Fracking förklarat

Vad är fracking – och varför är det så kontroversiellt?

”Fracking” är en förkortning för ”hydraulisk spräckning” – det är en process där vatten, sand och kemikalier sprutas in under jorden med mycket högt tryck för att spräcka upp berglager och frigöra den olja eller gas som finns inuti.

Tekniskt sett är fracking inget nytt: företag har använt denna teknik i årtionden för att utvinna olja och gas ur svårutnyttjade bergsformationer. Halliburton använde hydraulisk spräckning för första gången 1949 för att öka gasflödet från brunnar i Kansas.

Under de senaste åren har dock spräckning blivit mycket mer utbrett. I mitten av 2000-talet kom amerikanska företag på hur man kan kombinera fracking med metoder som horisontell borrning för att till ett rimligt pris utvinna olja och gas ur stora underjordiska skifferstensformationer. Det finns mycket olja och gas i skiffer, så detta genombrott ledde till en borrningsboom i delstater som North Dakota, Texas och Pennsylvania.

”Fracking-boomen” har omformat det amerikanska energilandskapet. Den inhemska produktionen av olja och naturgas har ökat kraftigt, vilket har lett till billigare energi och ett minskat beroende av import.

Förespråkare hävdar ofta att fracking skapar arbetstillfällen, stimulerar tillverkningen och bidrar till att ta itu med den globala uppvärmningen genom att minska mängden kol som vi använder. Motståndarna hävdar ofta att branschen är dåligt reglerad, att fördelarna för den globala uppvärmningen är överhypade och att fracking har lett till ökad luft- och vattenförorening runt om i landet.

Hur fungerar fracking exakt?

Användning av hydraulisk spräckning och horisontell borrning för att utvinna olja eller gas ur skiffersten innebär ett antal steg. Låt oss gå igenom en grundläggande frackningsoperation för naturgas i till exempel Marcellusskiffern i Pennsylvania:

(ProPublica)

1) Först måste en ”brunnsborrning”, eller ett hål, borras ända ner till lagret av gasrik skiffer. Detta skifferlager kan ligga mer än 5 000 fot under jorden och borrningen kan ta så lång tid som en månad. Brunnen är fodrad med ett stålhölje för att förhindra att det närliggande grundvattnet förorenas.

2) När borrmaskinen når ner till skifferlagret vänder den långsamt och börjar borra horisontellt, en kilometer eller mer längs berget.

3) En ”perforeringspistol” laddad med sprängladdningar sänks ner till botten av brunnen och punkterar små hål i den horisontella sektionen av höljet som är djupt nere i skifferlagret.

4) Nu kommer själva frackningsfasen, eller ”slutförandet”: En blandning av vatten, sand och kemikalier pumpas in i brunnen med extremt högt tryck och går genom de små hålen i höljet. Vätskorna bryter upp skifferberget. Sanden håller sprickorna öppna. Och kemikalierna hjälper naturgasen att sippra ut.

5) ”Flowback”-fasen: Vattnet och kemikalierna flödar tillbaka ut ur brunnen och tas för bortskaffande eller behandling.

6) Slutligen börjar naturgasen flöda från skiffern och upp ur brunnen, där den så småningom transporteras till konsumenterna via rörledningar. En typisk brunn kan producera gas i 20 till 40 år och pumpa ut tusentals kubikfot gas varje dag.

Det är en mycket grov översikt över frackingprocessen. Det finns många variationer, beroende på regionens geologi eller den teknik som används. (Ofta används till exempel andra partiklar än sand. Och här är en partiell förteckning över några av de olika tekniker som används i North Dakota, till exempel.)

Var äger fracking rum i USA?

Den här interaktiva kartan från Post Carbon Institute visar var mer än 63 000 skifferoljebrunnar och skiffergasbrunnar finns i hela landet. En stor del av verksamheten är koncentrerad till Texas, North Dakota, Louisiana och Marcellus Shale-regionen i öst:

Post Carbon Institute

Dessa är inte de enda olje- och gasborrhålen i USA (skiffer står för cirka 29 procent av den totala oljeproduktionen och 40 procent av gasen). Men det är de som tenderar att vara starkt beroende av fracking.

