Overzicht schaliegas: De voor en nadelen van fracking en onconventioneel aardgas

Terwijl de gasbel bij Slochteren langzaam leegloopt leeft de aardgasindustrie in de Verenigde Staten dankzij schaliegas sterk op. Schaliegas is ook in Nederland te winnen maar is naast onconventioneel ook uiterst controversieel. In deze overzichtspost allereerst het laatste nieuws, daaronder een uitgebreide beschouwing van de mogelijkheden, voordelen en nadelen van schaliegas.

Update 19 september 2013 (Oorspronkelijk gepubliceerd op 8 september 2012):
Voorlopig geen schaliegas in Nederland, ook geen proefboringen (Trouw). Dat lijkt me een verstandig besluit. Op een eerder onderzoek, waarvan de uitslagen vooral door tegenstanders sterk in twijfel werden getrokken, volgt nu een nieuw, uitgebreider onderzoek dat 1,5 jaar zal duren. Daarna zal het kabinet de schalie-optie opnieuw overwegen.

Zo blijven we in Nederland lekker onderzoeken en lekker geen besluiten nemen, jammer maar een keihard afstel zit er natuurlijk niet in. Vermoedelijk wordt ook dit een onderzoek naar de veiligheid an sich en niet naar basisvraag of Nederland überhaupt iets te winnen heeft met het boren naar onconventioneel gas. Maar laten we positief blijven; duurzame alternatieven krijgen in ieder geval weer anderhalf jaar extra om aan te tonen dat we dat schaliegas helemaal niet nodig hebben.

Update 1 juli 2013 (Oorspronkelijk gepubliceerd op 8 september 2012):
Grote stap voor een grote bank: ‘Rabobank keert zich tegen winning schaliegas’ (Trouw). The Dutch cooperative bank, founded by farmers, maakt een duidelijke keuze voor de belangen van de agrarische sector. Volgens de Rabobank is de snel groeiende en vaak ongecontroleerde  winning van schaliegas schadelijk voor landbouwgronden en legt het een te groot beslag op het vaak al schaarse water. Duidelijke stelling, verbaasd en verheugd dat zo’n grote ‘gewone’ bank deze stap neemt. Goed bezig Rabo!

Update 10 juni 2013 (Oorspronkelijk gepubliceerd op 8 september 2012):
Duitse Experts roepen op tot een Europa breed onderzoek naar de impact van de winning van schaliegas: Fracking onnodig en te risicovol, volgens Duitse experts (Duurzaam Bedrijfsleven, 7 juni 2013). Volgens de Duitse milieudeskundigen zijn er grote vraagtekens te plaatsen bij de veel gehoorde claim dat schaliegas nodig is om een concurrentiepositie ten opzichte van de VS te behouden. Volgens de onderzoekers van de SRU (Sachverständigenrat für Umweltfragen) zijn er nog veel te veel onzekerheden rond de ecologische en economische voor en nadelen van aardgaswinning uit schalie.

Zeker is ondertussen wel dat Amerikaanse Amisch te weinig meedelen in de winst die aldaar met de schaliegaswinning wordt behaald. Amish mogen niet procederen en bedrijven weten dat (Trouw Groen, 8 juni 2013). De Amisch, mennonitische protestanten, mogen volgens hun godsdienst niet procederen bij de rechter. Verschillende oplichters maken inmiddels misbruik van de religie. Sommige van de Amish zijn zelfs zo streng in de leer dat ze de rechtbank verzochten een reeds veroordeelde oplichter alsnog vrij te spreken. Fossiele godsdiensten en brandstoffen gaan blijkbaar lekker samen. Mooi stom.

Update 24 mei 2013 (Oorspronkelijk gepubliceerd op 8 september 2012):
Boeiend debat gisteren bij BNR. De Nieuwe Wereld: Wat als.. schaliegas Nederland uit de crisis trekt. Helaas nog geen Podcast, zal vermoedelijk snel op dezelfde link beschikbaar komen. Waar het debat gisteren in eerste aanleg over schaliegas in Nederland ging krijgen onze buren in ieder geval alle ruimte van Europa om eigen schaliegasvelden te ontwikkelen. uit onverwachte hoek ook steun voor de duurzame zaak: Duitse bierbrouwers bang voor de kwaliteit van hun belangrijkste ingrediënt, zuiver grondwater. 

