öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen
SISÄASIOIDEN PÄÄOSASTO TOIMIALAYKSIKKÖ A: TALOUS- JA TIEDEPOLITIIKKA Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen TUTKIMUS Tiivistelmä Tässä tutkimuksessa tarkastellaan hydraulisen murtamisen mahdollisia vaikutuksia ympäristöön ja ihmisten terveyteen. Määrälliset ja laadullisia vaikutuksia koskevat tiedot ovat peräisin Yhdysvaltojen kokemuksista, koska liuskekaasutuotanto on Euroopassa vasta alkuvaiheessa, kun taas Yhdysvalloilla on yli 40 vuoden kokemus yli 50 000 kaivon poraamisesta. Kasvihuonekaasupäästöjä arvioidaan myös olemassa olevan kirjallisuuden kriittisen tarkastelun ja omien laskelmien perusteella. Lisäksi tarkastellaan Euroopan unionin lainsäädäntöä hydraulisen toiminnan suhteen ja annetaan suosituksia jatkotoimista. Mahdollisia kaasuvarantoja ja liuskekaasun tulevaa saatavuutta käsitellään nykyisen tavanomaisen kaasuntuotannon ja sen mahdollisen tulevan kehityksen valossa. IP/A/ENVI/ST/2011-07 PE 464.425 Kesäkuu 2011 FI Tämän tutkimuksen tilaaja on Euroopan parlamentin ympäristön, kansainterveyden ja elintarvikkeiden turvallisuuden valiokunta. TEKIJÄT Stefan LECHTENBÖHMER, Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy Matthias ALTMANN, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Sofia CAPITO, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Zsolt MATRA, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Werner WEINDRORF, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH Werner ZITTEL, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH VASTAAVA HALLINTOVIRKAMIES Lorenzo VICARIO Talous- ja tiedepolitiikan toimialayksikkö Euroopan parlamentti B-1047 Bryssel Sähköposti: [email protected] KIELIVERSIOT Alkuperäinen: EN BG/ES/CS/DA/DE/ET/EL/FR/IT/LV/LT/HU/NL/PL/PT/RO/SK/SL/FI/SV TIETOJA JULKAISIJASTA Yhteydenotot toimialayksikköön tai sen kuukausitiedotteen tilaaminen: [email protected] ___________ Käsikirjoitus valmistunut kesäkuussa 2011. Bryssel, © Euroopan parlamentti, 2011. Asiakirja on Internetissä osoitteessa http://www.europarl.europa.eu/activities/committees/studies.do?language=EN ________ VASTUUVAPAUSLAUSEKE Tässä asiakirjassa esitetyt mielipiteet ovat tekijän omia mielipiteitä eivätkä välttämättä edusta Euroopan parlamentin virallista kantaa. Tekstin jäljentäminen ja käännättäminen muuhun kuin kaupalliseen tarkoitukseen on sallittua, kunhan lähde mainitaan ja julkaisijalle ilmoitetaan asiasta etukäteen sekä lähetetään jäljennös. Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ SISÄLTÖ LYHENNELUETTELO 5 TAULUKOT 8 KUVAT 8 YHTEENVETO 10 1. 13 JOHDANTO 1.1. Liuskekaasu 2. 13 1.1.1. Mitä liuskekaasu on? 13 1.1.2. Epätavanomaisen kaasun tuotannon viimeaikainen kehitys 15 1.2. Liuskeöljy 16 1.2.1. Mitä on liuskeöljy ja tiheä öljy? 16 1.2.2. Tiheän öljyn tuotannon viimeaikainen kehitys 17 YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET 18 2.1. Hydraulinen murtaminen ja sen mahdolliset vaikutukset ympäristöön 18 2.2. Vaikutukset maisemaan 20 2.3. Ilmapäästöt ja maaperän saastuminen 22 2.3.1. Tavanomaisten toimintojen ilmapäästöt 22 2.3.2. Porauskaivojen purkauksista tai porauspaikkojen onnettomuuksista aiheutuvat epäpuhtaudet 24 2.4. Pinta- ja pohjavesi 3. 25 2.4.1. Vedenkulutus 25 2.4.2. Veden saastuminen 26 2.4.3. Jätevedenpoisto 28 2.5. Maanjäristykset 30 2.6. Kemikaalit, radioaktiivisuus ja vaikutukset ihmisten terveyteen 30 2.6.1. Radioaktiiviset aineet 30 2.6.2. Käytettävät kemikaalit 31 2.6.3. Vaikutukset ihmisten terveyteen 34 2.7. Mahdolliset pitkän aikavälin ekologiset hyödyt 35 2.8. Riskien käsittely julkisissa keskusteluissa 36 2.9. Resurssien kulutus 37 KASVIHUONEKAASUTASE 39 3.1. Liuskekaasu ja tiheä kaasu 39 3.1.1. Kokemukset Pohjois-Amerikasta 39 3.1.2. Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin 43 3.1.3. Avoimet kysymykset 46 3.2. Tiheä öljy 46 3 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 3.2.1. 4. Kokemukset Euroopasta 46 EUROOPAN UNIONIN LAINSÄÄDÄNTÖKEHYS 47 4.1. Kaivannaisteollisuutta koskevat direktiivit 47 4.2. Muut kuin alakohtaiset direktiivit (painopiste: ympäristö ja ihmisten terveys) 49 4.2.1. EU:n direktiivien kattamat yleiset kaivostoiminnan riskit 49 4.2.2. EU:n direktiivien kattamat erityiset liuskekaasun ja tiheän öljyn riskit 51 4.3. Puutteita ja avoimia kysymyksiä 5. 58 SAATAVUUS JA MERKITYS VÄHÄHIILISESSÄ TALOUDESSA 61 5.1. Johdanto 61 5.2. Liuskekaasu- ja liuskeöljyesiintymien koot ja sijainnit verrattuna tavanomaisiin esiintymiin 62 5.2.1. Liuskekaasu 62 5.2.2. Liuskeöljy ja tiheä öljy 65 5.3. Analyysi liuskekaasuesiintymien tuotannosta Amerikan yhdysvalloissa 68 5.3.1. Ensimmäisen kuukauden tuotantomäärä 68 5.3.2. Tyypilliset tuotantoprofiilit 68 5.3.3. Porauskaivokohtainen arvioitu kokonaissaanti (EUR) 69 5.3.4. Joitakin esimerkkejä Yhdysvalloista 69 5.3.5. Suurten eurooppalaisten kaasuliuske-esiintymien keskeiset parametrit 71 5.3.6. Hypoteettinen kentän hyödyntäminen 72 5.4. Liuskekaasutuotannon merkitys siirtymisessä vähähiiliseen talouteen ja CO2-päästöjen vähentämiseen pitkällä aikavälillä 73 5.4.1. Tavanomainen kaasuntuotanto Euroopassa 5.4.2. Epätavanomaisen kaasunsaannille 5.4.3. 6. kaasuntuotannon todennäköinen 73 merkitys Euroopan 74 Liuskekaasutuotannon merkitys CO2-päästöjen vähentämiselle pitkällä aikavälillä 74 PÄÄTELMÄT JA SUOSITUKSET 76 REFERENCES 79 LIITE: MUUNTOKERTOIMET 87 4 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ LYHENNELUETTELO AKT Afrikan, Karibian ja Tyynenmeren alue ac-ft "Acre-foot" eli eekkerijalka (1 acre foot = 1 215 m²) ADR Sopimus vaarallisten tavaroiden kansainvälisistä tiekuljetuksista AGS "Arkansas Geological Survey" eli Arkansasin geologinen tutkimus BAT "Best Available Technique" eli paras käytettävissä oleva tekniikka bbl Barrel (159 litraa) bcm "Billion m³" eli miljardi kuutiometriä BREF "Best Available Technique Reference" eli parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskeva vertailuasiakirja CBM "Coalbed methane" eli kivihiilikerrostumametaani CO Hiilimonoksidi CO2 Hiilidioksidi D Darcy (läpäisevyyden mittayksikkö) YVA Ympäristövaikutusten arviointi EU Euroopan unioni EUR "Estimated ultimate recovery" eli arvioitu kokonaissaanti (öljymäärä, joka uskotaan voitavan tuottaa) Gb Gigabarreli (109 bbl) GHG "Greenhouse gases" eli kasvihuonekaasut GIP "Gas in place" eli kaasuliuske-esiintymän sisältävän kaasun määrä IEA "International Energy Agency" eli kansainvälinen energiajärjestö IPPC "Integrated Pollution Prevention and Control" eli pilaantumisen ehkäisemisen ja vähentämisen yhtenäistäminen 5 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ km Kilometri kt Kilotonni LCA "Life Cycle Analysis" eli elinkaariarviointi m Metri m³ Kuutiometri MJ Megajouli MMscf Miljoona standardikuutiojalkaa Mt Miljoona tonnia MW "Mining Waste" eli kaivosjäte NEEI "Non-energy-extracting-industries" muuta kuin energiantuotantoa palveleva kaivosteollisuus NMVOC "Non methane volative organic compounds" eli haihtuvat orgaaniset yhdisteet metaania lukuun ottamatta NORM "Normally occuring radioactive substances" eli luonnossa esiintyvät radioaktiiviset NOx Typpioksidi OGP "International Association of Oil & Gas Producers" eli öljyn- ja kaasuntuottajien kansainvälinen järjestö PA DEP "Pennsylvania Department of Environmental Pennsylvanian ympäristönsuojeluvirasto PLTA Pennsylvania Land Trust Association PM Hiukkaset ppb "Parts per billion" eli miljardisosa ppm "Parts per million" eli miljoonasosa Scf Standardikuutiojalka (1 000 Scf = 28,3 m³) 6 Protection" eli Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ SO2 Rikkidioksidi SPE Society of Petroleum Engineers TCEQ "Texas Commission on Environmental Quality" eli Teksasin ympäristönlaatukomitea Tm³ Terakuutiometri (1012 m³) TOC "Total organic carbon" eli orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus UK "United Kingdom" eli Yhdistynyt kuningaskunta UNECE "United Nations Economic Commission for Europe" eli Yhdistyneiden Kansakuntien Euroopan talouskomissio US-EIA "United States Energy Information Administration" eli Yhdysvaltojen energiatiedotusvirasto USGS "United States Geological Survey" eli Yhdysvaltojen geologinen tutkimus VOC "Volatile organic compounds" eli haihtuvat orgaaniset yhdisteet WEO "World Energy Outlook" eli maailman energiakatsaus 7 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ TAULUKOT Taulukko 1: Poraukseen, hydrauliseen murtamiseen ja porauskaivon tuotantoon saattamiseen käytettyjen, paikallaan olevien dieselmoottorien tyypilliset ilmapäästöt 24 Taulukko 2: Vedentarve liuskekaasun tuotantoon käytettävissä eri porauskaivoissa (m3) 26 Taulukko 3: Saksan Ala-Saksissa murtamiseen käytettyjen nesteiden kemiallisiksi lisäaineiksi valitut aineet.................................................................................. 34 Taulukko 4: Arvioidut määrät materiaaleista ja kuorma-autojen matkoista, jotka liittyvät maakaasun tuotantoon (NYCDEP 2009) ............................................................. 37 Taulukko 5: Metaanipäästöt neljän epätavanomaisen maakaasukaivon takaisinvirtausnesteistä ................................................................................... 41 Taulukko 6: Liuskekaasun etsinnän, porauksen ja käsittelyn päästöt suhteutettuna tuotetun kaasun alempaan lämpöarvoon ............................................................ 42 Taulukko 7: Eri lähteistä saatavaan maakaasuun (MK) perustuvan yhdistetyn syklin kaasuturbiineilla (CCGT) toteutetun sähköntuotannon kasvihuonekaasut verrattuna hiileen perustuvaan sähköntuotantoon grammoina CO2-ekvivalenttia per kWh sähköä 45 Taulukko 8: EU:n kaikki erityisesti kaivannaisteollisuutta koskevat direktiivit ................. 48 Taulukko 9: Kaivannaisteollisuuden kannalta tärkein lainsäädäntö................................ 50 Taulukko 10: EU:n tärkeimmät vettä koskevat direktiivit ............................................ 52 Taulukko 11: EU:n tärkeimmät ympäristönsuojelua koskevat direktiivit......................... 54 Taulukko 12: EU:n tärkeimmät työturvallisuutta koskevat direktiivit ............................. 55 Taulukko 13: Tärkeä säteilysuojelua koskeva direktiivi ............................................... 56 Taulukko 14: EU:n tärkeimmät jätteitä koskevat direktiivit.......................................... 56 Taulukko 15: EU:n tärkeimmät kemikaaleja ja niihin liittyviä onnettomuuksia koskevat direktiivit....................................................................................................... 57 Taulukko 16: Arvio tavanomaisen kaasun tuotannosta ja varastoista verrattuna liuskekaasun varantoihin (olemassa oleva kaasu sekä teknisesti hyödynnettävissä olevat liuskekaasuvarannot), bcm = miljardi m³ (alkuperäiset tiedot on muunnettu m³:ksi kertoimella 1 000 Scf= 28,3 m³) ............................................................ 63 Taulukko 17: Arviot Yhdysvaltojen suurimmista kaasuliuske-esiintymistä (alkuperäiset tiedot on muunnettu kertoimilla 1 000 Scf = 28,3 m³ ja 1 m = 3 ft) ...................... 64 Taulukko 18: Arvioita Euroopan liuskeöljyvarannoista (Mt) .......................................... 66 Taulukko 19: Euroopan suurimpien kaasuliuske-esiintymien keskeisten parametrien arviointi (alkuperäiset tiedot on muunnettu SI-yksiköiksi ja pyöristetty) ................. 72 KUVAT Kuva 1: Mahdolliset päästöt ilmaan, haitallisten aineiden päästöt veteen ja maaperään ja luonnossa esiintyvät radioaktiiviset aineet (NORM) .............................................. 20 Kuva 2: Tiheän kaasun hiekkakiviporausta................................................................ 21 Kuva 3: Saksan Ala-Saksissa sijaitsevassa "Goldenstedt Z23:ssa" murtamiseen käytetyn nesteen koostumus ......................................................................................... 33 Kuva 4: CH4-päästöt liuskekaasun etsinnästä, porauksesta ja käsittelystä ..................... 40 Kuva 5: Liuskeja tiheän kaasun tuotannon, jakelun ja polttamisen kasvihuonekaasupäästöt verrattuna tavanomaiseen maakaasuun ja hiileen............. 44 Kuva 6: Kaivannaisteollisuuden rakenne ................................................................... 49 Kuva 7: Tärkeimmät voimassa olevat jätevettä koskevat EU:n direktiivit....................... 50 Kuva 8: Maailman liuskeöljytuotanto. Alkuperäiset yksiköt on muunnettu niin, että tonni öljyliusketta vastaa 100:aa litraa liuskeöljyä. ...................................................... 67 8 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kuva 9: Arkansasissa sijaitsevan Fayettevillen liuske-esiintymän kaasuntuotanto ........... 70 Kuva 10: Tyypillinen liuske-esiintymän hyödyntäminen lisäämällä uusia porauskaivoja aina yksi kaivo kuukaudessa ................................................................................... 73 9 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ YHTEENVETO SUOSITUKSET Euroopan unionilla ei ole kattavaa kaivostoimintaa säätelevää direktiiviä. Käytettävissä ei ole julkisesti saatavilla olevaa, kattavaa ja yksityiskohtaista analyysiä liuskekaasun ja tiheän öljyn (tight oil) tuotantoa koskevasta Euroopan unionin sääntelykehyksestä, joten sellainen pitäisi kehittää. Liuskekaasun ja tiheän öljyn tuotannon keskeinen osa on hydraulinen murtaminen, jota koskevassa EU:n voimassa olevassa lainsäädäntökehyksessä on paljon puutteita.f Suurin puute on se, että hiilivetyjen tuotantoon käytettävän hydraulisen murtamisen ympäristövaikutusten arvioinnille on asetettu paljon korkeampi kynnysarvo kuin millekään muulle tämäntyyppiselle teolliselle toiminnalle, ja siksi sitä pitäisi alentaa huomattavasti. Vesipolitiikan puitedirektiivin soveltamisalaa pitäisi arvioida uudelleen ottaen erityisesti huomioon murtamiseen liittyvä toiminta ja sen mahdolliset vaikutukset pintavesiin. Elinkaariarviointien yhteydessä voitaisiin hyödyntää kustannus-hyötyanalyysiä sen arvioimiseen, mitkä ovat yhteiskunnalle ja sen kansalaisille koituvat kokonaishyödyt. Pitäisi kehittää EU:n kaikissa 27 jäsenvaltiossa sovellettava yhdenmukainen lähestymistapa, jonka perusteella toimivaltaiset viranomaiset voisivat tehdä elinkaariarviointinsa ja käydä niistä julkista keskustelua. Olisi arvioitava, pitäisikö myrkyllisten kemikaalien käyttö injektointiin kieltää yleisesti. Tiedot kaikista käytettävistä kemikaaleista pitäisi ainakin julkaista, sallittujen kemikaalien määrää pitäisi rajoittaa ja niiden käyttöä pitäisi valvoa. Euroopan unionin tasolla pitäisi kerätä tilastotietoja injektoiduista määristä ja hankkeiden lukumäärästä. Alueellisia viranomaisia pitäisi vahvistaa niin, että ne voivat tehdä päätöksiä luvista, joita myönnetään hydraulista murtamista hyödyntäville hankkeille. Kansalaisten osallistamisen ja elinkaariarviointien pitäisi olla pakollisia näitä päätöksiä tehtäessä. Kun hankelupia myönnetään, pintaveden valuntojen ja ilmapäästöjen seurannan pitäisi olla pakollista. Euroopan unionin tasolla pitäisi kerätä tilastotietoja onnettomuuksista ja valituksista. Luvan saaneista hankkeista riippumattoman viranomaisen pitäisi kerätä valitukset ja tutkia ne. Koska hydraulisen murtamisen ympäristöön ja ihmisten terveyteen kohdistuvat mahdolliset vaikutukset ja riskit ovat luonteeltaan monitahoisia, pitäisi harkita uuden Euroopan unionin tason direktiivin kehittämistä, jolla säädeltäisiin kaikkia tämän alan kysymyksiä kattavasti. 