The Energy Information Administration har en egen karta över de stora skifferformationerna runt om i landet, bland annat Bakken i North Dakota, Eagle Ford i Texas och Marcellus uppe i Pennsylvania och West Virginia.

Hur har fracking ökat den amerikanska olje- och gasproduktionen?

Sedan slutet av 2000-talet har mängden olja och naturgas som produceras i USA ökat dramatiskt, tack vare fracking, horisontell borrning, offshore-borrning och andra avancerade tekniker. Tillgångarna beräknas öka ytterligare under de kommande åren:

Råolja: I november 2013 producerade USA 7,8 miljoner fat råolja per dag, vilket är den högsta produktionen på ett kvarts sekel. Oljeproduktionen förväntas nu fortsätta att öka tills den når en topp på 9,6 miljoner fat per dag 2019:

Naturgas: USA:s naturgasproduktion har också nått nya historiska toppnivåer, till 24 biljoner kubikfot i november 2013. Tillgångarna förväntas för närvarande öka fram till åtminstone 2040:

Notera att dessa förutsägelser är långt ifrån perfekta – för tio år sedan var det få som förutspådde fracking-boomen.

Hur har fracking påverkat USA:s ekonomi?

Olje- och gasboomen – som drivits fram av fracking – har haft alla möjliga effekter på den amerikanska ekonomin. Här är några av de stora:

Mer jobb i vissa delstater: Mer borrning innebär fler jobb. Olje- och gasindustrin skapade 169 000 nya jobb mellan 2010 och 2012 – en tillväxt som var tio gånger snabbare än i landet som helhet. Texas, North Dakota och Pennsylvania har sett några av de största ökningarna:

Hamilton Project

Högre ekonomisk tillväxt: Olje- och gasindustrin är en ganska liten del av USA:s totala ekonomi, men analytiker brukar vara överens om att fracking-boomen har bidragit till att stärka landets tillväxt en aning. JP Morgan uppskattar att olje- och gasboomen bidrog med 0,3 procentenheter till den ekonomiska tillväxten under 2013. Andra modeller tyder på att boomen kan bidra med 0,5 procentenheter till tillväxten varje år under det kommande decenniet.

Lägre energipriser (ibland): Oljan är fortfarande ganska dyr – eftersom priset på råolja beror på globala utbuds- och efterfrågefaktorer. Men de amerikanska naturgaspriserna har sjunkit betydligt sedan mitten av 2000-talet (även om de återhämtade sig under den kalla vintern 2013, då efterfrågan på uppvärmning ökade kraftigt). Det har sparat pengar åt konsumenterna. Det innebär också att kraftverken är mer benägna att använda naturgas för att producera el.

Kolkraftverkens nedgång: Många elbolag har utnyttjat de billiga priserna för att övergå från kol till naturgas som sin föredragna kraftkälla. Den övergången har minskat en rad olika luftföroreningar samt koldioxidutsläpp som bidrar till den globala uppvärmningen. Denna trend skadar kolindustrin – och är en av anledningarna till att en fjärdedel av landets kolkraftverk har stängts sedan 2011.

Ett lyft för amerikansk tillverkning: USA:s överflöd av billig naturgas lockar också vissa tillverkare till USA. Fabriker som byggs i Texas och Pennsylvania kommer att omvandla naturgas till etylen, en viktig ingrediens i plast och frostskyddsmedel. (Det är dock oklart hur många företag detta kommer att påverka – som en not från Morgan Stanley påpekar är energi fortfarande en liten del av kostnaderna för de flesta industrier.)

Lägre import: USA importerar mycket mindre olja och naturgas än tidigare – en av anledningarna till att handelsunderskottet har sjunkit till den lägsta nivån sedan 1998. Många företag hävdar nu att USA:s regering bör lätta på restriktionerna för försäljning av amerikansk olja och gas utomlands.

Förorenar fracking vatten och luft?