Update 22 mei 2013 (Oorspronkelijk gepubliceerd op 8 september 2012):
Morgenavond is er bij BNR een debat over schaliegas in NL en op 3 juni 2013 vindt in Utrecht een SchaliegasConferentie plaats. In aanloop naar beide events is dit stuk hier en daar wat geactualiseerd.

// Einde updates.

Alles over schaliegas:

– Onconventioneel gas: Wat is schalie en waarom zit er aardgas?
– Stappen in de productie van schaliegas
— Boren in een bocht: Horizontaal boren, diep in de bodem.
— Casing: Staal en beton als omhulsel voor de veiligheid.
— Pervorating: De eerste gaten in de schalieformatie
— Hydrolic fracturing: Kraken van de schalielaag
— Productie: Aardgaswinning uit schalie
– De inhoud en functies van de frackingvloeistof
– Voordelen van fracking
– Nadelen van fracking
– Mogelijkheden voor schaliegas in Nederland
– Conclusie: Goedkoop gas, niet zonder risico’s

Onconventioneel gas: Wat is schalie en waarom zit er gas?

Schalie is een soort leisteen die onder hoge druk ontstaat uit klei. Het is een broos en gelaagd gesteente dat over de hele wereld voorkomt. Soms wordt het gebruikt als dakbedekking en de gelaagdheid maakt het schalie ook geliefd onder archeologen; bij het splijten van het materiaal verschijnen dikwijls mooie fossielen.

Naast de dieren die inmiddels fossielen zijn geworden was er in de modderige zeeën waaruit schalie is ontstaan nog veel meer organisch materiaal aanwezig. En net als in conventionele aardolie-bronnen zijn deze plantenresten en cadavers in de loop van miljoenen jaren onder hoge druk omgezet in olie en aardgas.

In tegenstelling tot bij conventionele gasbronnen is het schalie echter niet zo poreus; het gas is, verdeeld over talloze kleine belletjes, ingesloten in het leisteen. Waar we bij Slochteren bij wijze van spreken de gasbel alleen maar lek hoefden te prikken heeft de winning van schaliegas daarom meer voeten in aarde.

Stappen in de productie van schaliegas

Hoewel er wereldwijd enorme voorraden schaliegas bestaan leek het onconventionele aardgas lange tijd absolutie niet rendabel te exploiteren. Opgesloten in het dichte gesteente vergde het met de bekende winmethoden gewoonweg teveel boorputten die stuk voor stuk te weinig gas zouden produceren.

De ontwikkeling van geavanceerde boortechnieken bracht hier in de jaren negentig verandering in, sindsdien zijn er vooral in de VS veel schalieformaties in productie genomen. Hieronder in het kort de verschillende stappen in het winnen van schaliegas.

Boren in een bocht: Horizontaal boren, diep in de bodem.

De innovatie die de productie van aardgas uit schalieformaties mogelijk heeft gemaakt is de uitvinding van bestuurbare boorkoppen. Waar grondboringen vroeger enkel rechtstreeks de diepte indoken is het met de nieuwe techniek mogelijk op elke diepte een afslag te nemen.

Vanaf een boorplatform boren de gasbedrijven tot ongeveer het (verticale) midden van een schalielaag, waarna de boor een bocht maakt en zo nog tot 3 kilometer horizontaal verder boort. De gashoudende schalieformaties bevinden zich vaak tussen 1,5 en 5 km diepte, toch lukt het de Amerikanen inmiddels prima dit kostendekkend te realiseren.