10 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Ympäristövaikutukset Yksi liuskekaasun ja tiheän öljyn (tight oil) tuotannon väistämätön vaikutus on porausalustojen, kuorma-autojen pysäköinti- ja liikennealueiden, laitteiden, kaasun jalostus- ja kuljetuslaitteiden sekä sisääntuloteiden aiheuttama maankäytön lisääntyminen. Mahdollisia merkittäviä vaikutuksia ovat saasteiden päästöt ilmaan, pohjaveden pilaantuminen purkautumista tai vuodoista johtuvien hallitsemattomien kaasu- tai nestevirtojen vuoksi, murtamiseen käytetyn nesteen vuotaminen tai hallitsematon jätevesipäästö. Murtamiseen käytettävät nesteet sisältävät vaarallisia aineita, ja takaisinvirtaus sisältää lisäksi esiintymästä peräisin olevia raskasmetalleja ja radioaktiivisia aineita. Yhdysvalloissa saadut kokemukset osoittavat, että tapahtuu paljon onnettomuuksia, jotka voivat olla haitallisia ympäristölle ja ihmisten terveydelle. Lakisääteisiä vaatimuksia on todettu rikottavan noin 1–2 prosentissa kaikista porausluvista. Monet näistä onnettomuuksista johtuvat epäasianmukaisesta käsittelystä tai vuotavista laitteista. Lisäksi kaasulähteiden lähistöllä on ilmoitettu metaanin pilaamasta pohjavedestä, mikä on johtanut ääritapauksissa asuinrakennusten räjähtämiseen, ja juomaveden suolapitoisuuden lisääntymisestä kaliumkloridin pilaaman pohjaveden vuoksi. Vaikutukset lisääntyvät, kun liuskemuodostumiin rakennetaan jopa kuusi porausalustaa per km². Kasvihuonekaasupäästöt Hydraulisten murtamisprosessien aiheuttamat metaanin karkauspäästöt voivat vaikuttaa kasvihuonekaasutasapainoon huomattavasti. Tehtyjen arviointien mukaan epätavanomaisen maakaasun porauksessa ja tuotannossa syntyy 18–23 g hiilidioksidiekvivalenttia MJ:a kohti. Metaanin sekoittumisesta pohjavesikerroksiin johtuvia päästöjä ei ole vielä arvioitu. Hankekohtaiset päästöt voivat kuitenkin vaihdella ja olla jopa kymmenkertaiset riippuen porauskaivon metaanintuotannosta. Useat tekijät vaikuttavat siihen, ovatko liuskekaasun kasvihuonekaasupäästöt suhteessa sen energiasisältöön yhtä alhaisia kuin kaukaa kuljetetun tavanomaisen kaasun vai yhtä korkeita kuin kivihiilen louhinnasta polttamiseen kestävän koko elinkaaren aikana. Euroopan unionin lainsäädäntökehys Kaivostoimintaa säätelevän säädöksen tarkoituksena on luoda oikeudellinen kehys kaivostoiminnalle yleisesti ottaen. Tarkoituksena on tukea menestyvää teollisuudenalaa, turvata energiansaanti ja varmistaa terveyden, turvallisuuden ja ympäristön suojelu. EU:n tasolla ei ole kattavaa kaivostoimintaa koskevaa lainsäädäntökehystä. Nimenomaan kaivostoimintaa koskevia direktiivejä on kuitenkin neljä. Lisäksi on runsaasti muita direktiivejä ja asetuksia, jotka eivät koske varsinaisesti kaivannaisteollisuutta mutta vaikuttavat siihen. Selvitettäessä ympäristöä ja ihmisten terveyttä koskevia säädöksiä tunnistettiin 36 tärkeintä direktiiviä seuraavilta lainsäädännön aloilta: vesi, ympäristönsuojelu, työturvallisuus, säteilysuojelu, jätteet, kemikaalit ja niihin liittyvät tapaturmat. 11 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Koska asiaankuuluvia säädöksiä on eri aloilla niin paljon, ne eivät kata riittävän hyvin nimenomaan hydrauliseen murtamiseen liittyviä riskejä. Selvityksessä havaittiin yhdeksän merkittävää puutetta: 1. kaivostoimintaa koskevaa puitedirektiiviä ei ole, 2. maakaasun pumppaukselle on asetettu ympäristövaikutusten arvioinnista annetussa direktiivissä riittämättömät kynnysarvot, 3. ilmoitus vaarallisista aineista ei ole pakollinen, 4. maaperään jäävien kemikaalien hyväksyntää ei vaadita, 5. hydrauliselle murtamiselle ei ole parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskevaa vertailuasiakirjaa, 6. jätevedenkäsittelyvaatimukset on määritetty puutteellisesti ja vedenkäsittelylaitosten kapasiteetit ovat luultavasti riittämättömiä, jos injektointi ja hävittäminen maaperään halutaan kieltää, 7. kansalaiset eivät osallistu alueellisen tason päätöksentekoon riittävästi, 8. vesipuitedirektiivi ei ole riittävän tehokas ja 9. elinkaariarviointi ei ole pakollinen. Liuskekaasuvarantojen käytettävyys ja merkitys vähähiilisessä taloudessa Epätavanomaisen kaasun käytettävyyden suomia mahdollisuuksia on tarkasteltava tavanomaisen kaasuntuotannon yhteydessä: Euroopan kaasuntuotanto on useita vuosia laskenut jyrkästi, ja sen odotetaan laskevan vielä vähintään 30 prosenttia vuoteen 2035 mennessä. Kysynnän odotetaan kasvavan Euroopassa vielä vuoteen 2035 asti. Maakaasuun tuonti kasvaa väistämättä edelleen, jos nämä kehityssuuntaukset toteutuvat. Ei ole mitenkään taattua, että tarvittava noin 100 miljardin kuutiometrin lisätuonti vuodessa voidaan toteuttaa. Epätavanomaisen kaasun varannot ovat Euroopassa liian pienet, jotta niillä olisi merkittävää vaikutusta näihin suuntauksiin. Tätä käsitystä vahvistaa lisäksi se, että tyypillisten tuotantoprofiilien mukaan vain osa näistä varannoista voidaan ottaa käyttöön. Lisäksi epätavanomaisen kaasuntuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat huomattavasti suuremmat kuin tavanomaisen kaasuntuotannon. Ympäristövelvoitteet lisäävät myös hankkeiden kustannuksia ja viivästyttävät niiden etenemistä. Kaikki tämä vähentää mahdollista vaikusta vielä lisää. On hyvin todennäköistä, että investoinnit liuskekaasuhankkeisiin – jos niitä ylipäätään tehdään – saattaisivat vaikuttaa kaasuntuotantoon lyhyen aikaa ja mahdollisesti haitallisesti, koska näin luotaisiin vaikutelma taatusta kaasuntuotannosta aikana, jolloin kuluttajille pitäisi viestittää, että tätä riippuvuutta pitäisi vähentää säästämällä, tehokkuutta lisäämällä ja muilla vaihtoehdoilla. Päätelmät Aikana, jolloin kestävä kehitys on tulevaisuuden toimintojen kannalta keskeistä, voidaan pohtia, pitäisikö myrkyllisten kemikaalien injektoiminen maaperään sallia vai pitäisikö se kieltää, koska tällainen käytäntö rajoittaisi saastuneen kerroksen myöhempää käyttöä (esimerkiksi geotermisiin tarkoituksiin) tai estäisi sen kokonaan ja koska pitkän aikavälin vaikutuksia ei ole tutkittu. Toiminnassa olevalla liuskekaasun tuotantoalueella maaperään injektoidaan noin 0,1–0,5 litraa kemikaaleja per neliömetri. Tällä on vielä suurempi merkitys, koska mahdollisen liuskekaasun osuus on liian pieni vaikuttaakseen merkittävästi Euroopan kaasuntuotantotilanteeseen. Nykyiset erioikeudet öljyn ja kaasun etsintään ja tuotantoon pitäisi arvioida uudelleen ottaen huomioon sen, että ympäristöriskejä ja -rasitteita ei voida korvata vastaavilla mahdollisilla hyödyillä, koska tällä nimenomaisella tavalla tuotetaan hyvin vähän kaasua. 12 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 1. JOHDANTO Tässä tutkimuksessa 1 selvitetään epätavanomaisia hiilivetytoimintoja ja niiden mahdollisia ympäristövaikutuksia. Painopiste on Euroopan unionin tulevassa toiminnassa. Tutkimuksen arvioinneissa painopiste on ensisijaisesti liuskekaasussa ja liuskeöljyssä, ja tiheää öljyä (tight oil) tarkastellaan vain lyhyesti. Ensimmäisessä luvussa tehdään lyhyt selonteko pääasiassa hydraulisen murtamisprosessin tuotantotekniikoiden ominaisuuksista. Sen jälkeen tarkastellaan lyhyesti Yhdysvalloissa saatuja kokemuksia, koska se on ainoa maa, jossa hydraulista murtamista on sovellettu jo vuosikymmenten ajan kasvavassa määrin suuressa mittakaavassa. Toisessa luvussa keskitytään hydraulisilla murtamismenetelmillä tuotettuun maakaasuun liittyvien kasvihuonekaasupäästöjen arviointiin. Luvussa tarkastellaan tehtyjä arviointeja, joita laajennetaan omalla analyysillä. Kolmannessa luvussa tarkastellaan hydraulisen murtamisen kannalta olennaista EU:n tason lainsäädäntökehystä. Kaivostoimintaa koskevan lainsäädäntökehyksen tarkastelun jälkeen painopiste on ympäristön ja ihmisten terveyden suojelua koskevissa direktiiveissä. Tässä yhteydessä esitellään ja käsitellään hydraulisen murtamisen mahdollisia ympäristövaikutuksia koskevia lainsäädännön puutteita. Neljännessä luvussa arvioidaan varantoja ja käsitellään liuskeöljyn tuotannon mahdollista vaikutusta EU:n kaasuntuotantoon. Tätä tarkoitusta varten luvussa analysoidaan Yhdysvaltojen kaasuntuotannosta saatuja kokemuksia ja hahmotellaan tyypillisen liuskeesiintymän kehittämistä tuotantoprofiilien yleisten ominaisuuksien perusteella. Luvussa käsitellään myös Euroopan unionin kaasun tuotannon ja kysynnän osalta liuskekaasun tuotannon mahdollista asemaa suhteessa nykyiseen tuotantoon ja kysyntään seuraavien vuosikymmenten ekstrapoloinneilla. Viimeisessä luvussa tehdään johtopäätöksiä murtamisen erityisten riskien hallinnasta. 1.1. Liuskekaasu 1.1.1. Mitä liuskekaasu on? ja annetaan suosituksia hydraulisen Merisedimenttien orgaanisista yhdisteistä syntyy tietynlaisissa olosuhteissa geologisia hiilivetymuodostumia. Tavanomaista öljyä ja kaasua saadaan sedimenttikallion, niin sanotun emäkallion, sisältämän orgaanisen materiaalin lämpökemiallisella murtamisella. Kun nämä muodostumat hautautuivat entistä syvemmälle muiden kallioiden alle, ne lämpenivät keskimäärin 30 °C aina 1 km:n välein ja lämpötilan noustua noin 60 °C:een orgaaninen aines hajosi ensin öljyksi ja sitten kaasuksi. Hajoamisasteen määräsivät syvyys, lämpötila ja altistumisaika. Mitä korkeampi oli lämpötila ja mitä pidempi oli altistumisaika, sitä enemmän monimutkaiset orgaaniset molekyylit murtuivat ja hajosivat lopuksi yksinkertaisimmaksi komponentikseen metaaniksi, jossa on yksi hiiliatomi ja neljä vetyatomia. 1 Kiitämme tutkimuksen luvun 4 (EU:n lainsäädäntökehys) kriittisestä lukemisesta ja hyödyllisistä kommenteista Dr. Jürgen Glückertiä (Heinemann & Partner Rechtsanwälte, Essen, Saksa) ja asianajaja Teßmeriä (Rechtsanwälte Philipp-Gerlach + Teßmer, Frankfurt, Saksa). Kiitämme erityisesti myös Prof. Blendingeriä, Jean Laherrerea ja Jean-Marie Bourdairea hedelmällisistä keskusteluista ja arvokkaista kommenteista. 13 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Geologisesta muodostuman mukaan joko nestemäiset tai kaasumaiset hiilivedyt vuosivat emäkalliosta ja siirtyivät yleensä ylöspäin huokoisiin ja läpäiseviin kerroksiin, joiden puolestaan täytyi olla läpäisemättömän kallion, eräänlaisen eristyskerroksen peittämiä, jotta sen alle kertyisi hiilivetyä. Tavanomaiset öljy- ja kaasukentät muodostuvat näistä hiilivetykertymistä. Niitä on helppo hyödyntää porauskaivojen avulla, koska niissä on suhteellisen paljon öljyä, ne sijaitsevat enintään muutaman kilometrin maanpinnan alapuolella ja ne ovat helppopääsyisiä. Osa hiilivetykertymistä sijaitsee säiliökivilajeissa, joiden huokoisuus ja läpäisevyys ovat hyvin pieniä. Näitä esiintymiä kutsutaan tiheäksi öljyksi (tight oil) ja tiheäksi kaasuksi (tight gas). Niiden läpäisevyys on tyypillisesti 10–100 kertaa pienempi kuin tavanomaisten kenttien. Hiilivetyjä voi myös varastoitua suuria määriä kivilajeihin, jotka eivät ole periaatteessa ole lainkaan säiliökivilajeja vaan liuskekiviä ja muita hyvin hienojakoisia kivilajeja, jossa varastointiin tarvittavan tilan tarjoavat pienet murtumat ja erittäin pienet huokoset. Tällaisten kivilajien läpäisevyys on erittäin pieni. Tämä on niin sanottua liuskekaasua ja liuskeöljyä. Viimeksi mainituissa ei ole valmiita hiilivetyjä vaan ainoastaan niiden esiastetta nimeltä kerogeeni, joka voidaan muuntaa synteettiseksi raakaöljyksi kemiallisissa laitoksissa. Kolmas epätavanomaisten kaasujen ryhmä on kivihiilikerrostumissa oleva metaani, joka on vangittuna hiiliesiintymien huokosiin. Esiintymän ominaisuuksien mukaan kaasu sisältää vaihtelevia määriä eri ainesosia, kuten metaania, hiilidioksidia, rikkivetyä, radioaktiivista radonia ja niin edelleen. Kaikille epätavanomaisille esiintymille on yhteistä se, että niiden kaasu- tai öljysisältö kalliotilavuutta kohti on pieni verrattuna perinteisin kenttiin, ne ovat hajaantuneet tuhansien neliökilometrien laajuiselle alueelle ja niiden läpäisevyys on erittäin pieni. Siksi öljyn ja kaasun poraamiseen niistä tarvitaan erityisiä menetelmiä. Lisäksi emäkallion pienen hiilivetypitoisuuden vuoksi yhdestä porauskaivosta saadaan vähemmän öljyä tai kaasua kuin perinteisistä kentistä, minkä vuoksi niiden tuottaminen taloudellisesti on paljon haastavampaa. Epätavanomaista ei ole itse kaasu vaan sen tuotantomenetelmät. Nämä menetelmät edellyttävät edistynyttä tekniikkaa, paljon vettä ja sellaisten lisäaineiden injektoimista, jotka saattavat olla ympäristölle haitallisia. Tavanomaisten ja epätavanomaisten kaasu- ja öljyesiintymien välillä ei ole jyrkkää rajaa. Pikemminkin tapahtuu jatkuvaa siirtymistä tavanomaisesta kaasun- ja öljytuotannosta kentillä, joiden ominaiskaasupitoisuus, huokoisuus ja läpäisevyys ovat suuria, ensin tiheän kaasun kenttiin, joiden suorituskykyparametrit ovat huonommat, ja sitten liuskekaasun poraukseen esiintymistä, joiden ominaiskaasupitoisuus ja huokoisuus ovat pieniä ja läpäisevyys erittäin pieni. Erityisesti tavanomaisen kaasun ja tiheän kaasun tuotannon välinen ero ei ole aina selvä, koska näitä kahta menetelmää ei aiemmin eroteltu selvästi virallisissa tilastoissa. Tämän tuotantomenetelmäketjun myötä lisääntyvät myös väistämättömät sivuvaikutukset, jotka liittyvät muun muassa vedenkulutukseen ja ympäristöriskeihin. Esimerkiksi hydrauliseen murtamiseen tiheän kaasun muodostumissa käytetään kussakin murtamisprosessissa tyypillisesti yhtä porauskaivoa kohti useita satojatuhansia litroja vettä, johon on sekoitettu tukiaineita ja kemikaaleja, kun taas liuskekaasumuodostumien hydrauliseen murtamiseen käytetään useita miljoonia litroja vettä porauskaivoa kohti. (ExxonMobil 2010.) 14 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 1.1.2. Epätavanomaisen kaasun tuotannon viimeaikainen kehitys Kokemukset Pohjois-Amerikasta Koska yhdysvaltalaisten yhtiöiden tavanomaisen kaasun esiintymät alkavat ehtyä, niiden on pakko porata vähemmän tuottavista esiintymistä. Aluksi porausalustoja laajennettiin tavanomaisten muodostumien läheisyyteen ja kaasua tuotettiin hieman vähemmän läpäisevistä esiintymistä. Tämän asteittaisin siirtymisen aikana porauskaivojen määrä kasvoi mutta ominaistuotantomäärät vähenivät. Kaasua porattiin yhä tiiviimmistä esiintymistä. Tämä vaihe alkoi 1970-luvulla. Tiheän kaasun esiintymien porauskaivoja ei erotettu tavanomaisen kaasun tilastoista, koska niiden erottamiseen toisistaan ei ollut selviä kriteerejä. Ilmastonmuutoskeskustelun käynnistyttyä tavoitteena on ollut metaanipäästöjen vähentäminen. Vaikka kivihiilikerrostumassa olevan metaanin (coal bed methane, CBM) teoreettiset varannot ovat valtavat, sen osuus kasvoi Yhdysvalloissa kahden viime vuosikymmenen aikana hitaasti noin 10 prosenttiin vuoteen 2010 mennessä. Koska eri hiilikerrokset ovat kehittyneet epätasaisesti, tämä energianlähde löydettiin tietyissä Yhdysvaltojen osavaltioissa muita nopeammin. Uusi Meksiko oli kivihiilikerrostumametaanin suurin tuottaja 1990-luvulla. Se kuitenkin saavutti tuotantohuippunsa vuonna 1997, kun se korvattiin Coloradossa – jonka tuotantohuippu oli vuonna 2004 – ja Wyomingissa sijaitsevilla laitoksilla, joista jälkimmäinen on tällä hetkellä suurin kivihiilikerrostumametaanin tuottaja. Haastavimmat kaasuesiintymät otetaan käyttöön viimeisinä. Ne ovat liuskekaasuesiintymiä, jotka ovat läpäisemättömimpiä tai ainakin vähemmän läpäiseviä kuin muut kaasua sisältävät rakenteet. Niiden hyödyntäminen sai alkusysäyksensä toisaalta kemiallisten lisäaineiden avulla tehtävän vaakasuoran porauksen ja hydraulisen murtamisen tekniikoiden edistymisestä, mutta todennäköisesti merkittävämpää oli hydraulista murtamista käyttävälle hiilivetyteollisuuden toiminnalle annettu poikkeuslupa puhdasta juomavettä koskevasta laista (SDWA 1974), joka laillistettiin vuoden 2005 energiapolitiikkalailla (EPA 2005). Vuoden 2005 energiapolitiikkalain 322 pykälällä hydrauliselle murtamiselle myönnettiin poikkeuslupa merkittävimmistä EPA-säännöksistä. Varhaisimmat toiminnot aloitettiin kymmeniä vuosia sitten Bossierin liuske-esiintymän hyödyntämisellä 1970-luvulla ja Antrimin liuske-esiintymän hyödyntämisellä 1990-luvulla. Nopeimmin liuskekaasua alettiin kuitenkin hyödyntää vuoden 2005 paikkeilla Barnettin liuske-esiintymässä Teksasissa. Sinne on viiden vuoden aikana porattu lähes 15 000 kaivoa. Tämän taloudellisen menestystarinan sivujuonne ovat pienet yritykset, kuten Chesapeake ja XTO, jotka suorittivat porauksia. Yritykset kasvoivat tämän nousun myötä miljardien USA:n dollarien yrityksiksi, jotka herättivät suurten yhtiöiden, kuten ExxonMobilin ja BHP Billitonin mielenkiinnon. XTO myytiin vuonna 2009 yli 40 miljardilla dollarilla ExxonMobilille, ja Chesapeake myi vuonna 2011 osuutensa Fayettevillestä viidellä miljardilla dollarilla. Tuona aikana ympäristöön kohdistuvat sivuvaikutukset kävivät entistä selvemmiksi kansalaisille ja alueellisille poliitikoille. Näkyvimmin on keskusteltu Marcellusin liuskeesiintymän tuotannosta, koska se kattaa suuria osia New Yorkin osavaltiosta. Sen kehittämisen epäillään olevan ristiriidassa New Yorkin kaupungin vedensaannin suojaavien alueiden kanssa. Tällä hetkellä Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluvirasto EPA tekee tutkimusta epätavanomaisten kaasukenttien hyödyntämiseen valittuun tekniikkaan, hydrauliseen murtamiseen liittyvistä riskeistä. Tutkimuksen tulokset julkaistaan todennäköisesti vuoden 2012 aikana (EPA 2009). 