Det kan det göra. I takt med att frackingverksamheten har spridit sig över hela USA har den utlöst protester mot luft- och vattenföroreningar. Här är en översikt över några av de viktigaste problemen:

Grundvattenförorening: En stor fråga är om de kemikalier som används vid fracking eller själva naturgasen kan förorena människors dricksvatten. (Det finns till exempel en oro för att naturgasläckor kan göra människors kranvatten brandfarligt.)

Det finns två stora sätt på vilka detta kan hända. Det ena är genom olyckor eller föroreningar nära ytan. Under de senaste åren har frackingbrunnar sprängts i delstater som North Dakota. Vid en annan incident läckte tusentals liter frackingvätska ut ur en lagringstank i Dimock i Pennsylvania. Dåligt konstruerade brunnar med cementproblem kan göra att vätskor eller gas kan vandra uppåt. Environmental Protection Agency genomför för närvarande en stor studie om denna typ av föroreningar och hur man kan förhindra dem.

En annan fråga är om kemikalier eller naturgas på något sätt kan vandra från det frackade skifferlagret tusentals meter upp i grundvattnet – även om brunnarna är perfekt konstruerade. Denna andra möjlighet anses osannolik, eftersom det finns dussintals lager av berg som skiljer skiffern från grundvattnet. Ändå hade EPA studerat en (relativt ytlig) brunn i Wyoming där kemikalier verkade ha sipprat ut i vattnet.

Environmental Protection Agency

Förorening av avloppsvatten: En annan fråga är vad som händer med allt vatten efter att det har använts för att bryta upp skiffer och pumpats tillbaka upp till ytan. Olje- och gasindustrin producerar miljarder liter av detta grumliga avloppsvatten varje år, som vanligtvis innehåller kemikalier som tillsattes för frackingprocessen.

I många delstater pumpas detta avloppsvatten tillbaka under jord i separata ”injektionsbrunnar”. Men när det inte finns tillräckligt många injektionsbrunnar tillgängliga lagras vattnet antingen i tankar och dammar eller skickas till reningsverk. Detta ökar risken för oavsiktliga utsläpp eller felaktig behandling. År 2013 fick tre reningsverk i Pennsylvania böter för att ha dumpat avfall i Allegheny River.

Luftföroreningar: När ett område med skiffer har frackats börjar naturgasen strömma upp ur brunnen. Det mesta av denna metan fångas vanligtvis upp, men en del av den kan flyga ut i luften eller läcka ut ur rörledningar – och metan är en potent växthusgas som värmer upp planeten.

En annan rapport visade att vissa kemiska gaser som bensen kan flyga ut i luften, vilket innebär hälsorisker för närboende i Colorado. År 2012 började EPA kräva att olje- och gasföretag ska begränsa dessa utsläpp och fånga upp den utflyttade gasen.

Vilka kemikalier används vid fracking?

Ol- och gasföretag tillsätter vanligen kemikalier till vattnet som används vid fracking. Dessa kemikalier kan bidra till att minska friktionen eller förhindra korrosion och så vidare. De utgör vanligtvis cirka 0,5 till 2 procent av vätskans volym.

Olika verksamheter kräver olika kemikalier, men sammanlagt har cirka 2 500 olika frackingkemikalier identifierats. En bra lista finns här. En del av de tillsatser som används är helt vanliga, bland annat salt och citronsyra. Andra, som bensen, är giftiga. (En undersökning från kongressen identifierade minst 650 giftiga tillsatser som har använts.)

Det kan ibland vara svårt att få en fullständig lista över de kemikalier som används. Många frackingföretag listar nu de föreningar de använder på sina webbplatser, och vissa delstater som Texas har lagar om offentliggörande, men dessa regler kan variera från delstat till delstat.

Använder fracking mycket vatten?

Fracking kräver mycket vatten för att spräcka upp skifferberget. En typisk brunn kan använda mellan 2 miljoner och 7 miljoner gallon under sin livstid.

Hur mycket är det sammanlagt? År 2011 utgjorde det vatten som användes för skifferbrunnar cirka 0,3 procent av USA:s totala sötvattenförbrukning. Men procentsatserna kan variera beroende på region – i Texas är det cirka 1 procent.

