Schaliegas: onzekerheden in geologie, economie, milieu en klimaat. Ko van Huissteden Vrije Universiteit

Transcriptie

1 Schaliegas: onzekerheden in geologie, economie, milieu en klimaat Ko van Huissteden Vrije Universiteit

2 Inhoud Energie en economie Milieu en Klimaat Wetenschappelijke onzekerheden schaliegas/olie Ko van Huissteden Bio: Opleiding: fysische geografie, geologie Vrije Universiteit 1992-heden Docent Aardwetenschappen / Milieuwetenschappen Vrije Universiteit 2012 Voorzitter Stichting Schaliegasvrij Nederland 2013 Kytalyk Geosciences aardwetenschappen adviesbureau

3 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

4 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

5 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

6 Onconventioneel gas/olie Schoonebeek: Voormalig conventioneel veld, Nu onconventioneel: laatste dikke olie wordt gewonnen met stoominjectie m3 afvalwater per dag ( tankwagens) Geinjecteerd in lege gasvelden in Twente Boorpijpen schalie-olie Winning N. Dakota Geprojecteerd boven oppervlak

7 Schaliegas wat kost het 1000 schaliegasboringen betekent: kilometer boorpijp liter water, zand en chemicaliën vrachtwagenbewegingen Witteveen & Bos 2013, Halliburton, 2011

8 Economie van schaliegas - VS Productie schaliegasput daalt snel: Drill baby, drill! = blijven boren om productie op peil te houden USA: boringen in enkele jaren 'Sweet spots' meeste schaliegasvelden al afgeboord Typische productie per put: snelle daling Veel boringen niet successvol Barnett schaliegasveld boringen

9 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 miljard m3 Engeland: 6 boringen waarvan wel met economisch haalbare productie

10 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 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

11 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

12 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

13 Schaliegas energie opbrengst EROEI fossiele brandstoffen: dalend, vooral unconventioneel (voor schaliegas nog geen waarde bekend) EROEI wind, zon: stijgend door technische ontwikkeling

14 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

15 Schaliegas en milieu Groot aantal boringen en industriele installaties Veel zwaar vrachtverkeer ( per well pad) Infrastructuur: aanleg wegen, pijpleidingen Grootschalige industrialisering groene ruimte

16 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

17 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

18 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

19 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

20 Waterverbruik 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!

21 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

22 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

23 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

24 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

25 Zandhonger Tot 2000 ton zand per boring = 54 vrachtwagens Kan oplopen tot 50% huidige gebruik industriezand Nederland USA: sterke uitbreiding zandgroeves

26 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)

27 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

28 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: 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

29 Klimaat en broeikasgas Life Cycle Analysis: 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

30 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)

31 Klimaat 'Veilige' geachte opwarming : globaal maximaal 2 o Eemien interglaciaal 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

32 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 Verschil in broeikasgasemissie Bij niet toepassen schaliegas in 2035: 1.3%

33 Technology lock-in 1000 schaliegasputten: ~ 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 Twh in 2050: ton staal ton aluminium 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

34 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

35 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

36 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

37 Dank U