15 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kehitys Euroopassa Euroopassa tämä kehitys on useita kymmeniä vuosia Yhdysvaltoja jäljessä. Saksan Söhlingenissä tiheän kaasun muodostumia on otettu käyttöön hydraulisella murtamisella noin 15 vuoden ajan, vaikkakin hyvin pienessä mittakaavassa. Euroopan koko epätavanomaisen kaasun tuotantomäärä on suuruusluokkaa useita miljoonia kuutiometrejä vuodessa, kun se Yhdysvalloissa on useita satoja miljardeja kuutiometrejä vuodessa (Kern 2010). Toiminta on kuitenkin vuoden 2009 lopusta lähtien lisääntynyt. Suurin osa valtausluvista on myönnetty Puolassa (WEO 2011, s. 58), mutta vastaavaa toimintaa on aloitettu myös Itävallassa (Wienin altaassa), Ranskassa (Pariisin altaassa ja kaakkoisessa altaassa), Saksassa ja Alankomaissa (Pohjanmeren-Saksan altaassa), Ruotsissa (Skandinavian alueella) ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa (pohjoisessa ja eteläisessä öljyjärjestelmässä). Esimerkiksi lokakuussa 2010 Saksan Nordrhein-Westfalenin osavaltion kaivosviranomainen myönsi valtauslupia 2 yhteensä 17 000 km²:n alueelle, mikä on puolet osavaltion pinta-alasta. Yhdysvalloista saatujen tietojen perusteella näiden hankkeiden julkinen vastustus on lisääntynyt nopeasti. Esimerkiksi Ranskassa kansalliskokous päätti tällaisen poraustoiminnan lykkäämisestä ja kielsi hydraulisen murtamisen. Kansalliskokous hyväksyi ehdotetun lain toukokuussa, mutta senaatti hylkäsi sen. Ranskan teollisuusministeri ehdottaa erilaista lakia, jolla sallittaisiin hydraulinen murtaminen vain tieteellisiin tarkoituksiin lainsäätäjien, hallituksen edustajien, kansalaisjärjestöjen ja paikallisväestön edustajien muodostaman komitean tiukassa valvonnassa (Patel 2011). Senaatti hyväksyi muutetun lain kesäkuussa. Saksan Nordrhein-Westfalenin osavaltiossa kansalaiset, joihin asia vaikuttaa, paikallispoliitikot useimmista puolueista sekä vesiviranomaisten ja kivennäisvesiyhtiöiden edustajat esittivät huolensa hydraulisesta murtautumisesta. Nordrhein-Westfalenin osavaltion maapäivät päätti keskeyttää tämän toiminnan siihen asti, kun saatavilla olisi enemmän tietoa. Ensimmäisessä vaiheessa oli tarkoitus nostaa vesiensuojelu samalla tasolle kuin kaivostoimintaa koskevat lait ja varmistaa, että lupia ei myönnetä, ennen kuin viranomaiset antavat suostumuksensa. Keskusteluprosessi ei ole vielä päättynyt. Vahvimmin mukana oleva yhtiö ExxonMobil aloitti myös avoimen vuoropuheluprosessin, jossa keskustellaan kansalaisten huolista ja arvioidaan toiminnan mahdollisia vaikutuksia. 1.2. Liuskeöljy 1.2.1. Mitä on liuskeöljy ja tiheä öljy? Liuskekaasun tavoin liuskeöljy koostuu hiilivedyistä, jotka ovat vangittuna emäkallion huokosiin. Öljy itsessään on yhä sen esiasteen eli kerogeenin muodossa. Kerogeenin muuntamiseksi öljyksi se on kuumennettava 450 °C:een. Siksi liuskeöljyn tuotanto on lähinnä verrattavissa liuskekiven tavanomaiseen louhimiseen, jota seuraa lämpökäsittely. Sitä on käytetty ensimmäisiä kertoja yli 100 vuotta sitten. Tällä hetkellä Viro on ainoa maa, jossa liuskeöljyn osuus energiataseesta on suuri (~50 %). Kerogeeni sekoitetaan usein jo valmista öljyä sisältäviin kerroksiin emäkallion välisissä vähähuokoisissa rakenteissa. Tämä öljy luokitellaan tiheäksi öljyksi (tight oil), vaikka erottelu on usein epäselvää ja muutos tapahtuu valmiusasteen vaihtuessa asteittain. Puhtaassa muodossaan tiheä öljy on valmista öljyä, joka on vangittuna läpäisemättömän, vähähuokoisen kallion muodostamiin kerroksiin. Siksi tiheän öljyn poraus vaatii yleensä hydraulisten murtamistekniikoiden käyttöä. 2 "Aufsuchungserlaubnis" 16 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 1.2.2. Tiheän öljyn tuotannon viimeaikainen kehitys Yhdysvallat Liuskeöljyyn perustuvan epätavanomaisen öljyntuotannon hankkeet aloitettiin PohjoisAmerikassa vuoden 2000 paikkeilla Bakkenin liuske-esiintymässä, joka sijaitsee PohjoisDakotassa ja Montanassa ja kattaa yli 500 000 km²:n alueen (Nordquist 1953). Bakkenin esiintymä muodostuu runsaasti liusketta sisältävän liuskekiven ja tiheän öljyn kerrosten yhdistelmästä. Ranska/Eurooppa Viron liuskeöljytuotannon lisäksi Pariisin allas Ranskassa kiinnitti uudelleen huomiota, kun pieni Toreador-niminen yritys hankki sinne valtausluvan ja ilmoitti alkavansa hyödyntää alueen tiheän öljyn varantoja monien porauskaivojen kautta hydraulisen murtamisen avulla. Koska allas kattaa laajan alueen, mukaan luettuina Pariisi ja Champagnen läheinen viinialue, se herätti vastustusta, vaikka altaassa oli jo porattu öljyä tavanomaisista kaivoista noin 50 vuoden ajan. (Leteurtrois 2011.) 17 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 2. YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET TÄRKEIMMÄT HAVAINNOT Väistämättömiä vaikutuksia ovat porausalustojen, kuorma-autojen pysäköinti- ja liikennealueiden, laitteiden, kaasun jalostusja kuljetuslaitteiden sekä sisääntuloteiden aiheuttama maankäytön lisääntyminen. Mahdollisia merkittäviä vaikutuksia ovat saasteiden päästöt ilmaan, pohjaveden pilaantuminen purkautumista tai vuodoista johtuvien hallitsemattomien kaasu- tai nestevirtojen vuoksi, murtamiseen käytetyn nesteen vuotaminen tai hallitsematon jätevesipäästö. Murtamiseen käytettävät nesteet sisältävät vaarallisia aineita, ja takaisinvirtaus sisältää lisäksi esiintymästä peräisin olevia raskasmetalleja ja radioaktiivisia aineita. Yhdysvalloissa saadut kokemukset osoittavat, että tapahtuu paljon onnettomuuksia, jotka voivat olla haitallisia ympäristölle ja ihmisten terveydelle. Lakisääteisiä vaatimuksia on todettu rikottavan noin 1–2 prosentissa kaikista porausluvista. Monet näistä onnettomuuksista johtuvat epäasianmukaisesta käsittelystä tai vuotavista laitteista. Kaasulähteiden lähistöllä on ilmoitettu metaanin pilaamasta pohjavedestä, mikä on johtanut ääritapauksissa asuinrakennusten räjähtämiseen, ja juomaveden suolapitoisuuden lisääntymisestä kaliumkloridin pilaaman pohjaveden vuoksi. Vaikutukset lisääntyvät, kun liuskemuodostumiin tiheimmillään kuusi kaivoa per km². 2.1. rakennetaan porauskaivoja Hydraulinen murtaminen ja sen mahdolliset vaikutukset ympäristöön Geologisten muodostumien sisältämille tiiviille hiilivedyille on yhteistä pieni läpäisevyys. Siksi liuskekaasun, tiheän kaasun (tight gas) ja kivihiilikerrostumametaanin tuotantomenetelmät ovat keskenään hyvin samankaltaisia. Ne kuitenkin eroavat toisistaan määrällisesti. Koska liuskekaasumuodostumat ovat selvästi kaikkein läpäisemättömimpiä rakenteita, niiden kaasuhuokosiin pääsy on työläintä. Se aiheuttaa näitä muodostumia hyödynnettäessä suurimman ympäristövaikutusten riskin. Vaihtuminen tavanomaista kaasua sisältävästä läpäisevästä rakenteesta tiheän kaasun kautta lähes läpäisemättömäksi kaasuliuskeeksi on kuitenkin jatkuvaa. Yleinen piirre on, että porattujen kaivojen ja huokosten välistä yhteyttä täytyy parantaa keinotekoisesti. Se tehdään niin sanotun hydraulisen murtamisen avulla, jota kutsutaan myös "stimuloinniksi" tai lyhyesti vain "murtamiseksi". Kuvassa 1 on esitetty tyypillisen porauskaivon poikkileikkaus. Porauslaite poraa pystysuoraan kaasua sisältävään kerrokseen. Kerroksen paksuudesta riippuen porataan vain pystysuuntaisia kaivoja tai niiden poraamista jatketaan vaakasuuntaan, jotta saadaan mahdollisimman hyvä yhteys kaasukerrokseen. Kerroksen sisälle synnytetään räjähdysaineiden avulla pieni murtumia poraamalla suojaputken läpi. Näitä murtumia laajennetaan keinotekoisesti täyttämällä ne ylipaineistetulla vedellä. Keinotekoisten murtumien määrä, pituus ja sijainti kerroksessa (vaaka- tai pystysuunnassa) riippuu muodostuman ominaisuuksista. Nämä ominaisuudet vaikuttavat keinotekoisten halkeamien pituuteen, kaivojen väleihin (pystysuuntaisia kaivoja porataan tiheämpään kuin vaakasuuntaisia) ja vedenkulutukseen. 18 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Ylipaineistettu vesi avaa murtumat, jolloin muodostuu pääsy mahdollisimman moniin huokosiin. Kun painetta vähennetään, kaasua sekä kalliomuodostumasta peräisin olevia raskasmetalleja tai radioaktiivisia metalleja sisältävä jätevesi virtaa maan pinnalle. Veteen on sekoitettu tukiaineita, jotka ovat yleensä hiekanjyviä. Ne toimivat kiilana, joka pitää halkeamat avoimina ja mahdollistavat kaasunporauksen jatkumisen. Tähän seokseen lisätään kemikaaleja, joilla muodostetaan geeli tukiaineen tasaista jakautumista varten, vähennetään kitkaa ja rikotaan lopuksi geelirakenne murtamisprosessin lopussa, niin että neste pääsee virtaamaan takaisin. Kuvan 1 avulla voidaan tunnistaa tämän menetelmän mahdolliset vaikutukset ympäristöön. Niitä ovat seuraavat: Maisemankulutus, koska porausalustat vaativat tilaa teknisiä laitteita, nesteen säilytystä ja niiden toimittamiseen tarvittavaa sisääntulotietä varten. Ilman- ja melusaasteet, koska koneita käytetään polttomoottoreilla, nesteistä (myös jätevedestä) saattaisi haihtua ilmaan haitallisia aineita ja tiheään liikennöivät kuorma-autot saattaisivat päästää ilmaan haihtuvia orgaanisia yhdisteitä ja muita ilmansaasteita sekä aiheuttaa melua. Vesi saattaa pilaantua murtamisprosessissa käytettävien kemikaalien mutta myös esiintymästä peräisin olevan raskasmetalleja (esim. arsenikkia tai elohopeaa) tai radioaktiivisia hiukkasia sisältävän jäteveden vuoksi. Mahdollisia kulkeutumisreittejä pohja- ja pintavesiin saattaisivat olla onnettomuudet kuorma-autoliikenteessä, keräysputkistojen vuodot, jätevesialtaat, kompressorit jne., onnettomuuksissa syntyvät vuodot (esim. murtamisneste- tai jätevesilähteen purkautuminen), vauriot sementoinnissa ja suojaputkissa tai yksinkertaisesti hallitsemattomat pinnanalaiset virtaukset muodostumien keinotekoisten tai luonnollisten halkeamien kautta. Hydraulisen murtamisprosessin maanjäristykset. Radioaktiivisten hiukkasten kulkeutuminen maan alla. Valtava luonnonvarojen ja teknisten resurssien kulutus suhteessa hyödynnettävissä olevaan kaasuun tai öljyyn on arvioitava näiden toimintojen kustannushyötyanalyysillä. Vaikutukset biologiseen monimuotoisuuteen ovat mahdollisia, vaikkakaan niitä ei ole tähän mennessä dokumentoitu. tai 19 jäteveden injektoinnin aiheuttamat Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kuva 1: Mahdolliset päästöt ilmaan, haitallisten aineiden päästöt veteen ja maaperään ja luonnossa esiintyvät radioaktiiviset aineet (NORM) SO2 NOx, PM NMVOC CO NMVOC SO2 NOx, NMVOC PM NMVOC CO NMVOC Flow-back NG processing ~1500 m Diesel Engines Drinking water well Harmful substances NORM Harmful substances NORM Cap rock Harmful substances NORM Shale Cap rock Hydrofrac zone Lähde: oma lähde, jonka perustana on (SUMI 2008). 2.2. Vaikutukset maisemaan Kokemukset Pohjois-Amerikasta Kaasuliuske-esiintymien hyödyntäminen edellyttää porausalustoja, joissa voidaan säilyttää teknisiä laitteita, kuorma-autoja kompressoreineen, kemikaaleja, tukiaineita, vettä ja jätevesisäiliöitä, ellei vettä toimiteta paikallisista vesilähteistä ja kerätä altaisiin. Pennsylvaniassa porauksen ja murtamisen aikana käytössä oleva tyypillinen usean porauskaivoalusta on kooltaan noin 4–5 eekkeriä (16 200–20 250 m²). Osittaisen ennallistamisen jälkeen tuotantoalustan koko on keskimäärin 1–3 eekkeriä (4 050– 12 150 m²). (SGEIS 2009.) Sitä voidaan verrata siihen, että vastaavalle alueelle (~10 000 m²) pystytettäisiin aurinkovoimalaitos, joka tuottaisi noin 400 000 kWh sähköä vuodessa 3 , mikä vastaa noin 70 000 kuutiometriä maakaasua vuodessa muunnettuna 58 prosentin hyötysuhteella sähköksi. Barnettin liuske-esiintymässä (Teksas, Yhdysvallat) sijaitseva tyypillinen porauskaivojen kaasuntuotanto on noin 11 miljoonaa m³ kaivoa kohti ensimmäisenä vuotena mutta 9. vuotena vain noin 80 000 m³ ja 10. vuotena noin 40 000 m³ (Quicksilver 2005). 3 Tuleva auringonsäteily: 1 000 kWh/m² vuodessa, aurinkopaneelin hyötysuhde: 15 %, suorituskyky: 80 %, paneelin pinta-ala: 33 % maa-alueesta. 20 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Toisin kuin fossiiliseen energiaan perustuvassa tuotannossa aurinkovoimalaitoksessa tuotetaan sähköä yli 20 vuotta. Käyttöaikansa lopussa aurinkovoimalaitos voidaan korvata uudella ilman, että maankäyttö lisääntyy. Liuskekaasun tai tiheän kaasun esiintymien hyödyntäminen edellyttää, että niiden porausalustat sijaitsevat tiheässä. Yhdysvalloissa osavaltiot sääntelevät porauskaivojen välistä etäisyyttä. Siellä perinteisillä kentillä tyypillinen tiheys on yksi kaivo 640 eekkeriä kohti (yksi kaivo per 2,6 km²). Barnettin liuske-esiintymässä tyypillinen tiheys muutettiin alussa yhdeksi kaivoksi 160 eekkeriä kohti (1,5 kaivoa per km²). Myöhemmin sallittiin niin sanotut "täydennyskaivot", joita porattiin 40 eekkerin välein (~6 kaivoa per km²). Tämä vaikuttaa olevan yleinen käytäntö useimmissa liuske-esiintymissä silloin, kun niitä hyödynnetään tehokkaasti. (Sumi 2008, SGEIS 2009.) Vuoden 2010 loppuun mennessä Barnettin liuske-esiintymään oli porattu lähes 15 000 kaivoa, ja koko liuske-esiintymä kattaa yhteensä 13 000 km²:n alueen (RRC 2011, ALL-consulting 2008). Näin ollen keskimääräinen kaivojen tiheys on 1,15 kaivoa per km². Kuvassa 2 on tiheän kaasun tuotantoon käytettäviä porauskaivoja Yhdysvalloissa. Tiheän kaasun tuotannossa käytetään pintakaivoalustoja, joissa on enintään kuusi kaivoa alustaa kohti. Ne sijaitsevat täällä tiheämmässä kuin Barnettin liuske-esiintymässä, koska suurin osa tiheän kaasun kaivoista porataan pystysuuntaisesti. Kuva 2: Tiheän kaasun hiekkakiviporausta Lähde: Valokuva EcoFlight, SkyTruthin luvalla – www.skytruth.org Porausalustoilla on tieyhteys kuorma-autokuljetuksia varten, mikä lisää maankäyttöä entisestään. Yhdysvalloissa pinta-alaa kuluu myös jätevesialtaisiin, joihin kerätään takaisin virtaava jätevesi, ennen kuin se hävitetään tai siirretään muualle kuorma-autolla tai putken kautta. Nämä alueet eivät vielä sisälly edellä esiteltyihin porausalustojen kokoihin. Niiden laskeminen mukaan kaksinkertaistaisi helposti kaasuntuotantotoimintoihin tarvittavan pinta-alan. 21 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kaasu on porauksen jälkeen siirrettävä jakeluverkkoihin. Koska useimpien porauskaivojen tuotantomäärät ovat pieniä ja niiden ehtymisprofiili on jyrkkä, kaasu varastoidaan hyvin usein porausalustalle ja kuormataan ajoittain kuorma-autoihin. Jos kaivotiheys on riittävän suuri, rakennetaan keräilyverkkoja, joissa on kompressoriasemia. Se, mikä varastointi- tai kuljetustapa valitaan ja rakennetaanko putket maan päälle vai alle, riippuu tietyistä hankkeiden parametreista ja sovellettavista säännöksistä. Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin ja avoimet kysymykset Luvat porausalustoille myöntävät kaivosviranomaiset asiaankuuluvien lakien ja määräysten perusteella (ks. luku 0). Ne saattavat määritellä porauskaivojen välisen pienimmän sallitun etäisyyden. Siinä saatetaan noudattaa Yhdysvaltojen käytäntöä, jossa liuskekiven hyödyntäminen aloitetaan suuremmilla kaivojen välisillä etäisyyksillä ja niiden tiheyttä lisätään sitä mukaa, kun tuotantokaivot tyhjenevät. Kuten luvussa 5 on esitetty, tyypillinen kaasuvarantojen määrä aluetta kohti useimmissa eurooppalaisissa liuske-esiintymissä on luultavasti vastaava kuin Barnettin ja Fayettevillen liuske-esiintymissä Yhdysvalloissa. Valmiit porauskaivot on yhdistettävä keräysverkostoihin. Se, rakennetaanko nämä putket maan alle vai päälle, riippuu vastaavasta lainsäädännöstä ja taloudellisista näkökohdista. Tätä koskevaa voimassa olevaa lainsäädäntöä pitäisi mukauttaa ja mahdollisesti yhdenmukaistaa. 2.3. Ilmapäästöt ja maaperän saastuminen Päästöt voivat olla peräisin seuraavista lähteistä: päästöt kuorma-autoista ja porauslaitteista (melu, hiukkaset, SO2, NOx, NMVOC ja CO) päästöt maakaasun käsittelystä ja kuljetuksesta (melu, hiukkaset, SO2, NOx, NMVOC ja CO) kemikaalien haihtumispäästöt jätevesialtaista päästöt, jotka johtuvat vuodoista ja porauskaivojen purkautumisista (poraus- tai murtamisnesteiden hajoaminen yhdistettynä esiintymän hiukkasiin). Porauslaitteiden käyttö kuluttaa suuria määriä polttoainetta, joiden polttaminen aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä. Tuotannon, käsittelyn ja kuljetuksen aikana voi myös tapahtua joitakin kasvihuonekaasu metaanin hajapäästöjä. Niitä arvioidaan myöhemmin luvussa 0, joka on omistettu kasvihuonekaasupäästöille. 