Wat is er tegen schaliegas? - Partij voor Mens en Spirit

Schaliegas: onzekerheden in
geologie, economie, milieu en
klimaat
Ko van Huissteden
Vrije Universiteit
Inhoud
Energie en economie
Milieu en Klimaat
Wetenschappelijke onzekerheden schaliegas/olie
Ko van Huissteden
Bio:
1976-1983 Opleiding: fysische geografie, geologie Vrije Universiteit
1992-heden Docent Aardwetenschappen / Milieuwetenschappen Vrije Universiteit
2012 Voorzitter Stichting Schaliegasvrij Nederland
2013 Kytalyk Geosciences aardwetenschappen adviesbureau
Economische geologie:
De pyramide van natuurlijke hulpbronnen
Afname concentratie grondstof
Toename volume
Toename energiekosten
(toename milieu-effecten)
Conventional
Oil / gas
Unconventional
oil / gas
Limieten economische
haalbaarheid
Economische + milieukosten
meegerekend
Alleen economisch, geen milieu
Energie limiet: geen netto
energieopbrengst
Technische limiet
Aanwezige hoeveelheid hulpbron
Olie/gas geologie in het kort
Steenkool: ontstaan uit veen
herkomst aardgas
Hard, niet permeabel
Kalksteen: poreus, onststaan
In riffen, ondiepe zee
Reservoir conventionele olie
en gas Zeer permeabel
Schalie: ontstaan uit klei
(diepzee)
Herkomst aardgas olie
Splijtbaar, niet permeabel
Zandsteen: poreus, onststaan
In rivieren, duinen, stranden
Reservoir conventionele olie
en gas Zeer permeabel
Moedergesteenten
Veel olie/gas maar verspreid
Conventionele olie/gas:
Concentratie door migratie uit
moedergesteente naar reservoir
Reservoirgesteenten
Poreus, veel ruimte
Concentratie en snelle
toestroming naar putten
Uitzondering: tight gas/oil
In mindere poreuze
zandstenen
Onconventioneel gas/olie
meer moeite voor minder energie
conventioneel gas (Groningen)
schalie (ondoorlatend)
gas
gas
steenkool
onconventioneel gas
(schaliegas, steenkoolgas
ondergrondse kolenvergassing)
Veel boringen
Hydraulic fracturing
schalie
zandsteen
(poreus)
steenkool
Onconventioneel gas/olie
Schoonebeek:
Voormalig conventioneel veld, Nu onconventioneel:
laatste dikke olie wordt gewonnen met stoominjectie
6000- 12000 m3 afvalwater per dag (300 – 600 tankwagens)
Geinjecteerd in lege gasvelden in Twente
Boorpijpen schalie-olie
Winning N. Dakota
Geprojecteerd boven oppervlak
Schaliegas – wat kost het
1000 schaliegasboringen betekent:
5 – 7 000 kilometer boorpijp
10 – 20 000 000 000 liter water, zand en chemicaliën
4 500 000 – 6 000 000 vrachtwagenbewegingen
Witteveen & Bos 2013, Halliburton, 2011
Economie van schaliegas - VS
Productie schaliegasput daalt snel:
“Drill baby, drill!”
= blijven boren om productie op
peil te houden
USA: 80 000 boringen
in enkele jaren
'Sweet spots' meeste schaliegasvelden al afgeboord
Typische productie per put: snelle daling
Veel boringen niet successvol
Barnett schaliegasveld boringen
Economie van schaliegas
VS: steeds lagere productie per boring, veel velden al over piekproductie heen
Europa
Polen 80 proefboringen zonder resultaat
Bedrijven trekken zich terug:
Exxon Mobile, Talisman Energy, Marathon Oil, 3Legs
Schatting voorraden: in 2011, 5300 miljard m 3, in 2012 350-750 miljard m3
Engeland: 6 boringen waarvan wel met economisch haalbare productie
Hoeveel onconventioneel gas/olie is er in
Nederland?
Twee geologische formaties:
●
Posidonia schalie (Jura): schaliegas en schalie-olie
●
Geverik schalie (Carboon) schaliegas
●
Oost en zuid Nederland: coal bed methane (steenkoolgas)
EBN 2009 4 x Groningen 1 miljard bcm schaliegas 1 bcm = 1 miljard m 3
EBN 2011: enkele honderden bcm
5-10 jaar Nederlands verbruik
(zonder export)
Zoekgebied schaliegas Structuurvisie Diepe ondergrond
Hoeveel schaliegas is er in Nederland?