Casing: Staal en beton als omhulsel voor de veiligheid

Boven de schalielagen zitten dikwijls aquifers, waterhoudende grondlagen. Hieruit wordt water direct of met beperkte zuivering gebruikt voor beregening en als drinkwater, het is dus essentieel dat de chemicaliën die gebruikt worden en/of vrijkomen bij het fracken niet mengen met het grondwater. Om vervuiling te voorkomen wordt de boorschacht, zowel het verticale als het horizontale deel, omsloten met een stalen omhulling. Vervolgens wordt door de stalen pijp beton gepompt dat via de buitenzijde van het staal terug omhoog komt en de omhulling stabiliseert. Tot enkele tientallen meters onder een aquifer wordt deze omhulling dubbel uitgevoerd voor extra veiligheid.

Pervorating: De eerste gaten in de schalieformatie

Na het aanbrengen van de casing is de hele boorpijp als het goed is lucht en lekdicht. Met een groot pervoratiepistool wordt de boorschacht in het horizontale gedeelte op veelbelovende punten weer opengemaakt. Hiertoe breken kleine explosies door de omhulling en maken ze tevens de eerste kanalen in de schalieformatie,  haaks op de boorschacht.

Hydrolic fracturing: Kraken van de schalielaag

Nu de boorschacht op de gewenste punten gepervoreerd is kan het daadwerkelijke fracken beginnen. Hydrolic fracturing, meestal afgekort tot fracking, is het onder hoge druk kraken van het gesteente. Hiertoe worden enorme hoeveelheden frackingvloeistof in de boorput gepompt, met een kracht die de zwakste punten in de schalielaag doet breken. De fracking-vloeistof bestaat voornamelijk uit water waaraan zand en verscheidene chemicaliën worden toegevoegd.

Productie: Aardgaswinning uit schalie

Door fracking komen alle kleine afzonderlijke gasbelletjes met elkaar in verbinding te staan en door de zandkorrels blijven de kanaaltjes ook open nadat de frackingvloeistof weer is weggepompt. De boorput is nu nagenoeg vergelijkbaar met een conventionele gasbron, gedurende enkele jaren zal er gas geproduceerd worden. Is de gekraakte schaliegasput bijna leeg dan loont het soms om het fracken te herhalen. Door de boorschaft opnieuw op druk te brengen is de schalieformatie verder te kraken en laat het gesteente nog wat meer gas los. Zo wordt het uiterste uit een boorlocatie geperst.

De inhoud en functies van de frackingvloeistof

De vloeistof die gebruikt wordt om de schalielaag open te breken bestaat voornamelijk uit water en zand. Water omdat het onder druk nauwelijks comprimeert (alle kracht die die de pompen leveren wordt direct overgedragen op het gesteente), zand om de gecreëerde kanaaltjes open te houden. Slechts ± 0,5% van de fracking fluid bestaat uit chemicaliën, die o.a. de wrijving verminderen, de viscositeit verhogen of juist verlagen, de zuurgraad aanpassen of op een andere manier het fracking process bevorderen.

Het gaat om honderden verschillende chemicaliën en hoewel hun aandeel in de frackingvloeistof relatief gering is worden er per schalieput wel miljoenen liters de grond in gepompt. De belangrijkste zorgen omtrent schaliegaswinning betreffen dan ook deze additieven en hun mogelijke impact op de natuur en op het drinkwater.

De frackingvloeistof kan overigens ook uit minder mysterieuze ingrediënten worden samengesteld. Het boren naar schaliegas zal dan wat duurder en minder efficiënt gaan, maar het kan wel. Hier meer info: Veilige frackingvloeistof neemt enkele risico’s weg.

Voordelen van fracking

+ Schaliegas is goedkoop, goed beschikbaar en sluit aan op bestaande infrastructuur
Sinds schaliegas wordt aangeboord zijn de energieprijzen in de VS sterk gedaald. Schaliegas is wereldwijd op grote schaal te winnen en kan zonder al te veel moeite toegevoerd worden aan bestaande aardgasnetten.