Det väcker frågan om det kan stressa lokala vattentillgångar. I torra regioner i Texas eller Colorado kan frackingverksamhet sätta en hel del stress på lokala vattenkällor. Men det är inte allmänt förekommande. I Marcellus-regionen i öst har studier däremot visat att det inte finns någon risk för vattenbrist.

Hur regleras fracking i USA?

Fracking regleras för närvarande av delstaterna, som har mycket olika regler för allt från avslöjande av kemikalier till rening av avloppsvatten och borrhöljen.

Du kan hitta ett antal användbara kartor som visar hur det ser ut med olika frackingregler på Resources for the Future. Den här kartan visar till exempel hur olika delstater reglerar injektion av avloppsvatten under jord. Missouri har inga regler, medan North Carolina har ett förbud i hela landet:

Resources for the Future

En viktig fråga är om USA:s federala regering bör engagera sig mer i frackingreglerna. För närvarande har miljöskyddsmyndigheten utfärdat regler som kräver att olje- och gasföretag begränsar luftföroreningar från frackingverksamhet, och den studerar för närvarande grundvattenföroreningar. Men än så länge har de federala myndigheterna gått försiktigt fram. Kongressen har undantagit fracking från vissa bestämmelser i Clean Water Act.

Vissa delstater och kommuner har föreslagit generella förbud mot fracking. Delstaten New York har till exempel haft ett moratorium sedan 2010. Här finns en längre lista över regleringar i USA.

Kan fracking orsaka jordbävningar?

Fracking i sig har sällan kopplats till jordbävningar (även om Ohio undersöker detta). Men bortskaffandet av allt avloppsvatten som används vid fracking har varit känt för att orsaka skalv.

När en brunn frackats finns det tusentals liter avloppsvatten kvar. Företagen gör sig ofta av med detta kemikalieinnehållande vatten genom att pumpa in det i separata underjordiska ”injektionsbrunnar”. När vattentrycket byggs upp i dessa brunnar kan det förflytta stenar. Om dessa stenar ligger nära en geologisk förkastning kan det utlösa ett skalv. Åtminstone är det teorin.

En studie från U.S. Geologic Survey visade att jordbävningar ökade i områden där injektion av avloppsvatten ökade. En uppföljande studie visade att injektion av avloppsvatten sannolikt orsakade en jordbävning 2011 i Oklahoma.

Det är värt att notera att inte alla injektionsbrunnar förknippas med jordbävningar, och många av dessa händelser var mindre skalv. Ändå finns det gott om frågor om huruvida dessa jordbävningar kan bli starkare när fracking expanderar.

Hur mycket olja och gas har USA?

Under 2011 hade USA 220 miljarder fat olja och 2 203 biljoner kubikfot naturgas som var ”tekniskt utvinningsbara”.

Detta är olja och gas som vi för närvarande har tekniken för att komma åt. Men det betyder inte att vi faktiskt kommer att utvinna all denna olja och gas. Mycket beror på de ekonomiska förhållandena. Om priserna stiger blir det mer lönsamt för företagen att borra efter mer olja och gas. Men om priserna sjunker blir det mindre lönsamt och de kanske bara låter det ligga kvar i marken.

Det är därför som många analytiker fokuserar på ett annat mått, de så kallade ”bevisade reserverna” – det som vi skulle kunna utvinna med tanke på befintlig teknik och ekonomiska förhållanden. Enligt det måttet finns det 29 miljarder fat olja och 348,8 biljoner kubikfot naturgas tillgängliga.

För att sätta allt detta i perspektiv förbrukade USA cirka 7 miljarder fat olja och 26 biljoner kubikfot naturgas under 2012. Det betyder att vi har allt från 13 års förråd av naturgas till 84 års förråd. Allt beror på.

Vad använder vi olja och gas till?

Mängder av saker. Ungefär 93 procent av det bränsle vi använder för transporter kommer från olja. Och naturgas används för närvarande för att tillhandahålla ungefär en tredjedel av landets elektricitet. Här är en mer exakt uppdelning:

Oil: USA förbrukar för närvarande cirka 15 miljoner fat råolja varje dag – efter att den bearbetats av oljeraffinaderier. Ungefär 87 procent omvandlas till bränsle för bilar, lastbilar och flygplan. En del av oljan raffineras till bränsle för uppvärmning av bostäder. Resten används för en mängd olika industriella ändamål (för att tillverka kemikalier, färger, plaster, fetter, asfalt och så vidare).