Oorzaak verschillen:
EBN 2009:
Ook technisch niet winbaar gas meegerekend
Hoogst mogelijke schatting gepubliceerd
Model met een aantal onjuiste geologische aannamen
Schatting verlaagd na kritiek geologen (Herber & De Jager, Netherlads
Journal of Geosciences, 2010)
Bron:
Herber & De Jager,
Netherl. J. Geoscience
2010
Zegt een proefboring iets over de
hoeveelheid schaliegas?
Conventioneel:
Seismisch onderzoek laat
structuren zien waar gas/olie
geconcentreerd is
Schalie:
Veel olie/gas maar verspreid
Dunne lagen
Geen structuur zichtbaar met
seismisch onderzoek
Boren op goed geluk ('wildcatten')
Pas na enkele tientallen boringen
goede schatting voorraden mogelijk
Staat financiert veel exploratiekosten voor
Kans op mislukking (zie Polen)
Geschatte kosten 80 boringen: 160 miljoen
Schaliegas – energie opbrengst
EROEI fossiele brandstoffen: dalend, vooral unconventioneel
(voor schaliegas nog geen waarde bekend)
EROEI wind, zon: stijgend door technische ontwikkeling
Maakt schaliegas onafhankelijk?
Absolute in m3
Relative in % of demand
Economisch rekenmodel gasmarkt
(De Joode, 2013, ECN)
Schaliegas draagt nauwelijks
bij aan onafhankeltijkheid
Besparing gas net zo effectief
Schaliegas en milieu
Groot aantal boringen en industriele installaties
Veel zwaar vrachtverkeer (4500 – 6500 per well pad)
Infrastructuur: aanleg wegen, pijpleidingen
Grootschalige industrialisering groene ruimte
Milieu-effecten: water
Fracken voor schaliegas is opschaling vroegere putstimulatie
Veel grotere volumes water
Tot 2 miljoen liter per boring – honderden boringen
Veel hogere druk
Veel boringen dichtbij elkaar
USA: 750 chemicalien in gebruik inclusief toxisch materiaal
Effecten op grondwater nog nauwelijks onderzocht
• Contact diep/ondiep grondwater over lange tijdschaal mogelijk
• Migratie langs breuken mogelijk
• Hoe ondieper fracken, hoe riskanter
Water
Is dit 'moerasgas' of vervuiling van drinkwater?
Moerasgas-methaan goed te onderscheiden van aardgas-methaan
(isotopen, bijmenging ethaan, edelgassen)
Osborn et al, PNAS, 2011: meer aardgas in
grondwater In de omgeving van schaliegasputten
Lijkt vooral veroorzaakt door problemen met
afdichting boorputten
Hoe kan grondwater vervuild raken?
Theorie: Kilometers gesteente tussen fracks en grondwater. Praktijk:
Risico oppervlakkige lozingen, calamiteiten
Defecten casings boorputten
Migratie via breuken mogelijk
Onvoldoende kennis breuken / discontinuiten afsluitende lagen
Gasmigratie via oudere boorputten
Nog nooit hydrologische studie gedaan naar effect honderden boringen
Breuken Nederlandse
ondergrond
Lekkende boorputten
Boorputten In theorie potdicht, in praktijk:
Problemen met cement en casing
Veroudering
Toepassing zeer hoge druk tijdens fracking
40% putten heeft problemen binnen 10 jaar
(rapport Schlumberger)
Kwaliteitscontrole is mogelijk, reparatie duur
Groot aantal boorputten schaliegas:
Grotere risico's lekkages
Putten snel leeg
Langdurige monitoring oude putten nodig
Waterverbruik
15-20 miljoen liter per boring, drinkwaterkwaliteit
Rekenvoorbeeld: 1 multiwell pad, 4 boringen per km 2 levensduur 10 jaar =
4 x 20 miljoen / 10 = 8 miljoen water per km2 per jaar
= tot 30% van totale grondwaterverbruik per km2
(7 x grondwater gebruik landbouw per km2 )
Recycling mogelijk maar duur
Daling grondwaterpeil + verdroging
Hydrologisch onderzoek afwezig!