2.3.1. Tavanomaisten toimintojen ilmapäästöt Kokemukset Pohjois-Amerikasta Monet valitukset ihmisten sairastumisista ja eläinten kuolemista Teksasissa sijaitsevan pikkukaupungin Dishin läheisyydessä pakottivat kaupungin antamaan riippumattomalle konsultille toimeksiannoksi ilmanlaatututkimuksen tekemisen kaasutoimintojen vaikutuksista kaupungissa ja sen ympäristössä (Michaels 2010 ja sen sisältämät viittaukset). Vaikka vastaavista valituksista on raportoitu muualtakin, Dishissä tehdyissä tutkimuksissa on parhaat lähteet. Koska alueella ei ole muuta teollista toimintaa, kaupungissa ja sen ympäristössä sijaitsevien maakaasutoimintojen uskotaan olevan näiden vaikutusten ainoa lähde. 22 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Elokuussa 2009 tehdyssä tutkimuksessa vahvistettiin "karsinogeenien ja neurotoksisten yhdisteiden suurien pitoisuuksien olemassaolo ilmassa ja/tai asuinkiinteistöissä". Lisäksi todettiin: "– –Monet näistä laboratorioanalyyseissä todennetut yhdisteet olivat tunnettujen ihmisille syöpää aiheuttavien aineiden metaboliitteja ja ylittivät TECQ:n määräysten sekä lyhyen että pitkän aikavälin tehokkaat seurantatasot. Erityisen huolestuttavia ovat yhdisteet, jotka saattavat aiheuttaa Teksasin ympäristönlaatukomitean TECQ:n (Texas Commission on Environmental Quality) määritelmän mukaisesti katastrofin." (Wolf 2009.) Tutkimuksen mukaan myös "kaupungille oli tehty lukuisia valituksia kompressoriasemista lähtöisin olevasta jatkuvasta melusta ja tärinästä sekä pahasta hajusta". "Erityisen huolestuttavia" olivat tutkimuksen mukaan "ilmoitukset siitä, että nuoria hevosia oli sairastunut vakavasti ja useita niistä oli kuollut vuosina 2007–2008 tuntemattomasta syystä". (Wolf 2009.) Myös Dallasin ja Fort Worthin ympäristössä on havaittu Barnettin liuske-esiintymän maakaasun porauksen aiheuttamia dramaattisia vaikutuksia ilmanlaatuun (Michaels 2010). Vuonna 2009 julkaistiin kattava tutkimus maakaasun tuotannon päätöistä Barnettin liuskeesiintymässä ja mahdollisuuksista tehdä kustannustehokkaita parannuksia ("Emissions from Natural Gas Production in the Barnett Shale Area and Opportunities for Cost-Effective Improvements", Armendariz 2009). Analyysin mukaan viisi tutkitusta 21 piirikunnasta, joissa lähes 90 prosenttia kaikesta maakaasu- ja öljytoiminnasta tapahtuu, tuottavat ylivoimaisesti suurimman osan päästöistä. Esimerkiksi näistä viidestä piirikunnasta peräisin olevien savusumua muodostavien yhdisteiden määräksi arvioitiin 165 tonniksi päivässä kesän 2009 huipunarvon aikana, kun näiden 21 piirikunnan kaikista öljy- ja kaasulähteistä (liikenne mukaan lukien) peräisin olevien vastaavien yhdisteiden huippuarvo oli 191 tonnia päivässä. (Armendariz 2009.) Näin ollen osavaltion keskiarvot kätkevät sen tosiasian, että viidessä piirikunnassa, joissa toimintaa on eniten, ilmansaastepäästöt ovat paljon keskimääräistä suurempia, mikä aiheuttaa huonon ilmanlaadun. Teksasin ympäristönlaatukomitea TCEQ (Texas Commission on Environmental Quality) on käynnistänyt seurantaohjelman, jossa vahvistetaan osittain, että joissakin paikoissa porauslaitteista ja varastosäiliöistä pääsee karkuun erittäin suuria määriä hiilivetyhöyryjä ja huomattavia määriä bentseeniä (Michaels 2009). TCEQ julkaisi tammikuussa 2010 sisäisen muistion seurantaohjelmastaan. Joitakin sen tärkeimmistä havainnoista ovat seuraavat (TCEQ 2010): "Kolmenkymmenenviiden kemikaalin todettiin ylittävän asianmukaiset lyhyen aikavälin vertailuarvot yhdessä hetkellisessä kanisterinäytteessä, joka on otettu Devon Energyn maakaasun porauskaivon yläosasta, missä bentseenipitoisuus oli 15 000 ppb." Tämä ilmanäyte otettiin kaivon läheisyydestä – viiden jalan päästä lähteestä – vertailukohteeksi. Porauskaivon yläosasta otetun näytteen sisältämän bentseenin lisäksi yhdessä 64 seurantapaikasta bentseenipitoisuuden havaittiin ylittävän terveyteen perustuvan lyhyen aikavälin vertailuarvon, joka on 180 ppb. Toksikologian osasto on jonkin verran huolestunut alueista, joilla bentseenipitoisuuden on havaittu ylittävän terveyteen perustuvan pitkän aikavälin vertailuarvon, joka on 1,4 ppb. "Bentseenipitoisuuden havaittiin ylittävän pitkän aikavälin terveyteen perustuvan vertailuarvon 21 seurantapaikassa." Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Aromaattisten yhdisteiden, kuten bentseenin ja ksyleenin, päästöjen havaittiin Teksasissa olevan pääasiassa lähtöisin maakaasukompressoreista ja maakaasun käsittelystä, mistä raskaammat komponentit pääsevät ilmakehään. EU:ssa tällaisten aineiden päästöjä rajoitetaan lainsäädännöllä. 23 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Poraus- ja tuotantoprosesseihin käytetyt koneet, kuten dieselmoottorit, ovat todennäköisesti samoja samoin kuin näiden koneiden päästöt ilmaan. Taulukossa 1 on esitetty poraukseen, hydrauliseen murtamiseen ja porauskaivon tuotantoon saattamiseen käytettyjen, paikallaan olevien dieselmoottoreiden ilmapäästöt, jotka perustuvat dieselmoottorien päästötietoihin (GEMIS 2010), dieseliä koskeviin vaatimuksiin ja Barnettin liuske-esiintymän oletettuun maakaasutuottoon (Horwarth et al. 2011). Taulukko 1: Poraukseen, hydrauliseen murtamiseen ja porauskaivon tuotantoon saattamiseen käytettyjen, paikallaan olevien dieselmoottorien tyypilliset ilmapäästöt Päästöt porauskaivon maakaasun tuotantomäärää kohti Päästöt moottorin mekaanista tehoa kohti Päästöt moottorin polttoainepanosta kohti [g/kWhmech] [g/kWhdiesel] SO2 0,767 0,253 0,004 NOx 10,568 3,487 0,059 PM 0,881 0,291 0,005 CO 2,290 0,756 0,013 NMVOC 0,033 0,011 0,000 [g/kWhNG] On suositeltavaa, että päästökerrointen lisäksi myös niiden kokonaisvaikutusta rajoitetaan, koska useista porausalustoista peräisin olevat päästöt lisääntyvät, jos perustetaan liuskekivilouhos, jossa on yksi tai jopa useampi porauskaivo per km². Porauksen aikaisia päästöjä on rajoitettava ja seurattava samoin kuin myöhemmin kaasun käsittelyssä ja kuljetuksessa syntyviä päästöjä keräysputkistojen lisääntyessä. Nämä näkökohdat pitäisi ottaa huomioon keskusteltaessa asiaankuuluvien direktiivien, kuten Euroopan parlamentin ja neuvoston antaman liikkuviin työkoneisiin asennettavien polttomoottoreiden kaasuja hiukkaspäästöjen torjuntatoimenpiteitä koskevan jäsenvaltioiden lainsäädännön lähentämistä koskevan direktiivin 97/68/EY, muuttamisesta. 2.3.2. Porauskaivojen purkauksista tai porauspaikkojen onnettomuuksista aiheutuvat epäpuhtaudet Kokemukset Pohjois-Amerikasta Yhdysvalloissa saadut kokemukset osoittavat, että siellä on tapahtunut vakavia porauskaivojen purkautumisia. Useimmat niistä on dokumentoitu Michaelsin selvityksessä (2010). Otteita kyseisestä lähdeluettelosta: Pennsylvaniassa Clearfieldin piirikunnassa 3. kesäkuuta 2010 tapahtuneen kaasulähteen purkauksen seurauksena 16 tunnin aikana purkautui ilmaan vähintään 35 000 gallonaa jätevettä ja maakaasua. Länsi-Virginiassa Marshallin piirikunnassa kesäkuussa 2010 tapahtuneen kaasulähteen räjähdyksen seurauksena seitsemän loukkaantunutta työntekijää joutui sairaalaan. Atlasissa sijaitsevalla porausalustalla syttyivät 2. huhtikuuta 2010 hydrauliseen murtamiseen tarvittavan nesteen säilyttämiseen käytetty tankki ja avolouhos palamaan. Liekit olivat ainakin 100 jalan (33 m) korkuisia ja 50 jalan (15 m) levyisiä. 24 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kaikissa edellä mainituissa tapauksissa kyseiset yhtiöt saivat sakkoja. Nämä onnettomuudet näyttivät yleensä liittyvän virheelliseen käsittelyyn, joka johtui kouluttamattomasta henkilökunnasta tai epäasianmukaisesta toiminnasta käytöksestä. Lisäksi vaikuttaa siltä, että yksittäisten yhtiöiden välillä on huomattavia eroja. Seuraavissa alakohdissa kerrotaan muista onnettomuuksista. Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Vuotoriskien vähentämiseksi Euroopassa suositellaan tiukkaa lainsäädäntöä ja sen tiukkaa valvomista. Erityisesti suositellaan, että kerätään tilastotietoja Euroopan tasolla tapahtuvista onnettomuuksista, jotta voidaan analysoida onnettomuuksien syitä ja tehdä vastaavat johtopäätökset. Jos yhtiöllä on niiden suhteen erityisen huono maine, voidaan harkita uusien kaivos- tai tuotantolupien epäämistä niiltä. Näistä tapauksista keskustellaan Euroopan parlamentissa offshore-öljy- ja -kaasutoimintojen yhteydessä. Teollisuus-, tutkimus- ja energiavaliokunta äänestää aihetta koskevasta valiokunta-aloitteisesta mietinnöstä heinäkuussa 2011. 2.4. Pinta- ja pohjavesi 2.4.1. Vedenkulutus Perinteisen porauskaivon poraamisen aikana käytetään suuria määriä vettä poran pään jäähdyttämiseen ja voitelemiseen sekä porauslietteen poistamiseen. Hydraulisessa murtamisessa kuluu noin kymmenen kertaa enemmän vettä kaivon stimulointiin, jossa kaivoon injektoidaan ylipaineistettua vettä halkeamien luomiseksi. Teksasin vesiasioista vastaava virasto (Texas Water Development Board) on teettänyt kattavan tutkimuksen vedentarpeesta Barnettin liuske-esiintymän rakentamisessa (Harden 2007). Tutkimukseen sisältyy kirjallisuuskatsaus erityisestä vedenkulutuksesta: Vanhemmissa ei-sementoiduissa vaakasuuntaisissa porauskaivoissa, joissa oli yksi murtamisvaihe, tarvittiin vettä noin 4 MGal (~15 miljoonaa litraa). Uudemmissa sementoiduissa vaakasuuntaisissa porauskaivoissa murtamistyö tehdään yleensä monivaiheisesti useina kerralla tehtävinä poraussarjoina. Saman vaakasuuntaisen porauskaivon kahden murtamisvaiheen välinen tyypillinen väli on 400–600 jalkaa (130– 200 m). Vaakasuuntaisessa porauskaivossa on tyypillisesti noin kolme murtamisvaihetta, mutta se ei ole pakollista. Tilastollinen analyysi noin 400 porauskaivosta osoitti, että tyypillinen vedenkulutus on 2 000–2400 gal/ft (25–30 m³/m) vesimurtamisessa (Grieser 2006) ja noin 3 900 gal/ft (~42 m³/m) liukastevesimurtamisessa, joita on käytetty viime aikoina silloin, kun etäisyys on kaivon vaakasuuntaisen osan kattama pituus. (Schein 2004.) Tässä vuonna 2007 tehdyssä tutkimuksessa esitetään myös skenaarioita vedenkulutuksesta Barnettin liuske-esiintymän tutkimuksissa vuosina 2010 ja 2025. Vuonna 2010 vedenkulutuksen arvioitiin olevan 10 000–20 000 ac-ft (12–24 milj. m³) ja jatkokäytön aikana vuoteen 2020 mennessä 5 000–20 000 ac-ft (6–24 milj. m³) riippuen siitä, millaista poraustoimintaa tulevaisuudessa harjoitetaan. Taulukossa 2 on uusimmat käytettävissä olevat tiedot tyypillisistä uusista porauskaivoista. Karkean arvion mukaan 15 000 m³:n vedenkulutus kaivoa kohti vaikuttaa olevan realistinen määrä Barnettin liuske-esiintymässä. Näiden lukujen perusteella 1 146 uutta porattua kaivoa vuonna 2010 (ks. luku 0) tarkoittaisi noin 17 miljardin litran vedenkulutusta vuonna 2010. Tämä vastaa edellä mainittua ennustetta vuodelle 2010. Tätä kulutusta on verrattava kaikkien muiden kuluttajien vedenkulutukseen, joka oli noin 50 miljardia litraa (Harden 2007). Vertailussa käytettiin niiden piirikuntien vedenkulutusta, joissa poraustoimintaa pääasiassa harjoitettiin (Denton, Hood, Johnson, Parker, Tarrant ja Wise). 25 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukko 2: Vedentarve liuskekaasun tuotantoon käytettävissä eri porauskaivoissa (m3) Vain murtamiseen Paikka/alue Yhteensä (porauskaivoa kohti) Barnettin liuske-esiintymä 17 000 Chesapeake Energy 2011 Barnettin liuske-esiintymä 14 000 Chesapeake Energy 2011 Barnettin liuske-esiintymä ei tietoja Barnettin liuske-esiintymä 22 500 Burnett 2009 Horn River Basin (Kanada) 40 000 PTAC 2011 Marcellusin liuskeesiintymä 15 000 Arthur et al. 2010 Marcellusin liuskeesiintymä 1 500–45 000 1 135–34 000 NYCDEP 2009 Utican liuske-esiintymä, Quebec 13 000 12 000 Questerre Energy 2010 4 500–13 250 Lähde Duncan 2010 Lisäksi liuskekaasun tuotantoa varten poratut kaivot on ehkä murrettava hydraulisesti useita kertoja niiden käyttöiän aikana. Jokainen lisämurtamisoperaatio saattaa kuluttaa enemmän vettä kuin edellinen (Sumi 2008). Joissakin tapauksissa kaivot murretaan uudelleen jopa 10 kertaa (Ineson 2010). 2.4.2. Veden saastuminen Kokemukset Pohjois-Amerikasta Mahdollista veden saastumista voivat aiheuttaa porauslietevuodot, takaisinvirtaukset ja suolavesi, jätelammikot tai varastosäiliöt, jotka saastuttavat veden ja nostavat sen suolapitoisuutta maanpäällisten toimintojen aiheuttamat vuodot tai onnettomuudet, kuten vuotavat nesteet tai jätevesiputket tai -altaat, epäammattimainen käsittely tai vanhat laitteet vuodot epäasianmukaisesti sementoiduista kaivoista vuodot geologisten rakenteiden läpi joko luonnollisten tai keinotekoisten halkeamien tai reittien kautta. Tosiasiassa useimmat valitukset hydraulista murtamista vastaan johtuvat mahdollisesta pohjaveden pilaantumisesta. Periaatteessa kohteena on erityisten vuotojen ja onnettomuuksien lisäksi murtamisnesteiden tunkeutuminen ulos syvemmällä sijaitsevista rakenteista. 26 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Coloradon Garfieldin piirikunnassa tehtiin vuonna 2008 yksityiskohtainen analyysi. Coloradon öljyn- ja kaasunsuojelukomitea (Colorado Oil and Gas Conservation Commission) pitää kirjaa ilmoitetuista öljy- ja kaasutoiminnoissa tapahtuneista vuodoista. Tammikuun 2003 ja maaliskuun 2008 välisenä aikana tapahtui yhteensä 1 549 vuotoa (COGCC 2007, mainittu lähteessä Witter 2008). Kahteenkymmeneen prosenttiin vuodoista liittyi veden pilaantuminen. Merkille pantavaa on, että vuotojen määrä kasvoi. Esimerkiksi Garfiledin piirikunnasta ilmoitettiin viidestä vuodosta vuonna 2003 ja vuonna 2007 jo 55 vuodosta. Myöhemmässä pohjaveden pilaantumista koskevassa tutkimuksessa todettiin, että "pohjavesinäytteissä on nähtävissä metaanin lisääntymisen suuntaus seitsemän viiden vuoden aikana, mikä osuu yhteen Mamm Creek Fieldiin porattujen kaasunporauskaivojen määrän kasvun kanssa. Ennen porausta metaanin luonnollinen taustapitoisuus pohjavedessä oli alle 1 ppm lukuun ottamatta biogeenistä metaania, joka on keskittynyt lammikoihin ja jokien pohjiin. – – Metaaninäytteiden isotooppiset tiedot osoittavat, että useimmat näytteet, joissa on kohonnut metaanipitoisuus, ovat alkuperältään termogeenisiä. Samanaikaisesti metaanipitoisuuden kasvun kanssa pohjavesikaivojen klooripitoisuus on kasvanut, mikä on yhteydessä kaasunporauskaivojen määrään." (Thyne 2008.) Selvästikin tila ja aika ovat yhtäpitäviä: Metaanipitoisuudet ovat suurempia alueilla, joilla porauskaivoja on tiheässä, ja metaanipitoisuudet ovat kasvaneet ajan mittaan kaivojen määrän kasvaessa. Uudemmassa tutkimuksessa (Osborne 2011) vahvistetaan nämä havainnot Pennsylvanian koillisosassa sijaitsevan Marcellusin liuske-esiintymän ja New Yorkin osavaltion pohjoisosassa sijaitsevan Utican liuske-esiintymän päällä olevissa pohjavesivarannoissa. Aktiivisilla kaasuntuotantoalueilla juomavesikaivojen keskimääräinen metaanipitoisuus oli 19,2 mg/litra ja enimmäispitoisuudet enintään 64 mg/litra, mikä aiheuttaa mahdollisen räjähdysvaaran. Naapurialueilla, joiden geologinen rakenne on samanlainen mutta joilla ei ole kaasuntuotantoa, taustapitoisuus oli 1,1 mg/litra. (Osborn 2011.) Juomaveden pilaantumisesta on tehty yhteensä yli 1 000 valitusta. Raportissa, jonka sanotaan perustuvan Pennsylvanian ympäristönsuojeluviraston tietoihin, lasketaan, että osavaltion öljy- ja kaasulainsäädäntöä rikottiin 1 614 kertaa Marcellusin liuske-esiintymän poraustoiminnan kahden ja puolen vuoden jaksolla (PLTA 2010). Kaksi kolmasosaa tapauksista ovat "erittäin todennäköisesti ympäristölle haitallisia". Osa niistä on mainittu Michaelsin selvityksessä (2010). Vaikuttavin dokumentoitu onnettomuus oli asuinrakennuksen räjähdys, jonka aiheuttivat poraustoiminnot ja niitä seurannut metaanin tunkeutuminen talon vesijohtoverkkoon (ODNR 2008). Luonnonvaraviraston raportissa tunnistettiin kolme tekijää, jotka aiheuttivat talon räjähtämisen: (i) tuotannon suojaputkien riittämätön sementointi, (ii) päätös jatkaa kaivon hydraulista murtamista suojaputkien riittämättömästä sementoinnista huolimatta ja merkittävimpänä tekijänä (iii) murtamisen jälkeinen 31 päivän jakso, jonka aikana pinta- ja tuotantosuojaputkien rengasmainen väli oli "enimmäkseen suljettu" (lainattu lähteestä Michaels, 2010). 