Naturgas: USA förbrukade cirka 25 biljoner kubikfot naturgas under 2012. Ungefär 36 procent av detta användes för att generera elektricitet i kraftverk. Ytterligare 28 procent användes för att värma hem och byggnader. Och resten användes för olika industriella ändamål (generering av el eller värme för att hjälpa till att producera allt från stål till papper och mat).

Vad är debatten om USA:s olje- och gasexport?

Under de senaste decennierna har USA varit en stor importör av olja och naturgas. Men tack vare fracking-boomen har landet nu möjlighet att sälja en del av sitt nyfunna överflöd till andra länder. Men det skulle kräva att vissa lagar ändras – och att göra det är kontroversiellt.

Naturgas: Om företag vill skeppa naturgas till andra länder måste de få ett tillstånd från energidepartementet för att göra det (de får det automatiskt om USA har ett frihandelsavtal med det landet). Fler och fler företag ansöker om exporttillstånd nuförtiden och bygger skeppsterminaler.

Motståndare till dessa planer säger att ökad export kan leda till att priset på naturgas ökar för amerikaner, vilket skadar konsumenter och inhemska tillverkare. Se här för mer information.

Oil: Ända sedan 1970-talet har det varit olagligt för företag att exportera råolja utomlands (med några få undantag). I kölvattnet av fracking-boomen vill många oljebolag se över dessa lagar och hävdar att dessa restriktioner pressar priserna och skadar deras verksamhet. Motståndarna till exporten hävdar bland annat att detta skulle kunna höja bensinpriserna för vissa bilister i Mellanvästern. Se här för mer information.

Kan USA bli oberoende av utländsk olja?

Inte troligt – delvis på grund av att ”oljeoberoende” är lite av en myt.

Redan nu importerar USA 40 procent av den olja som konsumeras. Den siffran förväntas minska till cirka 32 procent under de kommande decennierna, tack vare ökad produktion och det faktum att vi kör effektivare fordon. Men det innebär fortfarande mycket import:

Energy Information Administration

Även om vi skulle kunna minska vår import hela vägen till noll skulle dock USA fortfarande inte vara helt oberoende av främmande länder. Det beror på att oljepriserna sätts på den globala marknaden. Så instabilitet i Mellanöstern eller snabb tillväxt i Kina skulle fortfarande driva upp de globala oljepriserna – vilket skulle leda till pristoppar här i USA.

Kan naturgas bidra till att hantera den globala uppvärmningen?

I teorin ja – även om det finns stora förbehåll här.

Naturgas är ett fossilt bränsle, och när vi förbränner det för att producera el producerar vi koldioxidutsläpp som bidrar till den globala uppvärmningen. Naturgas är dock mycket renare än kol, eftersom den bara producerar hälften så mycket koldioxid per energienhet. Så när vi ersätter kol med naturgas bidrar vi något mindre till den globala uppvärmningen.

Det är vad som händer i USA. Överflödet av billig skiffergas har övertalat många elbolag att byta från kol till naturgas. Det var en av anledningarna till att USA:s koldioxidutsläpp minskade med 10 procent mellan 2005 och 2013 (lågkonjunkturen och ökad effektivitet bidrog också).

Det finns dock en hake: Hela processen med fracking efter och transport av naturgas kan leda till utsläpp av metan, en annan potent växthusgas. Ingen är riktigt säker på hur stora dessa metanläckor är – det råder stor oenighet bland forskarna. Men dessa läckor kan potentiellt underminera naturgasens klimatfördelar, om inte företagen hittar sätt att åtgärda dem. Här är en översikt över möjliga lösningar.