Erfenis uit het verleden
Uitgaven opruimen bodemverontreining verleden 19 miljard
Veel verontreiniging alleen geisoleerd, niet opgeruimd
25% drinkwaterwinnigen heeft nog steeds problemen
met vervuild water
Mogelijke effecten fracking
tientallen jaren later zichtbaar
Cumulatief effect: vervuiling
door schaliegas wordt opgeteld bij
al aanwezige verontreiniging
Milieu-effecten: lucht
In de VS gemeten luchtverontreiniging (NOAA):
Benzeen
In Nederland: geen aandacht voor luchtvervuiling
Tolueen
Cumulatief effect: vervuiling door olie/gas
Xyleen
Komt bovenop al bestaande slechte luchtkwaliteit
Ethylbenzeen
Dieselolie
Fijn stof dieselmotoren
Fotochemische smogvorming ozon
NOx ENVISAT
Nederland heeft al de
vuilste lucht van Europa
Gezondheidseffecten
Recent gepubliceerd epidemiologisch
onderzoek Pennsylvania
Meer kans op ademhalingsproblemen
en huidproblemen in de buurt van
schaliegasput (statistisch significant)
Blootstelling via luchtwegen
en mogelijk bronwater
Getallen tussen haakjes: meerdere personen in hetzelfde huishouden
Aardbevingen
Mogelijke oorzaken aardbevingen:
- veroorzaakt door fracking proces zelf (zwak)
- door compactie tijdens exploitatie (vooral conventioneel gas, schaliegas niet)
- veroorzaakt door injectie afvalwater (gebeurt ook in Nederland)
(USA: tot magnitude 5.7, 55 x meer bevingen in Oklahoma
Nederland: 1 beving magnitude 2.8 door injectie in Friesland)
Sterke toename afvalwater door onconveentioneel olie/gas
Alternatief: zuivering maar dat is duur en er blijft toxisch/radioactief residu achter
Breuken diepe ondergrond
Zandhonger
Tot 2000 ton zand per boring = 54 vrachtwagens
Kan oplopen tot 50% huidige gebruik industriezand Nederland
USA: sterke uitbreiding zandgroeves
Conflict ruimtegebruik ondergrond
Schaliegas komt in conflict met ander gebruik ondergrond:
•
•
•
•
•
Drinkwaterwinning
Geothermische energie
Andere mijnbouw
Opslag olie/gas
Opslag gevaarlijk afval
Regering stelt 'Structuurvisie diepe ondergrond' op
Gaswinning (inclusief schaliegas) lijkt daarin prioriteit te krijgen boven
duurzame energie (geothermie)
Natuur en landschap
Natuur en landschap:
Onderschatte sociale, economische waarde
Toerisme
Gezondheid
Vastgoed prijzen
Biodiversiteit (onderzoek Schaliegasvrij Nl:)
Sterke effecten op fauna en flora door verstoring
Verdroging door toegenomen grondwaterverbruik
Structuurvisie Schaliegas:
Alleen Natura-2000 gebieden uitgezonderd
Vanwege sterke beschermingsregime
Niet vanwege kwaliteit natuur!
Praktijk: diepe lozing afvalwater Schoonebeek
In Natura 2000 gebied in Twente
Hoogste dichtheid
natuurgebieden
Klimaat en broeikasgas
Aardgas geeft bij verbranding 50% minder CO2 emissie dan kolen
Maar:
Meer weglekken methaan (CH4) bij groter aantal boringen
Lekken bij fracken het grootst
Klimaat effect CH4: 34 – 108 x CO2
(IPCC 2014, getal afhankelijk van tijdschaal)
Te weinig en conflicterende meetgegevens:
USA NOAA (Petron, 2012): 4% productie lekt weg
in extreme gevallen: tot 11% van productie
Veel CH4 emissie kan voorkomen worden
maar tegen hogere kosten
Klimaat en broeikasgas
Life Cycle Analysis:
3
4
108
Bij 3% CH4 lekkage schaliegas
niet beter dan steenkool
Hoge GWP CH4 20 jaar:
Schaliegas altijd slechter
dan kolen
Import Russisch gas niet beter
dan schaliegas
Wind, nucleair beter dan fossiel
nuclear
Onshore wind
Rapport Cuadrilla/Haskoning
Offshore wind
coal
Gas import Russia
Shale gas
Small field conventional gas
Met maximale implementatie van CH4 lekkage preventie
Recent NOAA onderzoek niet gebruikt
Klimaat en broeikasgas
Heeft schaliegas de emissie van broeikasgassen van de
USA doen dalen? Inderdaad afname CO2:
Vervanging kolen door gas: 35%
Overige 65%
Energy efficieny
Renewables
Overige economische factoren
Methaan emissie niet meegerekend
(Afsah & Salcito, 2012)
Klimaat
'Veilige' geachte opwarming : globaal maximaal 2 o
Eemien interglaciaal 125 000 jaar geleden 2 – 3 o warmer dan nu
Zeespiegel 5 – 7 m hoger dan nu
Carbon bubble: slechts 20% voorraden fossiele brandstoffen nog
winbaar als we temperatuurstijging onder 2o willen houden
Kosten zeespiegelrijzing niet meegerekend in fossiele brandstof winsten
Deltaplan: 5 miljard om problemen komende 25 jaar aan te pakken
Schaliegas transitiebrandstof?
