างดี
อย่างไรก็ตามไวโอมิงมิชิแกนและเท็กซัสมีกฎระเบียบที่ต้องเปิดเผยสารเคมีที่ใช้ในการ fracking อย่างเต็มรูปแบบ กฎระเบียบที่เสนออื่น ๆ อีกหลายสิบข้อที่ควบคุมบางส่วนของอุตสาหกรรม fracking กำลังเคลื่อนที่ผ่านสภานิติบัญญัติของรัฐที่ fracking เป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และกำลังเติบโต บางเมืองกำลังนำเรื่องนี้ไปไว้ในมือของพวกเขาเอง
แต่โดยบัญชีส่วนใหญ่ความเจริญรุ่งเรืองของอเมริกา - โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ของก๊าซจากชั้นหิน - จะไม่หยุดเร็ว ๆ นี้: แนวโน้มพลังงานประจำปี 2012 คาดการณ์ว่าการจัดหาก๊าซจากชั้นหินของประเทศจะมีสัดส่วนเกือบครึ่งหนึ่งของก๊าซธรรมชาติที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาในปี 2578
การรายงานเพิ่มเติมโดย Charles Q. Choi และ Alina Bradford ผู้สนับสนุนวิทยาศาสตร์สด
ทรัพยากรเพิ่มเติม
