แก๊สหินแตก(shale gas)-พลังงานทางเลือกอนาคต

.

บลูมเบิร์ก บิสเนสวีค ฉบับภาษาไทย ตุลาคม 2555 ตีพิมพ์เรื่อง "ถ่านหิน: ไหม้ ที่รัก ไหม้", ผู้เขียนขอนำมาเล่าสู่กันฟังครับ

.

ยุค 1860/2403 เซอร์วิลเลียม ซีเมนส์ คิดค้นวิธีการทำถ่านหินใต้ดินให้กลายเป็นแก๊สธรรมชาติ (underground coal gassification / UCG) เพื่อใช้เป็นไฟส่องถนนในลอนดอน

.

เรื่องนี้ถึง กับทำให้ท่านวลาดิเมียร์ เลนิน กล่าวยกย่องใน นสพ.ปราฟดา ของพรรคคอมมิวนิสต์โซเวียตในปี 2456 ว่า จะช่วยให้คนงานรัสเซียไม่ต้องเสี่ยงอันตรายลงไปในปล่องเหมืองอีก

.

เทคนิคนี้ถูกทิ้งไปกว่า 100 ปี เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง และเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ใหญ่ เช่น ไฟไหม้เหมืองที่เริ่มในปี 2505 ทำให้ชาวเมืองเซนทราเลีย (Centralia-ชื่อคล้ายๆห้างที่โดนเผา) รัฐเพนซิลวาเนีย อพยพออกทั้งเมือง

.

.

ภาพที่ 1: ภาพควันไฟเหมืองถ่านหินที่เป็นโพรงใหญ่ใต้เมือง ดับไม่ได้มาตั้งแต่ปี 2505 ทำให้ต้องอพยพคนออก เนื่องจากเสี่ยงอันตรายจากควันไฟ และเหมืองถล่ม > [ wikipedia ]
.

ตอนนี้มีผู้เสนอไอเดียใหม่ว่า น่าจะลองขุดเหมืองถ่านหิน ฉีดน้ำกับออกซิเจนเข้าไป ทำให้ถ่านหินติดไฟ แยกแก๊สธรรมชาติที่ได้ไปใช้ และอัดแก๊สเสีย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ ฯลฯ กลับลงไป

.

เทคโนโลยีอีกอย่างหนึ่งที่ทดลอง แล้ว น่าจะได้ผลดี และปลอดภัยกว่า คือ การทำชั้นหินดินดาน (shell) ให้แตก ทำให้สหรัฐฯ มีแก๊สธรรมชาติในราคาต่ำกว่า 2 ดอลลาร์สหรัฐฯ/ล้าน BTU (MMbtu) เป็นครั้งแรกในรอบ 10 ปี

.

ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดประเมินว่า การผลิตแก๊สได้มากขึ้นเรื่อยๆ จะทำให้สหรัฐฯ มีปริมาณถ่านหินสำรองเพิ่มเป็น 5 เท่า ส่งออกไปยุโรปได้มากขึ้น และจะส่งไปเอเชีย เช่น จีน ฯลฯ มากขึ้นด้วย

.

.

ภาพที่ 2: การทำชั้นหินให้แตก เพื่อแยกเก็บแก๊ส (fracturing / fracking) > [ wikipedia ]

.

หลักการสำคัญ คือ การเจาะแผ่นดิน ต่อท่อหลายชั้นเพื่อกันรั่วซึม ผ่านระดับชั้นน้ำใต้ดินตื้น (หิน-ดินพรุน, น้ำซึมผ่านได้), ชั้นหินแข็ง (น้ำซึมผ่านไม่ได้), ชั้นน้ำใต้ดินลึก (หินพรุน, น้ำซึมผ่านได้), และชั้นหินแข็ง (น้ำซึมผ่านไม่ได้) ตามลำดับ

.

หลังจากผ่าน 4 ชั้นแรกแล้ว จะถึงชั้นหินดินดาน (shale) ที่กักเก็บแก๊สอยู่, ฉีดน้ำ-ทราย ผสมสารเคมีลงไป โดยมีจังหวะกระแทกเป็นพักๆ คล้ายการเกิดแผ่นดินไหว ทำให้หินแตก แล้วดูดแก๊สกลับขึ้นมา
.

.

ภาพที่ 3: แหล่งแก๊สธรรมชาติสำรองในโลก; แถบสีแดง คือ แหล่งที่ทำการสำรวจ-ประมาณการณ์แล้ว; แถบสีเหลือง คือ แหล่งที่ยังไม่สำรวจไม่แล้วเสร็จ-ยังไม่ได้นำไปคำนวณ (ประมาณการณ์) > [ Forbes ]
.