Fossiele brandstoffen voorlopig niet geheel uit te schakelen
Conventioneel gas is de schoonste fossiele brandstof
Onconventioneel gas:
Klimaatvoordeel gering of afwezig
Milieueffecten nadeel of tegen extra kosten te mitigeren/compenseren
Investeringen hoog
Energieopbrengst laag
IEA: globaal investeringen nodig
voor schaliegas
€ 7 500 000 000 000
Verschil in broeikasgasemissie
Bij niet toepassen schaliegas in 2035: 1.3%
Technology lock-in
1000 schaliegasputten: ~ € 10-15 miljard
Huidige energiegebruik opvangen met duurzame energie (solar en wind):
Vervanging van de ene niet hernieuwbare bron (fossil fuel)
door een andere eindige hulpbron (metalen)
Toename electriciteitsproductie 400 Twh tot 25 000 Twh in 2050:
3 200 000 000 ton staal
310 000 000 ton aluminium
40 000 000 ton koper
+ zeldzame metalen bv Indium, Gallium
+ zeldzame aardmetalen bijv. Neodymium
~ 5 – 18% jaarlijkse toename productie
Maar dit zijn wel hulpbronnen die gerecycled kunnen worden
Lock-in: er kan niet geinvesteerd worden in beide typen energiebron
Op fossiele brandstoffen wedden is dan een doodlopende weg
Werkgelegenheid
Nederland: 4% renewables, Duitsland 20%
Nederland – energieakkoord: 16% renewable in 2020
Werkgelegenheid olie en gas:
Veel tijdelijke import werkgelegenheid
Onderzoek: ongezond werk in olie/gas door contact met chemicalien
Toeleveringsbedrijven: tijdelijk positief effect
Werkgelegenheid duurzame energie permanent en innovatiever
Stand van zaken Nederland
Schaliegas onderzoek Witteveen + Bos 2013 in opdracht EZ:
Risico's schaliegaswinning 'Beheersbaar'
Alleen literatuur onderzoek, weinig tijd
Veel aspecten ontbreken: belangrijke milieu-aspecten, natuur, energietransitie
Grote bestuurlijke weerstand lokaal bestuur
201 gemeenten en 9 provincies willen voorlopig geen schaliegas
Besluit minister na advies MER Commissie:
Opstellen 'Structuurvisie' schaliegas (zomer 2015 gereed)
Notitie Reikwijdte en detailniveau MER: keuze voor uitgebreide winning
Geen volwaardig 0-alternatief 'Geen schaliegas'
Structuurvisie Diepe Ondergrond (STRONG)
Uitwerking locatiekeuze als voor schaliegas wordt gekozen
Olie en gas heeft prioriteit op duurzame energie ondergrond (geothermie)
NRD MER STRONG: in december / januari reactie mogelijk
Conclusies
Onconventioneel olie/gas:
Een eindige, dure energiebron met relatief lage energieopbrengst
Risico's voor milieu, water, natuur, klimaat niet altijd goed bekend
Veel milieu-effecten cumulatief op al bestaande verontreiniging
Mitigatie risico's vaak wel mogelijk maar tegen aanzienlijk hogere
kosten en grote investeringen in handhaving
Eigen deskundigheid gemeenten/provincies mbt diepe ondegrond
en mijnbouw is een noodzaak
Dank U