27 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Useimmissa tapauksissa metaanin tai kloridin aiheuttama veden pilaantuminen voitiin osoittaa, kun taas bentseenin tai muiden murtamiseen käytettyjen nesteiden pääsy veteen voidaan harvoin todistaa. Ympäristönsuojeluviraston vuonna 2009 Wyomingin juomavesikaivoista ottamissa näytteissä havaittiin kuitenkin kemikaaleja, joita käytetään laajasti hydrauliseen murtamiseen: "Alue VIII julkaisi aiemmin tässä kuussa Wyomingin Pavillionin vesikaivoista – asukkaiden vaatimuksesta – otettujen näytteiden tulokset, jotka osoittivat porauksen aiheuttamia epäpuhtauksia olevan 11 kaivossa testatusta 39 kaivosta. Niihin kuuluivat kolmesta testatusta kaivosta löytynyt kemikaali 2-butoksietanoli (2-BE), joka on hydrauliseen murtamiseen käytettyjen nesteiden tunnettu aineosa, sekä metaani, diesel-ryhmään kuuluvia orgaanisia aineita ja hiilivetytyyppi, joka tunnetaan nimellä adamantaani". (EPA 2009.) Useissa tapauksissa yritykset ovat jo saaneet sakkoja osavaltion lakien rikkomisesta. Esimerkiksi Cabot Oil & Gas sai Pennsylvanian ympäristönsuojeluvirastolta seuraavan huomautuksen: "Cabot on aiheuttanut kaasun pääsyn syvemmistä muodostumista puhtaaseen pohjaveteen tai sallinut sen." (Lobbins 2009.) New Yorkin osavaltion historiatietojen perusteella arvioitiin, että onnettomuusprosentti on 1–2. (Bishop 2010.) Se vaikuttaa uskottavalta. Edellä mainitut yli 1 600 rikkomusta yksistään Marcellusin liuske-esiintymän Pennsylvanian osassa viittaavat kuitenkin siihen, että määrä on paljon suurempi verrattuna noin 2 300 kaivoon, jotka on porattu sinne vuoden 2010 mennessä. Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Suurin osa onnettomuuksista ja tunkeutumisista pohjaveteen vaikuttaa johtuvan epäasianmukaisesta käsittelystä, joka voitaisiin välttää. Yhdysvalloissa alaa säädellään mutta toimintojen seuranta ja valvonta on varsin vähäistä joko viranomaisten käytettävissä olevien varojen puutteesta tai muista syistä johtuen. Näin ollen perusongelmana ei ole riittämätön lainsäädäntö vaan sen riittämätön valvonta. On varmistettava, että parhaita käytäntöjä ei ole vain käytettävissä vaan niitä myös sovelletaan. Lisäksi on tietty riski sille, että huomaamattomat reitit (esim. vanhat, hylätyt mutta rekisteröimättömät kaivot, joita ei ole sementoitu oikein, ja maanjäristysten aiheuttamat ennakoimattomat riskit) mahdollistavat metaanin ja muiden kemikaalien pääsyn pohjavesikerroksiin. 2.4.3. Jätevedenpoisto Murtamiseen käytetyt nesteet injektoidaan geologisiin muodostumiin korkealla paineella. Kun paine vapautuu, murtamiseen käytettävän nesteen, metaanin, yhdisteiden ja lisäveden seos virtaa esiintymästä takaisin pinnalle. Tämä vesi on kerättävä ja hävitettävä asianmukaisesti. Teollisuuslähteiden mukaan 20–50 prosenttia kaasunporauskaivojen hydrauliseen murtamiseen käytetystä vedestä palautuu takaisin pinnalle. Osa tästä vedestä kierrätetään käytettäväksi tulevien porauskaivojen murtamiseen. (Questerre Energy 2010.) Muiden lähteiden mukaan 9–35 prosenttia huuhtoutuu takaisin. (Sumi 2008.) 28 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kokemukset Pohjois-Amerikasta Jäteveden asianmukainen poisto vaikuttaa olevan suurin ongelma Pohjois-Amerikassa. Ydinongelma on jäteveden valtava määrä ja jätevedenpuhdistamojen epäasianmukainen kokoonpano. Vaikka kierrättäminen voisi olla mahdollista, se lisäisi hankekustannuksia. Monista epäasianmukaiseen jätevedenpoistoon liittyvistä ongelmista on raportoitu. Esimerkkejä: Elokuussa 2010 "Talisman Energy" sai sakkoja Pennsylvaniassa vuonna 2009 tapahtuneesta vuodosta, jossa yli 4 200 gallonaa (~16 m³) hydrauliseen murtamiseen käytetystä nesteestä virtasi takaisin Webier Creekin kosteikkoalueelle ja sivujokeen, joka laskee Tioga-jokeen, kylmän veden kalaveteen. (Talisman 2011.) Tammikuussa 2010 "Atlas Resources" sai sakkoja ympäristölainsäädännön rikkomisesta 13 porauskaivossa Pennsylvanian lounaisosassa Yhdysvalloissa. Atlas Resources laiminlöi asianmukaiset eroosion ja sedimentin seurantatoimenpiteet, mikä aiheutti sameita päästöjä. Lisäksi Atlas Resources laski maaperään dieselpolttoainetta ja hydrauliseen murtamiseen käytettyjä nesteitä. Atlas Resources -yhtiöllä on yli 250 lupaa Marcellusin porauskaivoihin. (PA DEP 2010.) "Range Resources" sai 6. lokakuuta 2009 sakkoja, kun 250 barrelia (~40 m³) laimennettua hydrauliseen murtamiseen käytettävää nestettä vuoti ympäristöön. Syynä vuotoon oli siirtojohdon rikkoutunut liitos. Neste vuoti Brush Runin sivujokeen Pennsylvanian Hopewell Townshipissä. (PA DEP 2009.) Elokuussa 2010 "Atlas Resources" sai Pennsylvaniassa sakkoja, kun se salli hydrauliseen murtamiseen käytettävän nesteen ylivuodon jätevesialtaasta niin, että se saastutti Washingtonin piirikunnassa sijaitsevan korkealaatuisen vesistön. (Pickels 2010.) "Fortune Energy" päästi Pennsylvanian Troyssa laittomasti takaisinvirtausnesteitä suotovesikaivantoon ja kasvillisuuden peittämälle alueelle ulottuen mahdollisesti Sugar Creekin sivujokeen (lainattu lähteestä Michaels, 2010). Kesäkuussa 2010 Länsi-Virginian ympäristönsuojeluvirasto julkaisi raportin, jossa todetaan, että "Tapo Energy" laski elokuussa 2009 tuntemattoman määrän poraustoimintaan liittyvää "öljypohjaista ainetta" Doddridgen piirikunnassa sijaitsevaan Buckeye Creekin sivujokeen. Vuoto saastutti joen kolmen mailin pituudelta (lainattu lähteestä Michaels, 2010). Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Useimmat näistäkin veden pilaantumisista johtuvat epäasianmukaisista käytännöistä. Siksi näiden asioiden hyvin tiukka käsittely on välttämätöntä. Myös Euroopassa, esimerkiksi Saksassa, on jo tapahtunut onnettomuuksia hydrauliseen murtamiseen liittyvissä toiminnoissa. Esimerkiksi Saksan "Söhlingenin" tiheän kaasun kentän jätevesiputket vuosivat vuonna 2007. Sen seurauksena bentseeni ja elohopea saastuttivat pohjaveden. Vaikka vuodosta ilmoitettiin asianmukaisesti Ala-Saksin asiasta vastaavalle kaivosviranomaiselle ("Landesbergbehörde"), suuri yleisö sai tietää onnettomuudesta vasta vuonna 2011, kun yhtiö aloitti maanviljelymaan vaihtamisen paikoissa, joissa nesteet olivat vuotaneet maaperään. (NDR 2011, Kummetz 2011.) 29 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 2.5. Maanjäristykset Tiedetään hyvin, että hydraulinen murtaminen voi aiheuttaa pieniä maanjäristyksiä, joiden voimakkuus on 1–3 Richterin asteikolla. (Aduschkin 2000.) Esimerkiksi Yhdysvaltain Arkansasissa pienten maanjäristysten määrä on kasvanut viime vuosina kymmenkertaiseksi. (AGS 2011.) Se herätti huolen siitä, että ne johtuisivat poraustoiminnan jyrkästä lisääntymisestä Fayettevillen liuske-esiintymässä. Myös Fort Worthin alueella on koettu ainakin 18 pientä maanjäristystä joulukuusta 2008 lähtien. Yksin Cleburnen kaupungissa tapahtui vuoden 2009 kesä- ja heinäkuussa seitsemän maanjäristystä alueella, jolla ei ollut 140 vuoteen rekisteröity yhtään maanjäristystä. (Michaels 2010.) Yhdistyneen kuningaskunnan Blackpoolin kaupungissa tapahtui huhtikuussa 2011 pieni maanjäristys (1,5 Richterin asteikolla), jota seurasi kesäkuussa 2011 suurempi maanjäristys (2,5 Richterin asteikolla). "Cuadrilla Resources" -yhtiö, joka suoritti hydrauliseen murtamiseen liittyviä toimintoja maanjäristysalueella, keskeytti toimintonsa ja alkoi tutkia asiaa. Yhtiö ilmoitti lopettavansa toimintonsa, jos voitaisiin osoittaa, että maanjäristysten ja sen poraustoiminnan välillä on yhteys. (Nonnenmacher 2011.) 2.6. Kemikaalit, radioaktiivisuus ja vaikutukset ihmisten terveyteen 2.6.1. Radioaktiiviset aineet Luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita (naturally occurring radioactive materials, NORM) esiintyy kaikissa geologisissa muodostumissa mutta hyvin pieniä määriä suuruusluokkaa miljoonasosasta (ppm) miljardisosaan (ppb). Yhdysvaltojen useimmissa mustaliuske-esiintymissä on uraania 0,0016-0,002 prosenttia. (Swanson 1960.) Hydraulisessa murtamisprosessissa nämä luonnossa esiintyvät radioaktiiviset aineet, kuten kallioon sitoutuneet uraani, torium ja radium, siirtyvät pintaan takaisinvirtausnesteen mukana. Joskus radioaktiivisia hiukkasia injektoidaan nesteiden kanssa erityistarkoituksia varten (esim. indikaattorina). NORM-aineet voivat myös siirtyä kalliossa olevien halkeamien kautta pohja- ja pintaveteen. Yleensä NORM-aineet kerääntyvät putkiin, säiliöihin ja kuoppiin. Radioaktiivisten aineiden määrä vaihtelee eri liuske-esiintymissä. Marcellusin liuskeesiintymässä on esimerkiksi enemmän radioaktiivisia hiukkasia kuin muissa geologisissa muodostumissa. Kaasunjalostuksen aikana NORM-aineita voi esiintyä radonkaasuna maakaasuvirrassa. Radon hajoaa ensin 210Pb:ksi (lyijyn isotooppi), sitten 210Bi:ksi (vismutin isotooppi), 210Po:ksi (poloniumin isotooppi) ja lopuksi pysyväksi 206Pb:ksi (lyijy). Radonin hajoamistuotteet kerääntyvät kalvoksi tuloputkien, käsittely-yksiköiden, pumppujen ja venttiilien sisäpinnoille pääasiassa yhdistyneenä propyleenin, etaanin ja propaanin käsittelyvirtoihin. Koska radioaktiiviset aineet konsentroituvat öljy- ja kaasukenttien laitteiden pinnoille, suurin riski altistua öljyn ja kaasun NORM-aineille on työntekijöillä, jotka leikkaavat ja väljentävät öljykentän putkia, poistavat kiinteitä aineita säiliöistä ja altaista ja kunnostavat kaasunjalostuslaitteita. (Sumi 2008.) 30 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kokemukset Pohjois-Amerikasta New Yorkin osavaltion Onondagan piirikunnassa mitattiin radioaktiivisen aineen radonin (222Rn) pitoisuuksia 210 asuintalon kellarin sisäilmassa. Kaikissa Marcellusin liuskeesiintymän päällä sijaitsevissa taloissa sisäilman 222Rn-pitoisuudet olivat yli 148 Bq/m³, ja keskimääräinen pitoisuus oli näissä taloissa 326 Bq/m³ 4 , mikä on yli kaksi kertaa enemmän kuin Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluviraston EPA:n "ilman pilaantumisen toimintakynnysarvo" (eli taso, jolla on suositeltavaa, että talonomistajat yrittävät pienentää radonpitoisuutta) 148 Bq/m³. Sisäilman keskimääräinen radonpitoisuus on Yhdysvalloissa 48 Bq/m³. (Sumi 2008.) Jos pitoisuus nousee 100 Bq/m³, keuhkosyövät lisääntyvät 10 prosenttia. (Zeeb et al. 2009.) Marcellusin liuskekivilouhoksesta otetut kivinäytteet ovat erittäin radioaktiivisia (taustasäteily 25 suurempi kuin maanpinnalla). Jäte on levinnyt osittain maaperään. Maaperämittaukset vuodelta 1999 osoittavat, että 137Cs:n (cesiumin radioaktiivinen isotooppi) pitoisuus oli tuolloin 74 Bq per kg maa-ainesta. (NYDEC 2010.) 137Cs:a käytetään geologisen muodostuman analysointiin liuskekaasun etsinnän aikana. Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita (NORM) esiintyy myös Euroopassa. Näin ollen samoja NORM-aineisiin liittyviä ongelmia voi esiintyä myös Euroopassa. NORM-aineiden määrä vaihtelee kuitenkin eri paikoissa. Näin ollen radioaktiivisten hiukkasten merkitys on arvioitava kussakin yksittäisessä liuskekaasun ja tiheän kaasun esiintymässä erikseen. Siksi tutkittavana olevan liuske-esiintymän kairausnäytteen koostumus pitäisi selvittää ennen tuotantoluvan myöntämistä. 2.6.2. Käytettävät kemikaalit Murtamiseen käytettävä neste koostuu tyypillisesti 98 prosentista vettä ja hiekkaa ja kahdesta prosentista kemiallisia lisäaineita. Kemiallisiin lisäaineisiin kuuluu myrkyllisiä, allergeenisiä, mutageenisiä ja karsinogeenisiä aineita. Kokemukset Pohjois-Amerikasta Liikesalaisuuksien suojelemisen vuoksi lisäaineiden koostumusta ei julkaista kokonaan. (Wood et al 2011.) New Yorkin osavaltion antaman 260 aineen luettelon analyysin tulokset ovat seuraavat: 4 58 aineella 260 aineesta on vähintään yksi ominaisuus, joka voi antaa aihetta huoleen. Kuusi ainetta on Euroopan komission julkaiseman prioriteettiaineiden luetteloihin 1– 4 kuuluvassa luettelossa 1. Ne ovat aineita, jotka vaativat välitöntä huomiota, koska niillä voi olla vaikutuksia ihmisiin ja ympäristöön: akryyliamidi, bentseeni, etyylibentseeni, isopropyylibentseeni (kumeeni), naftaliini, tetranatriumetyleenidiamiinitetra-asetaatti. Yhtä ainetta (naftaleeni-bis (1-metyylietyyli)) tutkitaan hajoavana, biokertyvänä ja myrkyllisenä aikeena (PBT). Kaksi ainetta (naftaleeni ja bentseeni) on 33 prioriteettiaineen ensimmäisessä luettelossa, joka on esitetty vesipolitiikan puitteista annetun direktiivin (vesipuitedirektiivin) 2000/60/EY liitteessä X – nyt prioriteettiaineita koskevan direktiivin (direktiivin 2008/105/EY) liitteessä II. 17 ainetta on luokiteltu vesieliöille myrkyllisiksi (akuutisti ja/tai kroonisesti). Muunnettu pikocurieista per litra becquerelleiksi per m³, 1 Ci = 3.7 1010 Bq. 31 parhaillaan hitaasti Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 38 ainetta on 2-butoksietanoli. luokiteltu akuuteiksi toksiineiksi Kahdeksan ainetta on luokiteltu tunnetuiksi syöpää aiheuttaviksi aineiksi eli karsinogeeneiksi, kuten bentseeni (GHS-luokitus: Carc. 1A) ja akryyliamidi, eteenioksidi sekä eri aromaattisia aineita sisältävät öljypohjaiset liuottimet (GHS 5 luokitus: Carc. 1B). Kuusi ainetta on luokiteltu hydroksyyliamiinihydrokloridi. Seitsemän ainetta on luokiteltu sukusolujen perimää mutageenisiksi (Muta. 1B), kuten bentseeni ja eteenioksidi. Viisi ainetta on luokiteltu lisääntymiselle vaarallisiksi (Repr. 1B, Repr. 2). epäillyiksi (ihmisten karsinogeeneiksi terveys), (Carc. 2), kuten kuten vaurioittaviksi eli 2-butoksietanolia (josta käytetään myös nimitystä eteeniglykolimonobutyylieetteri) käytetään usein kemiallisena lisäaineena. (Bode 2011, Wood et al 2011.) Se on myrkyllinen suhteellisen pienillä altistuspitoisuuksilla. 2-butoksietanolin puoliintumisaika luonnon pintavesissä on 7–28 vuorokautta. Aerobisen biohajoavuuden ollessa näin hidas ihmiset, villieläimet ja kotieläimet voisivat joutua suoraan kosketukseen 2-butoksietanolin kanssa, jos he nielevät tai hengittävät sitä, se imeytyy ihon läpi tai sen neste- tai höyryolomuotoa joutuu silmään, kun vangittuna ollut vesi pääsee maanpintaan. Aerobinen biohajoaminen vaatii happea, mikä tarkoittaa sitä, että mitä syvemmälle 2-butoksietanoli injektoidaan maanalaisiin kerroksiin, sitä kauemmin se pysyy hajoamattomana. (Colborn 2007.) 5 "Global Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals" eli kemikaalien maailmanlaajuisesti yhdenmukaistettu luokitus- ja merkintäjärjestelmä. 32 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Kuvassa 3 on esitetty Saksan Ala-Saksissa sijaitsevan "Goldenstedt Z23:n" tiheän kaasun porauskaivossa murtamiseen käytetyn nesteen koostumus (6 405 m³). Kuva 3: Saksan Ala-Saksissa sijaitsevassa "Goldenstedt Z23:ssa" murtamiseen käytetyn nesteen koostumus CO2 6.5% Water 89.0% Ceramic proppants 3.0% Additive 1.5% Murtamiseen käytettävä neste sisältää 0,25 prosenttia myrkyllisiä aineita, 1,02 prosenttia ihmisen terveydelle haitallisia tai myrkyllisiä aineita (joista 0,77 prosenttia on luokiteltu haitallisiksi "Xn" ja 0,25 prosenttia on luokiteltu akuutisti myrkyllisiksi "T") ja 0,19 prosenttia ympäristölle haitallisia aineita. Saksan Ala-Saksin "Goldenstedt Z23" -porauskaivossa on käytetty yhteensä 65 m³ aineita (vastaa enemmän kuin kahta säiliöautoa, joiden bruttopaino on 40 tonnia ja nettohyötykuorma 26 tonnia), jotka ovat ihmisen terveydelle haitallisia, ja niistä noin 16 tonnia on akuutisti myrkyllisiä aineita. Kemiallisten lisäaineiden koostumus on usein salassa pidettävää tietoa eikä sitä sen vuoksi julkaista. Yksi aineista on tetrametyyliammoniumkloridi, joka on myrkyllistä ja haitallista juomavedessä jo silloin, kun sitä vapautuu pieniä määriä. Boden (2011) mukaan myrkyllisiä aineita, kuten 2-butoksietanolia, 5-kloro-2-metyyli-4-isotiatsoniili-3-onia ja 2-metyylitiatsoliini-3(2H)-onia on käytetty kemiallisina lisäaineina hydraulisessa murtamisessa Saksan Ala-Saksissa. 33 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukko 3: Saksan Ala-Saksissa murtamiseen käytettyjen nesteiden kemiallisiksi lisäaineiksi valitut aineet CAS-numero Aine Kaava Terveysvaikutus 111-76-2 2-butoksietanoli C6H14O2 myrkyllinen 26172-55-4 5-kloro-2-metyyli-4isotiatsoliini-3-oni GHS-luokitus GHS07 GHS05 C4H4ClNOS myrkyllinen GHS08 GHS09 2682-20-4 2-metyyli-isotiatsoli3(2H)-oni GHS05 C4H5NOS myrkyllinen GHS08 GHS09 9016-45-9 Nonyylifenolietoksylaatti CmH2m+1C6H4OH(CH3CH2O)n GHS05 myrkyllinen GHS08 GHS09 75-57-0 Tetrametyyliammoniumkloridi C4H12ClN myrkyllinen GHS06 GHS07 Lähde: GHS: Global Harmonised System (GHS) Lisäksi hydraulinen murtaminen voi vaikuttaa maaperässä olevien, luonnossa esiintyvien myrkyllisten aineiden, kuten elohopean, lyijyn ja arsenikin, kulkeutuvuuteen. Nämä aineet voivat löytää reitin maanalaiseen juomavesilähteeseen, jos murtumat ulottuvat kohdemuodostuman ulkopuolelle tai jos porauskaivoa ympäröivät suojaputket tai sementti murtuvat hydraulisen murtamisen aikana syntyvän paineen vuoksi. Muita myrkyllisiä aineita voi muodostua monimutkaisissa biogeokemiallisissa reaktioissa murtamiseen käytettävän nesteen kemiallisten lisäaineiden kanssa. (EPA 2011.) Luonnossa esiintyviä myrkyllisiä aineita voi olla myös takaisinvirtauksessa. Tiettyjen takaisinvirtauksen ja tuotetun veden ainesosien asianmukaiseen poistamiseen tällä hetkellä sovellettavien käsittelyprosessien tehokkuudesta on vain vähän tietoa. (EPA 2011.) 