På lång sikt är naturgasen dock fortfarande en källa till utsläpp av växthusgaser, och för att undvika en drastisk global uppvärmning kommer det troligen att krävas att världen kraftigt begränsar sin gasanvändning under de närmaste decennierna. Naturgas i sig är alltså ingen lösning på den globala uppvärmningen. (Se här för mer information om detta.)

Andra länder använder fracking?

Ett fåtal länder har använt fracking under en tid – särskilt Kanada. Men skifferfracking har ännu inte slagit igenom någonstans på samma sätt som i USA.

Mängder av länder utomlands har egna resurser av skiffergas och skifferolja. Det inkluderar Kina, som verkar ha nästan dubbelt så mycket skiffergas under jord som USA:

US Energy Information Administration

Men fracking har varit långsamt att sprida sig utomlands, av en rad olika skäl. Vissa länder, som Frankrike och Nederländerna, har förbjudit fracking av rädsla för vattenföroreningar. Andra, som Österrike, har så strikta bestämmelser att borrning är oekonomiskt.

Även länder som är för fracking har haft tröga framsteg, delvis på grund av att det kan vara extremt svårt och komplicerat att arbeta med skiffer. I Polen finns det fortfarande mycket arbete som måste göras för att förstå regionens geologi. Och i Kina har spridningen av fracking hindrats av en rad olika faktorer – komplex geologi, brist på vattenförsörjning i viktiga regioner och ett tungt lager av regleringar som hämmar innovation.

Du svarade inte på min fråga!

Den här kortstapeln är i hög grad ett pågående arbete. Den kommer att fortsätta att uppdateras allteftersom händelserna utvecklas, ny forskning publiceras och nya frågor dyker upp.

Så om du har ytterligare frågor, kommentarer, synpunkter eller klagomål kan du skicka ett meddelande till Brad Plumer: [email protected].

Vad mer bör jag läsa om fracking?

USA:s Energy Information Administration’s webbplats innehåller en mängd detaljer om den amerikanska olje- och gasindustrin. Du kan hitta svaret på de flesta frågor om produktion eller konsumtion där.

I Internationella energiorganets rapport ”Golden Rules for a Golden Age of Gas” ger en omfattande översikt över frackingfrågor runt om i världen, samt en guide till frågor om föroreningar och reglering.

Carl T. Montgomery och Michael B. Smith från NSI Technologies har skrivit en trevlig och lättläst historia om hydraulisk spräckning.

ProPublica har en ständig bevakning av olika föroreningsfrågor i samband med fracking i USA.

Hur har de här korten ändrats?

Det här är en löpande lista över väsentliga uppdateringar, korrigeringar och tillägg till den här kortstapeln. Dessa kort uppdaterades senast den 10 april 2014. Här är en sammanfattning av redigeringar:

  • 9 april: Uppdaterade ”Will the US boom reduce gasoline prices” för att lägga till studien från Center for New American Security.
  • 10 april: Korrigerat ”What’s the debate over US oil and gas exports” för att återspegla det faktum att alla företag måste ansöka om exporttillstånd för naturgas – även de som skickar till länder med frihandelsavtal.
  • 11 april: Uppdaterat ”How has fracking changed the US economy” för att notera att naturgaspriserna har återhämtat sig under vintern 2012-2013. Uppdaterade ”Använder andra länder fracking?” för att förtydliga att andra länder har använt fracking, men ännu inte utnyttjat sina skifferresurser på samma sätt som USA.

Miljontals människor vänder sig till Vox för att förstå vad som händer i nyheterna. Vårt uppdrag har aldrig varit viktigare än i detta ögonblick: att ge makt genom förståelse. Ekonomiska bidrag från våra läsare är en viktig del av stödet till vårt resurskrävande arbete och hjälper oss att hålla vår journalistik gratis för alla. Hjälp oss att hålla vårt arbete fritt för alla genom att ge ett ekonomiskt bidrag från så lite som 3 dollar.

Politik & Policy

Biden lovar nu 200 miljoner vaccinsprutor på 100 dagar. USA är redan på väg mot det.

Politik & Politik

Filibusterns rasistiska historia, förklarad

Förklaringar

2020:s historiska uppsving i antalet mord, förklarad

Visa alla berättelser i Det senaste

.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *