Преподаватели Техасского университета вносят научный и политический вклад в дебаты о гидроразрыве пласта

10 июля газета The Denver Post опубликовала две соседние статьи об гидроразрыве пласта (ГРП). В одной из них, написанной президентом и CEO Американской газовой ассоциации Дэйвом МакКерди, утверждается, что этот метод добычи природного газа привел к энергетической революции в США, снизив зависимость страны от иностранных энергоресурсов, создав рабочие места и помогая безопасно удовлетворять растущие потребности, одновременно сокращая углеродный след. Вторая статья, автором которой является старший организатор правозащитной организации Food & Water Watch Сэм Шабахер, рисует иную картину, описывая ГРП как водоемкий и токсичный процесс, загрязняющий воду и воздух.

Эти полярные взгляды отражают суть все более острой дискуссии вокруг ГРП. Хотя метод используется с 1950-х годов, споры обострились в последние годы с расширением добычи в сланцевых формациях, содержащих огромные ресурсы газа. На фоне этой упрощенной полемики эксперты, такие как специалисты Техасского университета в Остине и Инженерной школы Кокрелла, ведут инновационные междисциплинарные исследования, направленные на повышение безопасности и эффективности ГРП, выявление проблем и прояснение известных и неизвестных аспектов процесса, который в ближайшие годы может обеспечивать до половины всего природного газа страны.

Исследования для совершенствования процесса

ГРП создает трещины в сланцевых породах путем закачки в скважины смеси песка, воды и химикатов. Благодаря возможности горизонтального бурения метод сделал продуктивными ранее недоступные глубокие сланцы и за последнее десятилетие, наряду с другими видами добычи нетрадиционного газа, увеличил внутреннее производство энергии в США на 30–40%. Однако опасения относительно воздействия на окружающую среду привели к полному запрету практики во Франции, штате Нью-Джерси и (до недавнего времени) Нью-Йорке.

Среди основных проблем — возможное загрязнение грунтовых вод, провоцирование микроземлетрясений и выбросы химических веществ, таких как метан и бензол, в атмосферу. По словам профессора Дэнни Рейбла, загрязнение может происходить из-за плохой конструкции скважин или ненадлежащего обращения с отходами на поверхности. Для снижения рисков, по мнению ученых, необходимо строгое соблюдение лучших отраслевых практик и более широкое повторное использование или закачка воды, либо улучшение ее поверхностной очистки.

Именно в Инженерной школе Кокрелла ведутся инновационные работы в этом направлении. Профессор Бенни Фриман создал технологию, делающую мембраны для очистки воды более устойчивыми к загрязнению, что преодолевает ключевое препятствие для повторного использования. Другие исследователи, как профессор Мукул Шарма, разрабатывают способы полностью исключить воду, создав уникальное программное обеспечение для моделирования ГРП с использованием CO₂, азота, жидкой пены или других жидкостей.

Разделение фактов и мифов

Профессор Шарма, исследующий ГРП 25 лет, отмечает беспрецедентное внимание к теме. Этим летом он провел открытую презентацию и сессию вопросов-ответов, чтобы прояснить реальные и предполагаемые риски. Он, в частности, отметил, что вызываемые процессом сейсмические события имеют меньшую магнитуду, чем вибрация от проезжающего грузовика, а объем воды, используемой для ГРП в формации Барнетт (около 2.7 млн галлонов на скважину), несопоставим с муниципальным водопотреблением в том же регионе (323 млрд галлонов).

Сложность, однако, в том, что для подтверждения или опровержения многих утверждений необходимы дополнительные исследования. Комплексного изучения технологии до сих пор не проводилось, хотя Конгресс США, Агентство по охране окружающей среды (EPA) и Министерство энергетики инициировали соответствующие исследования. К ним присоединится Энергетический институт Техасского университета в Остине, который этим летом объявил о проведении первого в своем роде всестороннего обзора научных, политических и экологических вопросов, связанных с ГРП.

Проект включит независимую оценку предполагаемого загрязнения грунтовых вод, выбросов в атмосферу и сейсмических событий, а также анализ действующих законов и нормативных актов. «Мы пытаемся провести инвентаризацию как можно большего числа заявлений, связанных с разработкой сланцевого газа, и проверить их», — сказал профессор геологии и заместитель директора института Чип Гроут. Цель исследования — способствовать формированию регуляторной политики на основе фактов.

Просвещение общественности

Будущее гидроразрыва пласта остается неопределенным. Однако преподаватели университета находятся на переднем крае разработки технологий и политических рекомендаций для минимизации рисков при добыче газа, а также работают над просвещением общественности и исправлением дезинформации.

Заведующий кафедрой нефтяной и геосистемной инженерии школы Кокрелла Тадеуш Патзек отмечает, что полемика вокруг ГРП — часть более широкой дискуссии о растущих энергетических потребностях общества и возможностях их удовлетворения. По его словам, энергетический ландшафт меняется, и добыча все чаще будет вестись ближе к местам проживания людей. «Если мы предполагаем сохранить наш текущий образ жизни, нам будет нужна энергия. И, к сожалению, теперь она будет добываться там, где мы живем, так что нам придется научиться сосуществовать», — сказал Патзек.