+ Schaliegas maakt landen minder afhankelijk van energie-import
Schaliegas komt in grote hoeveelheden voor in gebieden die tot voor kort nog afhankelijk waren van andere landen voor de levering van aardgas. Verscheidene landen in Europa zijn de afgelopen jaren het slachtoffer geworden van ruzies tussen Rusland en doorvoerlanden. Met eigen schaliegas krijgen ze de controle weer in eigen hand.

+ Aardgas is schoner dan kolen
Per megawatt stoot een aardgascentrale ± 45% minder CO2 uit dan een kolencentrale. De snelste strategie om als land aan Kyoto en daaropvolgende protocollen te voldoen is misschien wel het het vervangen van alle kolencentrales voor STEG-centrales die draaien op aardgas.

+ Aardgas is flexibel inzetbaar
Gasturbines zijn zeer snel op te starten en af te remmen. Hierdoor sluiten ze goed aan bij windturbines, zonnepanelen en andere alternatieve energiebronnen met een wisselende beschikbaarheid.

Nadelen van fracking

– Risico’s omtrent de frackingvloeistof
De additieven die worden gebruikt bij het boren naar schaliegas zijn gevaarlijk voor mens en milieu. De documantaire Gasland liet in 2010 op schokkende wijze zien dat er in de VS inderdaad dingen misgaan.

– Hydrolic fracturing veroorzaakt aardbevingen
De aardaswinning in Groningen zorgt al jaren af en toe voor kleine aardbevingen. Doordat de druk in de gasvelden afneemt treden geleidelijk verzakkingen op.  Het geweld dat gepaard gaat met de gaswinning uit schalie zorgt hier en daar ook voor aardbevingen.

– Goedkoop schaliegas vertraagt investeringen in duurzame technologie
Aardgas mag dan schoner zijn dan kolen, het blijft een fossiele brandstof met bijbehorende uitstoot en eindigheid. Nu onconventioneel gas de energieprijzen sterk drukt is de urgentie om te investeren in hernieuwbare bronnen en energiebesparende maatregelen voor veel bedrijven plotseling een stuk geringer.

Mogelijkheden voor schaliegaswinning in Nederland

Sinds de jaren zestig heeft Nederland goed geprofiteerd van de rijkdommen in de bodem bij Slochteren. Nagenoeg alle gebouwen in het land worden er mee warmgestookt, er wordt op gekookt en ook voor elektriciteit zijn we in toenemende mate afhankelijk van aardgas.

Het is veilig te stellen dat aardgas de komende decennia onmisbaar blijft, niet gek dus dat ook in Nederland wordt gekeken naar de mogelijkheden van onconventioneel gas. Onder meer bij het het Brabantse Boxtel zijn er plannen voor proefboringen, deze zullen naar verwachting halverwege 2013 plaatshebben.

Ook in elders in het land ligt schaliegas opgeslagen in de bodem, in maart 2013 kondigde het Britse gasbedrijf Cuadrilla aan onderzoek te willen doen naar Schaliegaswinning in Flevoland. Nederland heeft het schaliegas vooralsnog niet direct nodig. Het is goed om te weten dat het er is en het is goed om de ontwikkelingen in andere landen te volgen.

Conclusie: Goedkoop gas, niet zonder risico’s

Aardgas uit schalielagen kan het fossiele tijdperk waarschijnlijk nog tientallen jaren rekken. Goed voor de economie en voor de stabiliteit in de energievoorziening. Wel kleven er, naast de onherroepelijke CO2-uitstoot, de nodige nadelen en risico’s aan de technologie. Vooral de chemicaliën die bij het boren gebruikt worden vergen voorzichtigheid.

Zolang er geen goedkope en grootschalige energie-opslag mogelijk is blijft aardgas echter een belangrijke energiebron. Mits zorgvuldig en verstandig ingezet kan ook schaliegas daarom essentieel zijn in de transitie naar een echt duurzame economie. Vooralsnog wegen de risico’s, in ieder geval voor Nederland, echter niet op tegen de voordelen. Totdat er een inherent schone en veilige winningstechnologie is kan het schaliegas dan ook beter in de grond blijven.

ImageCredit: cx_ed @ sxc.hu

Dit vind je misschien ook leuk...