ประเทศที่มีแก๊สธรรมชาติในชั้นหิน ดินดานมากที่สุด คือ จีน 36.1; สหรัฐฯ 24.4; อาร์เจนตินา 21.9; เม็กซิโก 19.3; ออสเตรเลีย 11.2; แคนาดา 11 (หน่วยล้านล้านลูกบาศก์เมตร)

.

ความเสี่ยงจากการทำชั้นหินดินดาน ให้แตก คือ ทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็ก, มีความเสี่ยงที่สารเคมีจะรั่วซึมไปสู่ชั้นน้ำใต้ดิน หรือโลหะหนัก-สารพิษจากบ่อแก๊สอาจรั่วออกมาสู่ผิวดิน

.

ทว่า... เท่าที่สหรัฐฯ ทดลองทำไปจนถึงวันนี้ยังไม่พบการรั่วไหล เนื่องจากมีการป้องกันโดยใช้ท่อเหล็กสเตนเลส 3 ชั้นขึ้นไปซ้อนกัน

.

.

ภาพที่ 4: วิธีการทำชั้นหินให้แตก (fracturing / fracking) > [ RWE ]

.

การทำชั้นหินดินดานให้แตก ทำโดยการอัด(ปั๊มพ์)น้ำ-ทราย-สารเคมี เช่น บ็อกไซต์ (bauxite - หินที่มีแร่อลูมิเนียม เหล็ก) ฯลฯ ลงไปที่ระดับความลึก 5,000 เมตร = 5 กิโลเมตร, สร้างคลื่นกระแทกเป็นพักๆ อัดเข้าไป ทำให้เกิดรอยแตกขนาด 1-2 เซนติเมตรในระยะรัศมี 100 เมตร  [ บ็อกไซต์ ]
; [ หินบ็อกไซต์ ]

.

หินทราย (sandstone) ที่กักเก็บแก๊สไว้จะคายแก๊สออกมาตามรอยแตก ทำให้สูบกลับขึ้นมาใช้ได้
.

.

ภาพที่ 5: ศ.ดร.มาร์ค เจ. เพอรี มหาวิทยาลัยมิชิแกน สหรัฐฯ ทำกราฟแสดงอัตราการผลิตแก๊สธรรมชาติในสหรัฐฯ (หน่วยล้านลูกบาศก์ฟุต) ซึ่งมีการผลิตแก๊สที่เพิ่มขึ้นมาก ตั้งแต่ช่วงปี 2006/2549 และผลิตได้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงปีปัจจุบัน (2012/2555) > [ mjperry.blogspot ]

.

กราฟเส้นสีแดงแสดงปริมาณที่ขุดค้นได้ เส้นสีน้ำเงินแสดงปริมาณที่นำไปขายในตลาดได้จริง
.

.

ภาพที่ 6: แสดงวิธีทำชั้นหินให้แตก (fracturing / fracking) > [ northwestern.edu ]
.

การทำชั้นหินให้แตกใช้หลักการขุด ให้ลึกเกินกว่าชั้นระดับน้ำใต้ดิน (ระดับตื้นและระดับลึกแสดงด้วยแถบสีฟ้า), เจาะผ่าชั้นหินดินหาน (shale), อัดน้ำ-ทราย-สารเคมีลงไป

.

ศ.ดร.เจราวด์ โฮวเดอร์ จากมหาวิทยาลัยพิทซ์เบิร์ก กล่าวว่า เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะทำให้สหรัฐฯ ผลิตแก๊สธรรมชาติสะสมได้จนถึงระดับมีแก๊สสำรองมากเป็นอันดับ 2 ของโลก

.

ปี 2011/2554 มหาอำนาจด้านแหล่งสำรองแก๊สธรรมชาติของโลกได้แก่ รัสเซีย อิหร่าน กาตาร์ ซาอุฯ และสหรัฐฯ ตามลำดับ [ CIA ]
.

เทคนิคนี้จะนำแก๊สจากชั้นหินมาใช้ได้ประมาณ 20% ของทั้งหมด ซึ่งน่าจะมากพอสำหรับสหรัฐฯ ใช้ไป 20 ปี และเก็บอีก 80% ไว้ที่เดิม เพื่อรอเทคโนโลยีใหม่ที่จะดึงแก๊สจากชั้นหินมากกว่านี้มาใช้อีกในอนาคต

.

ตอนนี้จีนจ้างทีมขุดชั้นหินดินดาน จากสหรัฐฯ เข้าไปทดลองขุดในจีน ซึ่งคาดว่า จะพบในทะเลทรายที่อยู่ใกล้เอเชียกลาง ทางตะวันตกของประเทศ และภาคใต้ตรงกลางประเทศ (แถบสีแดง ภาพที่ 3)

.