2.6.3. Vaikutukset ihmisten terveyteen Mahdollisia terveysvaikutuksia aiheuttavat pääasiassa päästöt ilmaan ja veteen. Niitä ovat ensisijaisesti päänsärky ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitkäaikaisvaikutukset. Pohjaveden pilaantuminen voi olla vaarallista, jos asukkaat joutuvat kosketuksiin pilaantuneen veden kanssa. Jos esimerkiksi pikkulapsia pestään usein pilaantuneella vedellä, se voi vaikuttaa allergioihin ja terveyteen. Myös jätevesialtaat ja purkautumisnesteet ovat haitallisia, jos niiden vettä joutuu iholle. 34 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kokemukset Pohjois-Amerikasta Todellisia terveysvaikutuksia ja niiden suoraa yhteyttä hydrauliseen murtamiseen liittyviin toimintoihin on dokumentoitu vain vähän. Yleensä ensimmäisenä mainitaan päänsärky. Yhdysvaltojen Teksasin osavaltiossa sijaitsevan Dishin kaupungin läheisyydessä on dokumentoitu nuorten hevosten sairastumisista ja kuolemista, kuten kohdassa 0 jo mainittiin. (Wolf 2009.) Seuraavassa lainataan kahta ääriesimerkkiä, jotka on dokumentoitu suhteellisen hyvin, vaikka yhteyttä kaasunporaustoimintoihin ei voida todistaa. Ensimmäinen on esitetty kirjallisessa todistajanlausunnossa, joka on annettu Yhdysvaltojen edustajainhuoneen hallinnon valvonnasta ja uudistamisesta vastaavalle komitealle: "Coloradon Garfieldin piirikunnassa sijaitsevassa Siltin kaupungissa asuva nainen (Laura Amos) soitti minulle kertoakseen, että hän oli saanut hyvin harvinaisen lisämunuaiskasvaimen ja siksi häneltä oli poistettava kasvain ja lisämunuainen. Yksi 2-BE:n (2-butoksietanolin) vaikutuksista on lisämunuaiskasvaimet. Hän kertoi minulle asuvansa 900 jalan päässä kaasunporausalustasta, jossa hydraulista murtamista tehtiin usein. Yhden murtamisvaiheen aikana hänen talonsa kaivo vuosi yli. Hän alkoi myös kuvailla muiden lähistöllä asuvien terveysongelmia." (Colborn 2007.) Toinen tapaus: "Elokuun puolivälissä (2008) keskustelu vilkastui Coloradossa, kun uutisissa kerrottiin, että ensiapuosaston hoitaja Cathy Behr Coloradon Durangosta oli lähes kuollut hoidettuaan uhkarohkeaa kaasunporaajaa, jonka päälle oli roiskunut murtamisen yhteydessä vuotanutta nestettä BP:n maakaasunporauslaitteella. Behr riisui miehen ja tunki hänen vaatteensa muovipusseihin– –. Muutama päivä myöhemmin Behr oli kriittisessä tilassa ja hän oli vaarassa saada monielinvaurion." (Lustgarten 2008.) 2.7. Mahdolliset pitkän aikavälin ekologiset hyödyt Liuskekaasun tuotannosta ei ole mitään selvästi mahdollisia pitkän aikavälin ekologisia hyötyjä lukuun ottamatta mahdollista kasvihuonekaasupäästöjen vähenemistä. Viimeksi mainittu voi tapahtua, jos enemmän saastuttavat fossiiliset polttoaineet, erityisesti hiili ja öljy, korvataan liuskekaasulla ja käy ilmi, että liuskekaasun tuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat koko polttoaineketjussa pienemmät kuin hiilen ja öljyn tuotannon. Luvun 3 tulokset osoittavat, että näin ei välttämättä ole tai on vain vähäisessä määrin. Luvun 5 tulokset osoittavat, että liuskekaasu voi vaikuttaa Euroopan energiansaantiin vain hyvin vähän tai jopa vain marginaalisesti. Edellä mainituissa luvuissa kuvaillut vaikutukset osoittavat, että liuskekaasun tuotantoon liittyy useita vakavia riskejä ympäristölle. Näin ollen ei voida väittää, että riski olisi pienempi verrattuna tavanomaisiin öljy- ja kaasutoimintoihin, vaikka otettaisiin huomioon Meksikonlahden hiljattaisen katastrofin tapaisten suuren mittakaavan onnettomuuksien aiheuttamat päästöt. Tässä yhteydessä on syytä korostaa, että riskien tyypit, riskien todennäköisyydet ja mahdolliset vaikutukset ovat määrällisesti ja laadullisesti erilaisia. Yksityiskohtainen arvio ei kuulu tämän analyysin piiriin. 35 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 2.8. Riskien käsittely julkisissa keskusteluissa Hydraulisesta murtamisesta julkisuudessa käydyissä keskusteluissa on esitetty useita argumentteja, joiden tarkoituksena on heikentää edellä kuvattujen ympäristövaikutusten arviointia. Niitä ovat muun muassa seuraavat: Todistetut onnettomuudet ja rikkomukset johtuvat yritysten huonoista käytännöistä, ja nämä ovat enimmäkseen pieniä yrityksiä, joita ei ole mukana Euroopan toiminnoissa. Tämän poliittisen argumentin voi nähdä korostavan hydrauliseen murtamiseen liittyvien toimintojen mahdollisten riskien ja vaikutusten riippumattoman valvonnan merkitystä. Metaanin aiheuttama pohjaveden pilaantuminen johtuu luonnollisen metaanin pitoisuuksista biogeenisen metaanin hajotessa maan alla. Isotooppirakenteen tieteelliset analyysit ja metaanipitoisuuksien lisääntymisen ja murtamistoiminnan lisääntymisen välisten korrelaatioiden tilastoanalyysit todistavat yksiselitteisesti, että pohjaveden metaanipitoisuudet johtuvat geologisista muodostumista peräisin olevasta fossiilisesta metaanista. Ei ole selviä todisteita siitä, että pohjaveden pilaantuminen liittyisi hydrauliseen murtamiseen. On selvästikin hyvin vaikea todistaa suoraa yhteyttä tietyn pilaantumisen ja yksittäisen toiminnon välillä. Silti joissakin tapauksissa on löydetty tällaisia todisteita ja monissa tapauksissa aihetodisteet osoittavat yhteyden. Kun käytetään uusinta tekniikkaa ja koulutettua henkilökuntaa, Yhdysvaltojen toiminnoista tutut onnettomuudet ja ongelmat voidaan välttää ja vältetään Euroopassa. Yksi tämän analyysin tärkeimmistä tavoitteista on arvioida mahdollisia vaikutuksia ja riskejä, jotta ne voitaisiin välttää Euroopassa. On kuitenkin huomattava, että tarvittavilla vaatimuksilla on hintansa ja ne hidastavat kehitystä, minkä seurauksena liuskekaasun tuotanto voi muodostua taloudellisesti vähemmän houkuttelevaksi ja sen merkitys energiansaannin kannalta marginaaliseksi. Muut (pienet) riskit on suhteutettava kotimaisten maakaasukenttien hyödyntämisestä koituviin taloudellisiin hyötyihin. Liuskekaasun tuotannon taloudelliset näkökohdat eivät kuulu tämän analyysin piiriin. Silti on korostettava, että hydrauliseen murtamiseen liittyvät toiminnot ovat paljon kalliimpia kuin tavanomainen kaasuntuotanto. Euroopan liuskekaasun tuotannon taloudellista kannattavuutta ei ole vielä osoitettu. Kaivosluvan myöntämisen edellytyksenä jokaisesta porauskaivosta pitäisi tehdä kustannus-hyötyanalyysi, jossa otettaisiin huomioon elinkaarianalyysin kaikki näkökohdat. 36 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 2.9. Resurssien kulutus Kokemukset Pohjois-Amerikasta Taulukossa 4 on yhteenveto materiaaleista ja kuorma-autojen matkoista, jotka liittyvät maakaasun tuotantoon. Taulukko 4: Arvioidut määrät materiaaleista ja kuorma-autojen matkoista, jotka liittyvät maakaasun tuotantoon (NYCDEP 2009) Toiminto Materiaali/jäte Määrät(1) Kuorma-automatkat Yhden porauskaivon sisältävä alusta, jonka kaivon kokonaispituus on 1 500–4 000 metriä, syvyys 900–2 100 metriä ja vaakasuuntaan jatkuva osuus 600–1 800 metriä ja jonka tuotannon aikaisen suojaputken halkaisija on 6 tuumaa ja porauskaivon halkaisija 8 tuumaa. Kaivon pystysuuntaisessa osuudessa on suojaputki mutta sitä ei ole sementoitu. Sisääntulotiet ja 0,8–2,0 hehtaarin alue Raivattu kasvillisuus ja porausalustan plus tarvittavat 20–40 siirretty maa-aines rakentaminen sisääntulotiet Porauslaitteen 40 Laitteisto asentaminen Porauskemikaalit Erilaisia kemikaaleja Porausvesi Vesi noin 40–400 m³ 5–50 Putket 2 100–4 600 m (60– 130 t) suojaputkia 25–50 Sementti (sisäverhous) 14–28 m³ 5–50 Suojaputket Kivi/multa/muodostum an aines Porauskenttien jäte Poraussoija Porausjätevesi Stimulaation asentaminen noin 40–400 m³ Räjähteet Murtamisneste – vesi Vesi Murtamisneste kemikaalit – Murtamisneste jätevesi Porausalustan viimeistely – Erilaisia kemikaaleja Murtamisesta syntyvät jätevedet Yksi panos ~25 g, ei arviota panosten määrästä per vaakasuuntainen pituus 11 355–34 065 m³ Jos kemikaaleja käytetään 1–2 % murtamiseen käytettävän nesteen tilavuudesta, niiden määrä on 114–681 m³ 11 355–34 065 m³ 350–1 000 5–20 350–1 000 10 Laitteisto Tuotettu vesi Riippuu poraussoijan käyttäytymisestä 5–50 40 Laitteisto Suojaputken läpivienti Kaasun keräys 71–156 m³ Keskimäärin 57 m³ vuodessa kaivoa kohti Kuorma-automatkoja arviolta yhteensä kaivoa kohti (1) Yhdysvaltalaiset yksiköt on muunnettu metrijärjestelmän yksiköiksi. 37 2–3 800–yli 2 000 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin Tähän asti käytettävissä olevien tietojen perusteella voidaan tehdä se johtopäätös, että liuskekaasukentän rakentamisen resurssien kulutus ja energiantarve (ja niihin liittyvät kasvihuonekaasupäästöt – ks. luku 3) ovat suuremmat kuin tavanomaisen maakaasukentän rakentamisen. Porauskaivokohtaisessa maakaasutuotossa on suuri hajonta, ja se voi olla jossain kaivossa yli kymmenkertainen pienimpään tuottoon verrattuna. Näin ollen resurssien ja energian kulutuksessa ja niihin liittyvissä kasvihuonekaasupäästöissä tuotettua maakaasukuutiota kohti voi olla kymmenkertainen ero. Siksi kustakin liuskekaasumuodostumasta on tehtävä yksilöllinen arviointi, jotta saadaan asiaankuuluvia ja luotettavia tietoja. 38 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 3. KASVIHUONEKAASUTASE TÄRKEIMMÄT HAVAINNOT Metaanin hajapäästöillä on huomattava vaikutus kasvihuonekaasutaseeseen. Tehtyjen arviointien mukaan epätavanomaisen maakaasun tuotannossa ja käsittelyssä syntyy 18–23 g hiilidioksidiekvivalenttia MJ:a kohti epäsuorina kasvihuonekaasupäästöinä. Metaanin sekoittumisesta pohjavesikerroksiin johtuvia mahdollisia päästöjä ei ole vielä arvioitu. Hankekohtaiset päästöt voivat kuitenkin vaihdella ja olla jopa kymmenkertaiset lähteen metaanin kokonaistuotannon mukaan. Useat tekijät vaikuttavat siihen, ovatko liuskekaasun kasvihuonekaasupäästöt suhteessa sen energiasisältöön yhtä alhaisia kuin kaukaa kuljetetun tavanomaisen kaasun vai yhtä korkeita kuin kivihiilen koko elinkaaren aikana sen louhinnasta polttamiseen. 3.1. Liuskekaasu ja tiheä kaasu 3.1.1. Kokemukset Pohjois-Amerikasta Hiilidioksidipäästöjä syntyy liuskekaasun etsintään, poraukseen ja käsittelyyn tarvittavien polttoprosessien aikana kaasuturbiineissa sekä dieselmoottoreissa ja -kattiloissa. Tuotetun maakaasun CO2-pitoisuuden mukaan myös muita kuin polttamiseen liittyviä CO2-päästöjä voi syntyä maakaasun käsittelyvaiheessa. Tuotetun kaasun CO2-pitoisuus voi olla jopa 30 % (Goodman et al. 2008), mikä aiheuttaisi ominaispäästöjä noin 24 g CO2:a per yksi MJ tuotettua kaasua. Lisäksi vapautuu metaania, jonka lämmitysvaikutus on 25 grammaa CO2-ekvivalenttia per gramma CH4:ää (IPCC:n mukaan 100 vuoden aikana). Tutkimus- ja rakennusvaiheessa metaanipäästöjä syntyy porauksen aikana (tuuletettu pinnanläheinen kaasu), nesteiden takaisvirtauksessa hydraulisessa murtamisprosessissa ja tulpan porauksessa hydraulisen murtamisprosessin jälkeen. Poraus- ja käsittelyvaiheessa metaania vuotaa venttiileistä ja kompressoreista nesteen poistamisen (eroteltujen nestemäisten hiilivetyjen poistamisen) ja maakaasun jalostuksen aikana. Lisäksi metaanipäästöjä voi syntyä vaurioituneista porarei'istä. On arvioitu, että Yhdysvalloissa noin 15–25 prosenttia porarei'istä ei ole tiiviitä. 39 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kuva 4: CH4-päästöt liuskekaasun etsinnästä, porauksesta ja käsittelystä CH4 vented CH4 CH4 Dissolved CH4 CH4 Flow-back NG processing Drinking water well CH4 ~1500 m CH4 Cap rock CH4 Shale Cap rock Lähde: oma Hydrofrac zone lähde, jonka perustana on (SUMI 2008). Liuskekaasun etsintä ja poraus (ensimmäinen poraus ja viimeistely), johon kuuluu takaisinvirtausvaihe, aiheuttaa suuren osan metaanin kokonaispäästöistä. Taulukossa 5 on esitetty takaisinvirtausvaiheen metaanipäästöt neljässä epätavanomaisessa porauskaivossa. 40 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Taulukko 5: Metaanipäästöt neljän epätavanomaisen maakaasukaivon takaisinvirtausnesteistä Allas Päästöt takaisinvirtauksen aikana (103 m³ CH4) Tuotanto porauskaivon käyttöiän aikana (106 m³) Takaisinvirtauksen päästöt, % käyttöiän aikaisesta tuotannosta Haynesville (Louisianan liuske-esiintymä) 6 800 210 (75) 3,2 % 20,1 Barnet (Teksasin liuske-esiintymä) 370 35 1,1 % 6,6 Piceance (Colorado, tiheä hiekka) 710 55 1,3 % 7,9 Uinta (Utah, tiheä hiekka) 255 40 0,6 % 3,8 Takaisinvirtauksen päästöt, g CO2ekv./MJ (1) (1) 25 g CO2-ekvivalenttia per g CH4:ää 100 vuoden aikavälillä IPCC:n mukaan Lähde: (Cook et al. 2010), (Howarth et al. 2011) Keskimääräiset metaanipäästöt taulukon 5 neljän epätavanomaisen porauskaivon takaisinvirtausnesteistä ovat noin 1,6 prosenttia tuotetusta maakaasusta. Lisäksi läpiporaus, joka tehdään hydraulisen murtamisen jälkeen, aiheuttaa metaanipäästöjä noin 0,3 prosenttia tuotetusta maakaasusta, joten etsinnästä ja tuotannosta syntyvän metaanin kokonaispäästöt ovat 1,9 prosenttia. Osa metaanista voidaan ottaa talteen ja soihduttaa metaanipäästöjen vähentämiseksi. Yleensä noin 50 prosenttia metaanipäästöistä voidaan ottaa talteen ja soihduttaa. Lisäksi Howarth et al. (2011) olettavat, että tuotetun maakaasun metaanipitoisuus on 78,8 prosenttia, kun tilavuuteen suhteutettu metaanihävikki muunnetaan energiaan suhteutetuksi metaanihävikiksi. On syytä huomata, että porauksen aikaisen palamisen aiheuttamien kasvihuonekaasujen ominaispäästöt riippuvat suurelta osin siitä, miten paljon maakaasua voidaan porata. Porauksen aikana palavan CO2:n määrä riippuu poraussyvyydestä. Mitä pienempi maakaasutuotto kaivoa kohti on, sitä suuremmat ovat kasvihuonekaasupäästöt per yksi MJ tuotettua maakaasua. Haynesvillen Louisianan liuske-esiintymässä sen käyttöiän aikainen maakaasutuotanto kaivoa kohti on Howarthin et al. (2011) mukaan yllättävän suuri (210 miljoonaa m³ verrattuna muiden liuske- ja tiheän kaasun kenttien ilmoitettuun 35– 55 miljoonaan m³:iin). Cookin et al. (2010) mukaan Haynesvillen Louisianan liuskeesiintymän koko käyttöiän aikaisen tuotannon keskiarvo kaivoa kohti on noin 75 miljoonaa m³, kun se Howarthin et al. (2011) mukaan olisi 210 miljoonaa m³. Jos 75 miljoonaa m³ on realistinen luku ja takaisinvirtauksen metaanipäästöt olisivat vakio, metaanin ominaispäästöt olisivat 9,0 prosenttia eivätkä taulukossa 5 ilmoitetut 3,2 prosenttia. Haynesvillen Louisianan liuske-esiintymän takaisinvirtauksen kasvihuonekaasupäästöt kasvaisivat noin 20 grammasta/MJ noin 57 grammaan/MJ tuotettua maakaasua. 41 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukossa 6 on esitetty Yhdysvaltojen liuske- ja tiheän kaasun etsinnän, porauksen ja käsittelyn arvioidut kasvihuonekaasupäästöt 6 . Takaisinvirtauksen metaanipäästöt (jotka sisältyvät "viimeistelyn" metaanipäästöihin) on laskettu taulukossa 5 ilmoitettujen kaivojen keskiarvojen perusteella. Taulukko 6: Liuskekaasun etsinnän, porauksen ja käsittelyn päästöt suhteutettuna tuotetun kaasun alempaan lämpöarvoon CO2 [g/MJ] CO2 [g/MJ] CO2 [g/MJ] g CO2-ekv./MJ (1) Tyhjennys 0,018 - - 0,018 Raivaus 0,018 <0,01 <0,01 0,018 Resurssien kulutus 0,550 <0,01 - 0,550 Porauksen aikainen palaminen (porauslaitteet ja murtaminen) 0,660 (0,878) <0,01 <0,01 0,827 (1,045) Porauksen aikainen palaminen (siirtyvä) 0.293 (0.493) <0,01 <0,01 0,460 (0,660) Viimeistely (50 % soihdutus, 50 % tuuletus) 0,733 (1,145) 0,254 (0,417) - 7,077 (11,578) Polttaminen 2,089 - - 2,089 Suolavesisäiliö - <0,01 - Sekalaiset hajapäästöt - 0,147 - 3,673 Polttaminen 1,905 <0,01 - 2,239 Hajapäästöt 0,330 0,027 - 0,998 Yhteensä 6,60 (7,43) 0,454 (0,618) 0,00 17,9 (22,9) Alueen raivaus: Etsintä ja poraus: Kaasuntuotanto: Käsittely: (1) 25 g CO2-ekvivalenttia per g CH4:ää 100 vuoden aikavälillä IPCC:n mukaan Arvot hakasuluissa: laskettu Cookin et al. (2010) ilmoittamalle Haynesvillen pienemmälle tuotolle. Lähde: (Cook et al. 2010), (Howarth et al. 2011) 6 Muunnettuna kirjallisuuslähteessä esitetystä CO2:n ja CH4:n hiilipitoisuudesta grammoina CO2- ja CH4pitoisuuteen grammoina. 42 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Jos Cookin et al. (2010) ilmoittamaa Hayensvillen Louisianan liuske-esiintymän tuottoa ja takaisinvirtauksen metaanipäästöjä pidettäisiin vakiona, neljästä epätavanomaisesta maakaasukaivosta peräisin olevan liuskekaasun etsinnän, porauksen ja käsittelyn kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt kasvaisivat 17,9 grammasta/MJ 22,9 grammaan/MJ. Metaania voi myös vuotaa pohjavesivarantoihin. Pennsylvanian koillisosassa sijaitsevan Marcellusin liuskekivimuodostuman ja New Yorkin pohjoisosassa sijaitsevan Utican liuskekivimuodostuman päällä olevissa pohjavesikerrostumissa on saatu todisteita metaanin pilaamasta juomavedestä, mikä liittyy hydrauliseen murtamiseen (Osborn et al. 2011). Tätä metaania voi myös vapautua ilmakehään vettä käytettäessä, mikä lisää kasvihuonekaasupäästöjä. Nämä päästöt samoin kuin metaanipäästöt porauksen aikaisesta tuuletuksesta eivät ole mukana taulukossa 6. Yhdysvaltojen Ohion osavaltiossa maakaasua tunkeutui asuntoihin vesikaivojen kautta. Geaugan piirikunnassa Bainbridgen pikkukaupungissa räjähti talo. Talossa räjähdyksen aikana paikalla olleet kaksi asukasta eivät loukkaantuneet, mutta talo kärsi huomattavia vaurioita. (ODNR 2008.) Näin ollen voidaan todeta, että merkittävä määrä metaania voi kulkeutua tätä kautta pohjaveteen ja lopuksi ilmakehään. Jos poratun maakaasun CO2-pitoisuus on suurempi kuin taulukossa 6 oletettu, maakaasun käsittelyprosessin CO2-päästöt olisivat suuremmat (jopa 23,5 g/MJ eikä 0,33 g/MJ, kun CO2–pitoisuus on 30 %). Koska metaanipitoisuus olisi 70 prosenttia eikä Howarthin et al. (2011) ilmoittama 78,8 prosenttia, kaikki muutkin arvot kasvaisivat, minkä tuloksena päästöt olisivat 43,3 g/MJ eivätkä 17,9 g/MJ. Toinen huomioon otettava seikka on maakaasun kuljettaminen kaivolta maakaasuverkkoon. Jos kaivokohtainen maakaasutuotto on pieni, maakaasu kuljetetaan kompressoidussa muodossa kuorma-autolla CNG-perävaunussa. 3.1.2. Siirrettävyys Euroopan olosuhteisiin EU:ssa on vain muutama epätavanomaiseen maakaasuun perustuva hanke. Murtamista sovelletaan liuskekaasun lisäksi myös kivihiilikerrostumametaaniin ja tiheään kaasuun. Esimerkiksi ExxonMobil suunnittelee kivihiilikerrostumametaanin tuottamista NordrheinWestfalenissa Saksassa. Edellä arvioidut liuske- ja tiheän kaasun porauksen, tuotannon, jakelun ja polttamisen kasvihuonekaasupäästöt on esitetty kuvassa 5. Valittujen oletusten mukaan tiheällä kaasulla ja liuskekaasulla on pienimmillään vastaavat kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt kuin tavanomaisella maakaasulla, jota kuljetetaan pitkiä matkoja, ja suurimmillaan ne ovat lähellä kivihiilen päästöjä. 43 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kuva 5: Liuske- ja tiheän kaasun tuotannon, jakelun ja polttamisen kasvihuonekaasupäästöt verrattuna tavanomaiseen maakaasuun ja hiileen Lähde: oma lähde Jos liuskekaasun tuotannon kasvihuonekaasujen päästöjen oletettaisiin olevan vastaavat kuin Yhdysvalloissa, jos metaanihävikkiä pohjaveteen ei tapahtuisi ja oletettaisiin, että liuskekaasua poltettaisiin yhdistetyn syklin kaasuturbiinivoimalassa (CCGT), jonka hyötysuhde on 57,5 prosenttia, maakaasun tuotannon ja käytön aiheuttamat kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt olisivat 460 g per kWh sähköä (liuskekaasun tuotanto: 113,5 g / kWh sähköä, maakaasun tuotanto: 3,6 g / kWh sähköä, polttaminen: 344,3 g / kWh sähköä). Jos tuotetun kaasun CO2-pitoisuus olisi 30 prosenttia ja takaisinvirtauksesta peräisin olevan metaanin ominaispäästöt olisivat suuremmat maakaasutuoton ollessa pienempi, kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt nousisivat noin 660 grammaan per kWh sähköä. Vertailun vuoksi: maakaasuun perustuva sähköntuotanto pitkän kuljetusmatkan (7 000 km) päässä aiheuttaisi noin 470 gramman päästöt per kWh sähköä. Australiassa louhitun hiilen polttaminen uudessa höyryturpiinivoimalaitoksessa, jonka hyötysuhde on 46 prosenttia, aiheuttaa noin 850 gramman päästöt per kWh sähköä. 44 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Taulukko 7: Eri lähteistä saatavaan maakaasuun (MK) perustuvan yhdistetyn syklin kaasuturbiineilla (CCGT) toteutetun sähköntuotannon kasvihuonekaasut verrattuna hiileen perustuvaan sähköntuotantoon grammoina CO2-ekvivalenttia per kWh sähköä CCGT (liuskekaasu ja tiheä kaasu) CCGT (liuskekaasu ja tiheä kaasu, perävaunu) CCGT (liuskekaasu ja tiheä kaasu, 30 % CO2) CCGT (maakaasu, 7 000 km) Hiili, höyryturpiini 24,1 31,1 MK:n/hiilen tuotanto 113,5 MK:n kompressio 20 Mpa:iin - - 7,2 7,7 - 3,6 - - MK:n kuljetus perävaunulla, 100 km - - 6,2 6,2 - - - - MK:n/hiilen kuljetus - - - - - - 94,0 47,7 MK:n jakelu (putki, 500 km) 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 - - - - - - - - 2,3 344,3 344,3 344,3 344,3 344,3 344,3 344,3 772,8 461 493 475 506 622 661 466 854 Hiilen kuljetus (juna, 250 km) Polttaminen Yhteensä 144,6 (1) 113,5 144,6 (1) 274,1 309,1 (1) (1) Suurempi arvo vastaa metaanin suurempia ominaispäästöjä silloin, kun maakaasutuotto on pienempi kuin Howarthin et al. esittämä (2011). Syy Horwarthin et al. (2011) ja Osbornin et al. (2011) ilmoittamiin liuskekaasun tuotannon ja käytön aiheuttamiin valtaviin kasvihuonekaasupäästöihin Yhdysvalloissa (lähes yhtä suuriin kuin hiilen tuotannon ja käytön) on, että siellä maakaasun kuljetuksesta, varastoinnista ja jakelusta aiheutuu erittäin suuria metaanipäästöjä (1,4–3,6 %, mikä tarkoittaa CO2-ekvivalentin 7,0–18,0 g per MJ lisäystä taulukon 6 arvoon 17,9 g/MJ) nähden pääasiassa yhdysvaltalaisten laitteiden huonon laadun vuoksi. Toisaalta pohjaveteen tapahtuvien metaanivuotojen ja porauksen yhteydessä tuuletuksen vuoksi syntyvien metaanipäästöjen mukaan ottaminen voi johtaa huomattavasti edellä kuvattua suurempiin kasvihuonekaasupäästöihin. Tavanomaisen maakaasun tuotannossa metaanihävikit ovat parempien laitteiden (putkien ja venttiilien tiiviyden jne.) ansiosta EU:ssa yleisesti ottaen pienempiä kuin Yhdysvalloissa. Epätavanomaisen kaasun tuotantoon liittyvien erityisten prosessien suhteen ei tiedetä, ovatko kasvihuonekaasupäästöt EU:ssa pienempiä kuin Yhdysvalloissa. Murtamisprosessiin sisältyy riski, että metaania vapautuu juomaveteen ja sen seurauksena ilmakehään (kuten on tapahtunut Yhdysvalloissa). 45 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Asiantuntijalausuntojen mukaan porauskaivon sementoinnin seuranta on Saksassa pakollista, koska näin vähennetään metaanihävikin riskiä ja myrkyllisten aineiden aiheuttamaa pohjaveden pilaantumista. Saksan Nordrhein-Westfalenin hankkeisiin on suunniteltu suljettuja järjestelmiä takaisinvirtauksen avoaltaiden tilalle. Siksi taulukossa 6 esitetty variantti "50 % soihdutus, 50 % tuuletus", jonka Horwarth et al. (2011) valitsivat kasvihuonekaasupäästöille, voisi olla realistinen Euroopassa. 3.1.3. Avoimet kysymykset On syytä huomata, että liuskekaasun ja tiheän kaasun tuotannon päästötietojen suhteen vallitsee huomattava epävarmuus, koska luotettavia tietoja ei ole. Jokainen porauskaivo on erilainen, ja parhaat kaivot (joita suurin osa saaduista tiedoista koskee) hyödynnetään ensin. Näin ollen julkistetuissa tiedoissa on taipumuksena yliarvioida se, kuinka paljon porauskaivon metaanista keskimäärin hyödynnetään. Murtamisprosessissa veteen vuotavan ja sen seurauksena ilmakehään pääsevän metaanin määrän arvio on myös yhä avoin kysymys. 3.2. Tiheä öljy Tavanomaisen öljyn ja tiheän öljyn (tight oil) tuotannon välistä eroa ei ole määritelty kovin hyvin. Siirtymä tavanomaisesta öljyntuotannosta tiheän öljyn tuotantoon on asteittainen. Esimerkiksi joillakin tavanomaisilla raakaöljykentillä sovelletaan hydraulista murtamista öljyn saannin lisäämiseksi. Koska tiheän öljyn tuotannossa käytetään hydraulista murtamista, takaisinvirtauksesta voi syntyä metaanipäästöjä samalla tavalla kuin liuskekaasun ja tiheän kaasun tuotannossa. Tiheän öljyn tuotannon metaanipäästöistä ei ole julkisesti saatavilla tietoja. 3.2.1. Kokemukset Euroopasta Tiheän öljyn tuotantoa ei pidä sekoittaa liuskeöljyn tuotantoon. Virossa öljyliuskekiveä on louhittu vuodesta 1921 lähtien (sekä avolouhoksista että maanalaisista kaivoksista). Liuskeöljyä porataan niin sanotun "retortin" avulla, joka on itse asiassa pyrolyysiprosessi, jolla tuotetaan liuskeöljyä ja -kaasua. Tiheää öljyä sen sijaan tuotetaan poraamalla ja hydraulisella murtamisella. Ranskassa Pariisin altaassa on tuotettu viisi miljoonaa barrelia öljyä 2 000 porauskaivosta, mikä vastaa 2 500:aa barrelia öljyä per porauskaivo. (Anderson 2011.) Se on ollut tavanomaista öljynporausta ilman hydraulista murtamista. Poratun raakaöljyn alemman lämpöarvon vuoksi koko käyttöiän aikana saatavalla 2 500 barrellilla öljyä porauskaivoa kohti on suunnilleen sama energiasisältö kuin 0,5 miljoonalla Nm3:llä maakaasua. Jos Pariisin altaan katsottaisiin olevan tyypillinen tiheän öljyn tuotantopaikka, kaivoa kohti tuotettu energiamäärä on paljon pienempi kuin liuskekaasun (0,4 miljoonaa Nm³ verrattuna Teksasin Barnetin liuske-esiintymän 35 miljoonaan Nm³:iin kaivoa kohti). Jos nämä porauskaivot ovat tyypillisiä tiheälle öljylle, porauksen ja hydraulisen murtamisen synnyttämät kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt olisivat suuremmat kuin tavanomaisen öljyntuotannon ja myös suuremmat kuin liuske- ja tiheän kaasun tuotannon päästöt. 46 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 4. EUROOPAN UNIONIN LAINSÄÄDÄNTÖKEHYS TÄRKEIMMÄT HAVAINNOT EU:lla ei ole kaivostoimintaa koskevaa puitedirektiiviä. Käytettävissä ei ole julkisesti saatavilla olevaa, kattavaa ja yksityiskohtaista analyysiä liuskekaasun ja tiheän öljyn (tight oil) tuotantoa koskevasta Euroopan unionin sääntelykehyksestä. EU:n nykyisessä hydraulista murtamista koskevassa lainsäädäntökehyksessä on paljon puutteita. Suurin puute on se, että hydrauliseen murtamiseen maakaasun ja tiheän öljyn tuotannossa sovellettava ympäristövaikutusten arviointien kynnysarvo on asetettu paljon korkeammaksi kuin millekään muulle tämäntyyppiselle teolliselle toiminnalle, ja siksi sitä pitäisi alentaa huomattavasti. Sen lisäksi olisi arvioitava uudelleen vesipolitiikan puitedirektiivin soveltamisalaa. On tehtävä yksityiskohtainen ja kattava analyysi määräyksistä, jotka koskevat hydraulisessa murtamisessa käytettäviä vaarallisia aineita. Elinkaariarviointien yhteydessä voitaisiin käyttää kustannus-hyötyanalyysiä arvioitaessa, mitkä ovat kullekin jäsenvaltiolle ja sen kansalaisille koituvat kokonaishyödyt. Tämän luvun tarkoituksena on antaa yleiskuva EU:n nykyisestä lainsäädäntökehyksestä, joka koskee liuskekaasun, tiheän kaasun ja tiheän öljyn tuotantoa sitä, onko olemassa riittävät säännökset näiden toimintojen erityisiltä ympäristöön ja ihmisten terveyteen kohdistuvilta mahdollisilta riskeiltä suojelemiseksi. Kohdassa 0 esitellään neljän Euroopan unionin direktiiviä, jotka koskevat nimenomaan kaivostoimintaa. Seuraavassa kohdassa annetaan ensimmäinen yleiskuva muista 10 direktiivistä, jotka mainitaan nykyisessä kirjallisuudessa kaivostoimintojen kannalta oleellisiksi. Tämän luvun toisessa osassa (kohdassa 7) painopiste on noin 40 direktiivissä, jotka liittyvät liuskekaasun ja tiheän öljyn erityisiin riskeihin. Lopuksi määritellään EU:n voimassa olevan lainsäädännön yhdeksän suurinta puutetta. Ne koskevat erityisesti hydrauliseen murtamiseen liittyviä mahdollisia riskejä ympäristölle, vesistöille ja ihmisten terveydelle. Osa niistä perustuu Yhdysvalloissa koettuihin ongelmiin, ja osasta keskustellaan parhaillaan EU:n jäsenvaltioissa. 4.1. Kaivannaisteollisuutta koskevat direktiivit Kaivostoimintaa koskevan lainsäädännön tavoitteena on tukea tätä menestyvää teollisuudenalaa, turvata energiansaanti ja varmistaa terveyden, turvallisuuden ja ympäristön suojelu. EU:n tasolla ei ole kattavaa kaivostoimintaa koskevaa lainsäädäntökehystä. (Safak 2006.) Tällä hetkellä kaivostoimintaa koskeva lainsäädäntö on suurimmaksi osin jäsenvaltioiden vastuulla ja useimmissa maissa lainsäädäntö on vanhentunutta eikä vastaa nykypäivän vaatimuksia. (Tiess 2011.) 47 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Euroopan komission yritys- ja teollisuustoiminnan pääosaston vastuulle kuuluu teollisuudenala nimeltä "Kaivostoiminta, metallit ja mineraalit", jota koskevalla sivustolla todetaan, että erityisesti kaivannaisteollisuutta varten laadittuja direktiivejä on vain kolme (EC 2010 MMM). Taulukossa 8 on näiden kolmen direktiivin lisäksi neljäs direktiivi (Kullmannin mukaan, 2006). Taulukko 8: EU:n kaikki erityisesti kaivannaisteollisuutta koskevat direktiivit Direktiivi 2006/21/EY Kaivostoimintaa koskevat direktiivit Direktiivi kaivannaisteollisuuden jätehuollosta Kaivosjätedirektiivi 1992/104/ETY Direktiivi vähimmäisvaatimuksista avo- ja kaivoslouhintateollisuuden työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden suojelun parantamiseksi (kahdestoista direktiivin 89/391/ETY 16 artiklan 1 kohdassa tarkoitettu erityisdirektiivi) 1992/91/ETY Direktiivi vähimmäisvaatimuksista porausta käyttävän kaivannaisteollisuuden työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden suojelun parantamiseksi (yhdestoista direktiivin 89/391/ETY 16 artiklan 1 kohdassa tarkoitettu erityisdirektiivi) 1994/22/EY Direktiivi hiilivetyjen etsintään, hyödyntämiseen ja tuotantoon tarkoitettujen lupien antamisen ja käytön edellytyksistä Lähde: (EC 2010, Kullmann 2006) Yksi hydraulisen murtamisen sivutuote on suuri määrä karsinogeenien, biosidien, radioaktiivisen radonin ja muiden vaarallisten kemikaalien saastuttamaa vettä (ks. kohta 2.5). Kaivosjätedirektiivi on tämän kertyvän seoksen turvallisen käsittelyn kannalta olennainen. Hydraulisessa murtamisessa samoin kuin kaikessa laajamittaisessa poraustoiminnassa tarvitaan raskaita koneita, joita käyttämään tarvitaan työntekijöitä. Taulukossa 8 olevassa kahdessa muussa direktiivissä määritellään erityisesti kaivosympäristössä työskentelevien turvallisuuden ja terveyden suojelua koskevat oikeudelliset näkökohdat. Neljäs nimenomaan kaivostoimintaa koskeva direktiivi kattaa jäsenvaltioiden täysivaltaisuuden hiilivetyjen hyödyntämiseen tarkoitettujen lupien myöntämisessä. Näiden direktiivien lisäksi useissa säädöksissä selvennetään erityisesti kilpailuympäristöä, kuten uusien jäsenvaltioiden kotimarkkinoiden avaamista. Yksi esimerkki tästä on ilmoitus Viron öljyliuskemarkkinoiden rakennemuutoksesta: 12003T/AFI/DCL/08. Koska tämän tutkimuksen soveltamisala on ympäristölle ja ihmisten terveydelle mahdollisesti aiheutuvia riskejä koskeva lainsäädäntökehys, tässä ei käsitellä enempää markkinoiden sääntelyä. 48 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kuva 6: Kaivannaisteollisuuden rakenne Lähde: (Papoulias 2006) Kuvan 6 mukaan kaivannaisteollisuus koostuu oikeudellisesta näkökulmasta kahdesta ryhmästä: muuta kuin energiantuotantoa palvelevasta kaivosteollisuudesta, joka hyödyntää metalli-, teollisuus- ja rakennusmineraaleja energiamineraaleja (mukaan lukien liuskekaasun ja tiheän öljyn) hyödyntävästä teollisuudesta. Lainsäädäntö ja Euroopan komission työ keskittyvät yleensä yksinomaan muuhun kuin energiantuotantoa palvelevaan kaivosteollisuuteen eivätkä ne siksi kata maakaasun hyödyntämistä (EC NEEI). 4.2. Muut kuin alakohtaiset direktiivit (painopiste: ympäristö ja ihmisten terveys) On runsaasti muita direktiivejä ja asetuksia, jotka eivät koske varsinaisesti kaivostoimintaa mutta vaikuttavat siihen. Tässä kohdassa keskitytään säädöksiin, jotka koskevat ympäristöä ja ihmisten terveyttä. Kohdan 4.2 kirjallisuuskatsauksessa esitellään seitsemästä kahteentoista tärkeintä direktiiviä ja viittaus kattavaan ja hyvin jäsenneltyyn tietokantaan, joka sisältää satoja EU:n säädöksiä. Toistaiseksi tämän tutkimuksen soveltamisalaan kuuluvasta EU:n lainsäädäntökehyksestä ei ole kirjallisuuslähdettä, ja siksi kohdan 7 kooste on tähän tutkimukseen kuuluvan selvityksen tulos. Noin 40 direktiivin on todettu olevan hydraulisen murtamisen turvallisuusnäkökohtien kannalta merkityksellisiä. 