การทำชั้นหินดินดานให้แตก เพื่อหาแหล่งแก๊ส จะทำให้บ่อน้ำมัน-แก๊สเก่า และเหมืองถ่านหินอีกหลายแห่งมีศักยภาพที่จะใช้เป็นแหล่งแก๊สธรรมชาติในอนาคต

.

นี่เป็นศักยภาพในการผลิตแก๊สธรรมชาติได้มากขึ้น ความขาดแคลนแก๊สลดลง อย่างน้อยใน 20 ปีข้างหน้าทีเดียว

ถึงตรงนี้... ขอให้ท่านผู้อ่านมีสุขภาพดีไปนานๆ ครับ

.

> [ Twitter ]

• ขอขอบพระคุณ > ถ่านหิน: ไหม้ ที่รัก ไหม้. ใน: ไทยแลนด์ Bloomberg Businessweek. Issue 63. ตุลาคม 2555; 40-41. > http://www.bloombergbusinessweekthailand.com/
• นพ.วัลลภ พรเรืองวงศ์ รพ.ห้างฉัตร ลำปาง. 14 ตุลาคม 55. ยินดีให้ท่านนำบทความไปใช้ได้ โดยอ้างที่มา และไม่จำเป็นต้องขออนุญาต... ขอบคุณครับ > CC: BY-NC-ND.

[sr]

I googled with "fracking chemicals" and a quick scan shows that there are "concerns" on safety and impacts of fracking chemicals on living things. (As I said before, using gas may have less CO2 problems, but getting the gas may destroy the world.)

Hydraulic fracturing - Wikipedia, the free encyclopedia
en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_fracturing The first use of hydraulic fracturing was in 1947 but the modern fracking ... of gases and hydraulic fracturing chemicals to the surface, surface contamination from ...

Proppants and fracking fluids - Frak (expletive) - Hydraulic fracturing by country
[DOC]
Fracking chemicals, their uses and hazards - Lock the Gate Alliance
lockthegate.org.au/.../doc-247-fracking-chemicalstoxicity-text.doc File Format: Microsoft Word - Quick View

Fracking chemicals, their uses and hazards. This is a list of some of the chemicals used in fracking fluids in Australia. (Source: APPEA, 1 November 2010) ...

Fracking chemicals have never been tested for safety
www.ntn.org.au/.../call-for-moratorium-as-report-finds-fracking-che...21 Feb 2011 – NTN is calling on state and federal Governments to urgently introduce a moratorium on all drilling and fracking chemicals until they have been ...

Cracks Show in US Fracking Disclosure
www.smh.com.au › Environment › Water Issues15 Aug 2012 – DeGette, along with Senator Robert Casey, introduced legislation in March 2011 that would require companies to disclose fracking chemicals.
Fracking can release cancer chemicals, experts warn
www.smh.com.au › Environment18 Jul 2011 – BTEX chemicals (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) have been used in hydraulic fracturing, known as fracking, in the United States ...

News for fracking chemicals
Lack of fracking data worries NZ Greens
Ninemsn‎ - 18 minutes ago
The New Zealand Greens say toxic and radioactive chemicals may have been used many times in fracking in the North Island.
Fracking chemicals not logged
Stuff.co.nz‎ - 1 day ago

Doctors fight "gag orders" over fracking chemicals - amednews.com
www.ama-assn.org/amednews/2012/08/27/gvl10827.htm27 27 Aug 2012 – A physician's lawsuit over a Pennsylvania statute concerning chemicals used in natural gas drilling is the latest battle involving industrial ...

Fracking Chemicals Could Hit Drinking Water More Quickly Than ...
www.treehugger.com/.../fracking-chemicals-could-hit-drinking-water...3 May 2012 – Computer modeling of the Marcellus Shale shows that chemicals could reach the surface in as little as "a few years."

Fracking Chemicals Found in Wyoming - CleanTechnica
cleantechnica.com › Fossil Fuels
28 Sep 2012 – The U.S. Geological Survey has just released a study that appears to confirm fracking water contamination in Pavillion, Wyoming.

Dress your salad with fracking chemicals: Origin boss | Mining ...
www.miningaustralia.com.au › News21 Oct 2011 – According to Origin Energy managing director Grant King you can dress a salad with one the key chemicals used in fracking and drink or wash ...

There Are Many Scary Chemicals In Fracking Fluid - Business Insider
www.businessinsider.com/there-are-many-scary-chemicals-in-frackin...30 May 2012 – Let's consider a frack site in Beaver County, Pennsylvania. This particular frack site is right in the middle of Marcellus Shale country and lies ...