4.2.1. EU:n direktiivien kattamat yleiset kaivostoiminnan riskit Kuten kohdassa 0 on todettu, vain neljä EU:n direktiiviä on räätälöity kaivannaisteollisuuden erityisvaatimusten mukaiseksi. On kuitenkin erityisesti ympäristön ja terveyden ja turvallisuuden alueita koskevaa muuta lainsäädäntöä, joka kattaa myös kaivostoimintaan liittyvät asiat (Safak 2006). Taulukosta 9 saa kuvan siitä, miten moninaista on eri alojen erilainen yleinen lainsäädäntö. 49 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukko 9: Kaivannaisteollisuuden kannalta tärkein lainsäädäntö Kaivannaisteollisuuden kannalta tärkein lainsäädäntö Kaivosjätedirektiivi Natura 2000 Ilmanlaatu Pohjavesidirektiivi Parasta käytettävissä olevaa tekniikkaa koskeva vertailuasiakirja (BREFasiakirja) Luontotyyppidirektiivi ja lintudirektiivi Seveso II Ilmanlaatustrategia YVA-direktiivi Vesipuitedirektiivi REACH Ympäristövastuu Yksi tärkeä näkökohta on se, että kaivostoimintaa koskevat direktiivit eivät ole välttämättä tiukimpia direktiivejä. Menneisyydessä tapahtuneiden suurten onnettomuuksien vuoksi erityisesti vaarallisia kemikaaleja koskeva lainsäädäntö on tiukempaa. Kuvasta 7 näkee, että kaivosjätedirektiivin soveltamisala on paljon laajempi kuin esimerkiksi Seveso II -direktiivin 7 (Papoulias 2006). Kuva 7: Tärkeimmät voimassa olevat jätevettä koskevat EU:n direktiivit Lähde: 7 (Papoulias 2006) Seveso II -direktiiviä tarkistetaan parhaillaan. 50 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Uusimmassa kirjallisuudessa kaivostoimintaan: esitetään seuraavat määrät 7 säädöstä (EC 2010 Grantham ja Schuetz 2010) 9 säädöstä (Weber 2006) enintään 18 säädöstä (Hejny 2006) 12 säädöstä (Kullmann 2006). säädöksiä, jotka liittyvät Toisessa ääripäässä on mielenkiintoinen kaikkien EU:n ympäristösäädösten yleinen kokoelma, joka on lajiteltu aihepiireittäin (UWS GmbH). Kokoelmassa on 36 yksistään EU:n jätteittä koskevaa direktiiviä, asetusta, suositusta ja vastaavaa. Kaiken kaikkiaan kokoelma koostuu sadoista asiakirjoista, jotka ovat ympäristönäkökohtien kannalta merkittäviä. Jos halutaan arvioida EU:n voimassa olevaa hydraulista murtamista koskevaa lainsäädäntökehystä, enintään 12 direktiivin luettelot eivät ole tyhjentäviä mutta satojen säädösten kokoelma on liian tietosanakirjamainen. Osa luetteloista on kuitenkin laadittu, jotta saataisiin yleiskuva liuskekaasun tuotannon kannalta oleellisesta EU:n lainsäädäntökehyksestä, kuten Schuetzin (2010) luettelo, jossa on seuraavat seitsemän direktiiviä: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 4.2.2. Vesipuitedirektiivi Pohjavesidirektiivi REACH Natura 2000 YVA Jätepuitedirektiivi Ympäristömeludirektiivi. EU:n direktiivien kattamat erityiset liuskekaasun ja tiheän öljyn riskit Useat liuskekaasun, tiheän kaasun tai tiheän öljyn hyödyntämisestä johtuvista mahdollisista vaaroista ovat periaatteessa samoja kuin tavanomaisten energialähteiden. Siksi voimassa oleva lainsäädäntö kattaa monet riskit riittävän hyvin. Epätavanomaiseen kaasuun liittyy kuitenkin epätavanomaisia riskejä. Lainsäädäntö ei kata niitä riittävästi ja ne voivat johtua valtavasta määrästä kemikaaleja, joita käytetään hydraulisen murtamisen aikana kemikaalivalikoimasta, johon kuuluu myrkyllisiä, karsinogeenisiä ja mutageenisiä aineita sekä murtamisessa käytettäviä, ympäristölle vaarallisia lisäaineita (esim. biosidejä) radioaktiivisten aineiden, kuten radonin, uraanin ja muiden maanalaisten aineiden (esim. raskasmetallien) saastuttaman takaisinvirtausveden määrästä suuresta määrästä porauspaikkoja infrastruktuurista, kuten keräysputkien verkosta murtamisnesteenä käytettävästä suuresta vesimäärästä mahdollisista porauskaivon metaanipäästöistä. viimeistelyn yhteydessä tapahtuvista suurista Lisätietoja erityisistä riskeistä on luvussa 2. Seuraava yhteenveto 36 tärkeimmästä EU:n direktiivistä muodostaa ainutlaatuisen perustan tarkemmalle tutkimukselle. 51 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Direktiivit on esitetty kussakin taulukossa tärkeysjärjestyksessä. Kaikki nämä direktiivit eivät ole välttämättä voimassa tällä hetkellä, koska niiden (asianmukainen) siirtäminen osaksi kansallista lainsäädäntöä on saattanut viivästyä. Ensimmäiset Yhdysvalloissa tehdyt hydraulisen murtamisen aikana käytettäviä kemikaaleja koskevat tutkimukset (Waxman 2011) muodostavat hyvän perustan selvitykselle EU:n lainsäädännön tarkoituksenmukaisuudesta kemikaalien suhteen. Hydraulisessa murtamisessa huolestuttaa yleensä eniten sen mahdolliset vaikutukset veden laatuun. Kriittisiä kohtia ovat seuraavat (ks. kohta 0): Tavanomainen murtamisprosessi: maaperään jäävät kemikaalit saattavat päätyä pohjaveteen. Hydraulisen murtamisen aikana voi tapahtua onnettomuuksia: asennetussa laitteistossa olevat murtumat mahdollistavat suoran pääsyn pohjaveteen ja pintaveteen. Porauskaivojen taulukko 2). määrän mukaan kuluu valtavia määriä makeaa vettä (ks. Taulukossa 10 on kuusi tärkeintä vettä koskevaa direktiiviä, jotka ovat tai joiden todennäköisesti pitäisi olla hydrauliseen murtamiseen liittyvien toimintojen kannalta olennaisia. Tarkempaa analyysia varten näitä pitäisi arvioida. Taulukko 10: EU:n tärkeimmät vettä koskevat direktiivit Direktiivi Otsikko 1. 2000/60/EY Direktiivi yhteisön (vesipuitedirektiivi) 2. 1980/68/ETY Direktiivi pohjaveden suojelemisesta tiettyjen vaarallisten aineiden aiheuttamalta pilaantumiselta (kumottu direktiivillä 2000/60/EY 22. joulukuuta 2013 alkaen) 3. 2006/118/EY Direktiivi pohjaveden suojelusta pilaantumiselta ja huononemiselta 4. 1986/280/ETY Neuvoston direktiivi direktiivin 76/464/ETY liitteen luetteloon I sisältyvien tiettyjen vaarallisten aineiden päästöjen rajaarvoista ja laatutavoitteista 5. 2006/11/EY Direktiivi tiettyjen yhteisön vesiympäristöön päästettyjen vaarallisten aineiden aiheuttamasta pilaantumisesta (kodifioitu toisinto) 6. 1998/83/EY Direktiivi ihmisten käyttöön tarkoitetun veden laadusta. 52 vesipolitiikan puitteista Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Pilaantuneen veden riski liittyy erottamattomasti ympäristön pilaantumiseen. Nämä riskit muodostavat kokonaisympäristöriskien alaryhmän, joka voidaan jakaa seuraaviin osaalueisiin: Päästöt maaperään: o juomaveden ja pohjaveden pilaantuminen o maaperän pilaantuminen. Päästöt ilmaan: o pakokaasut o melu o kemikaalit. Toimintapaikkojen ulkopuolella tapahtuvat onnettomuudet: o o tiekuljetukset kaatopaikat. Luettelon painopiste on ympäristöön kohdistuvissa vaikutuksissa tavanomaisissa toimintaolosuhteissa. Kaikilla näillä osa-alueilla on tietysti myös onnettomuusriski. Taulukossa 11 on yhdeksän tärkeintä direktiiviä, joilla säännellään vaikutuksia tavanomaisissa olosuhteissa ja onnettomuustilanteissa. 53 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukko 11: EU:n tärkeimmät ympäristönsuojelua koskevat direktiivit Direktiivi 7. 2010/75/EU Otsikko Direktiivi teollisuuden päästöistä (yhtenäistetty ympäristön pilaantumisen ehkäiseminen ja vähentäminen) IPPC-direktiivi 8. - 2008/1/EY Päätös 2000/479/EY Direktiivi ympäristön pilaantumisen ehkäisemisen ja vähentämisen yhtenäistämisestä (kodifioitu toisinto) Päätös Euroopan epäpuhtauspäätösrekisterin (EPER) laatimisesta ympäristön pilaantumisen ehkäisemisen ja vähentämisen yhtenäistämisestä annetun neuvoston direktiivin 96/61/EY 15 artiklan mukaisesti (IPPC) Liite A 1: Luettelo päästöistä, joista on ilmoitettava, jos niiden kynnysarvot ylittyvät. 9. 1985/337/ETY 10. 2003/35/EY 11. 2001/42/EY Direktiivi ympäristövaikutusten arvioinnista YVA-direktiivi Direktiivi yleisön osallistumisesta tiettyjen ympäristöä koskevien suunnitelmien ja ohjelmien laatimiseen sekä neuvoston direktiivien 85/337/ETY ja 96/61/EY muuttamisesta yleisön osallistumisen sekä muutoksenhaku- ja vireillepanooikeuden osalta Direktiivi tiettyjen suunnitelmien ja ohjelmien ympäristövaikutusten arvioinnista Strateginen ympäristöarviointi (SYA) 12. 2004/35/EY 13. 1992/43/ETY Direktiivi ympäristövastuusta ympäristövahinkojen ehkäisemisen ja korjaamisen osalta Direktiivi luontotyyppien sekä luonnonvaraisen eläimistön ja kasviston suojelusta Natura 2000 14. 1979/409/ETY Direktiivi luonnonvaraisten lintujen suojelusta 15. 1996/62/EY Direktiivi ilmanlaadun arvioinnista ja hallinnasta Hydraulinen murtamiseen liittyy aina raskaiden koneiden (ks. kohta 0) ja vaarallisten kemikaalien käyttö. Kansalaisia ja näitä aineita ja koneita päivittäin käsitteleviä työntekijöitä on suojeltava. EU:lla on kattavat direktiivit työturvallisuudesta. Taulukossa 12 on lueteltu yhdeksän olennaista direktiiviä, joilla suojellaan erityisesti vaarallisia kemikaaleja käsitteleviä kaivannaisteollisuuden työntekijöitä. 54 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Taulukko 12: EU:n tärkeimmät työturvallisuutta koskevat direktiivit Direktiivi Otsikko 16. 1989/391/ETY Direktiivi toimenpiteistä työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden parantamisen edistämiseksi työssä 17. 1992/91/ETY Direktiivi vähimmäisvaatimuksista porausta käyttävän kaivannaisteollisuuden työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden suojelun parantamiseksi 18. 1992/104/ETY Direktiivi vähimmäisvaatimuksista avoja kaivoslouhintateollisuuden työntekijöiden turvallisuuden ja terveyden suojelun parantamiseksi 2004/37/EY Direktiivi työntekijöiden suojelemisesta syöpäsairauden vaaraa aiheuttaville tekijöille ja perimän muutoksia aiheuttaville aineille altistumiseen työssä liittyviltä vaaroilta (kodifioitu toisinto) 1991/322/ETY Direktiivi viiteraja-arvojen määrittämisestä panemalla työntekijöiden suojelemisesta vaaroilta, jotka liittyvät altistumiseen kemiallisille, fysikaalisille ja biologisille tekijöille työssä 27 päivänä marraskuuta 1980 annettu neuvoston direktiivi 80/1107/ETY täytäntöön 1993/67/ETY Direktiivi neuvoston direktiivin 67/548/ETY mukaisesti ilmoitettujen aineiden ihmisille ja ympäristölle aiheuttamien vaarojen arviointiperiaatteiden vahvistamisesta 1996/94/EY Direktiivi toisen viiteraja-arvojen luettelon laatimisesta työntekijöiden suojelemisesta vaaroilta, jotka liittyvät altistumiseen kemiallisille, fysikaalisille ja biologisille tekijöille työssä, annetun neuvoston direktiivin 80/1107/ETY täytäntöönpanemiseksi 1980/1107/ETY Neuvoston direktiivi, annettu 27 päivänä marraskuuta 1980, työntekijöiden suojelemisesta vaaroilta, jotka liittyvät altistumiseen kemiallisille, fysikaalisille ja biologisille tekijöille työssä 2003/10/EY Direktiivi terveyttä ja turvallisuutta koskevista vähimmäisvaatimuksista työntekijöiden suojelemiseksi altistumiselta fysikaalisista tekijöistä (melu) aiheutuville riskeille 19. 20. 21. 22. 23. 24. Useimmat kivimuodostumat sisältävät luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita eli NORMaineita (Naturally Occurring Radioactive Materials). Useimmissa tapauksissa maakaasu sisältää radioaktiivista radonia, joka on uraanin hajoamistuote. Öljyn- ja kaasuntuottajien kansainvälinen järjestö (OGP) kuvailee tätä maakaasutuotannon negatiivista sivuvaikutusta seuraavasti: "Radon on radioaktiivinen kaasu, jota on vaihtelevia määriä öljy- ja kaasuesiintymien maakaasussa. Jos maakaasua ei ole, radon liukenee (kevyeen) hiilivetyyn ja vesifaasiin. Öljyn ja kaasun kanssa tuotettuna radon yleensä seuraa kaasuvirtaa. – – NORM-jätteen käsittelyssä on aina noudatettava radioaktiivisen jätteen käsittelyä koskevia asiaankuuluvia säädöksiä." (OGP 2008.) 55 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Maakaasun lisäksi radonia on myös hydraulisen murtamisen jälkeen takaisinvirtaavassa valtavassa vesimäärässä. Euratomilla on direktiivi, jonka painopiste on erityisesti NORMaineiden turvallisuusvaatimuksissa: Taulukko 13: Tärkeä säteilysuojelua koskeva direktiivi 25. Direktiivi Otsikko 1996/29/Euratom Direktiivi perusnormien vahvistamisesta työntekijöiden ja väestön terveyden suojelemiseksi ionisoivasta säteilystä aiheutuvilta vaaroilta NORM-direktiivi (luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita koskeva direktiivi) Kuten kohdassa 0 jo mainittiin, kaivannaisteollisuusjätettä varten on olemassa erityinen räätälöity direktiivi. Tässä merkittäviä ovat useat muut direktiivit ja erityisesti useat päätökset, joissa määritetään raja-arvot (lisätietoja jätekysymyksestä on luvussa 2). Nämä neljä direktiiviä ja neljä päätöstä on esitetty taulukossa 14. Muuta kaivosjätteitä koskevaa lainsäädäntöä rahoitusvakuuksien näkökohdat mukaan lukien on Euroopan komission erityisellä kaivosjätteitä koskevalla sivustolla. (EC 2011 MW.) Taulukko 14: EU:n tärkeimmät jätteitä koskevat direktiivit Direktiivi 26. 2006/21/EY Otsikko Direktiivi kaivannaisteollisuuden jätehuollosta ja direktiivin 2004/35/EY muuttamisesta Kaivosjätedirektiivi Päätös pysyvän jätteen määritelmän täydentämisestä kaivannaisjätteiden jätehuollosta annetun direktiivin 2006/21/EY 22 artiklan 1 kohdan f alakohdan täytäntöönpanemiseksi - Komission päätös 2009/359/EY 27. 2006/12/EY 28. 1999/31/EY Direktiivi kaatopaikoista - Komission päätös 2000/532/EY Päätös useiden direktiivien mukaisen (vaarallisten) jätteiden luettelon laatimisesta (korvaa päätöksen 94/3/EY) - Komission päätös 2009/360/EY Päätös kaivannaisteollisuuden jätehuollosta annetun Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivissä 2006/21/EY vahvistettua jätteen määrittelyä koskevien teknisten vaatimusten täydentämisestä - Komission päätös 2009/337/EY Päätös jätealueiden luokitteluperusteiden määrittämisestä kaivannaisteollisuuden jätehuollosta annetun direktiivin 2006/21/EY liitteen III mukaisesti Direktiivi jätteistä Jätepuitedirektiivi Päätös kuudennesta toimintaohjelmasta 29. Päätös 2002/1600/EY ympäristöä koskevasta yhteisön (6 artiklan 2 kohdan b alakohta: "– –kehitetään lisätoimenpiteitä, joilla voidaan torjua erityisesti putkikuljetuksista, kaivostoiminnasta ja vaarallisten aineiden merikuljetuksista aiheutuvien suuronnettomuuksien vaaroja, sekä kaivosjätteitä koskevia toimenpiteitä") 56 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Yhdysvalloissa julkaistiin huhtikuussa 2011 ensimmäinen kattava tutkimus hydraulisessa murtamisessa käytettävistä kemikaaleista. Yksi tutkimuksen tuloksista koskee käytettyjen kemikaalien määrää ja laatua: "14 öljy- ja kaasupalveluyhtiötä käyttivät vuosina 2005–2009 yli 2 500:aa hydrauliseen murtamiseen liittyvä tuotetta, jotka sisältävät 750 kemikaalia ja muita aineita. Nämä yhtiöt käyttivät vuosina 2005–2009 yhteensä 780 miljoonaa gallonaa hydrauliseen murtamiseen tarkoitettuja tuotteita – lukuun ei sisälly porauskaivoon pumpattu vesi." (Waxman 2011.) Näihin 750 kemikaaliin kuului useita vaarallisia ilmaa saastuttavia ja ihmisille syöpää aiheuttavia aineita, joita käytettiin suuria määriä. Taulukossa 15 on esitetty kahdeksan tärkeintä Euroopan unionin direktiiviä, jotka koskevat kemikaalien käyttöä, mukaan lukien onnettomuuksien ehkäisemistä koskeva lainsäädäntö. Taulukko 15: EU:n tärkeimmät kemikaaleja ja niihin liittyviä onnettomuuksia koskevat direktiivit Direktiivi 30. - 31. Asetus 1907/2006 ECE/TRANS/215 8 1996/82/EY Otsikko Asetus kemikaalien rekisteröinnistä, arvioinnista, lupamenettelyistä ja rajoituksista (REACH), Euroopan kemikaaliviraston perustamisesta YK:n Euroopan talouskomissio (ECE): Eurooppalainen sopimus vaarallisten tavaroiden kansainvälisistä tiekuljetuksista. ADRsopimusta sovelletaan 1. tammikuuta 2011 alkaen. Direktiivi vaarallisista aineista suuronnettomuusvaarojen torjunnasta aiheutuvien Seveso II -direktiivi Direktiivi vaarallisista aineista aiheutuvien suuronnettomuusvaarojen torjunnasta annetun neuvoston direktiivin 96/82/EY (Seveso II -direktiivi) muuttamisesta (tätä direktiiviä tarkistetaan parhaillaan) 32. 2003/105/EY [Kyseisen direktiivin soveltamisalan tärkeimpien laajennusten on määrä kattaa riskit, jotka aiheutuvat kaivostoiminnan varastointi- ja prosessointitoiminnoista, pyroteknisistä ja räjähtävistä aineista ja ammoniumnitraatin ja ammoniumnitraattipohjaisten lannoitteiden varastoinnista.] 33. 1991/689/ETY Direktiivi vaarallisista jätteistä 34. 1967/548/ETY Direktiivi vaarallisten aineiden luokitusta, pakkaamista ja merkintöjä koskevien lakien, asetusten ja hallinnollisten määräysten lähentämisestä 35. 1999/45/EY Direktiivi vaarallisten valmisteiden luokitusta, pakkaamista ja merkintöjä koskevien lakien, asetusten ja hallinnollisten määräysten lähentämisestä 36. 1998/8/EY Direktiivi biosidituotteiden markkinoille saattamisesta 8 Kaikki Euroopan unionin jäsenet ovat myös UNECE:n (YK:n Euroopan talouskomission) jäseniä. ADR-sopimus on sisällytetty tähän luetteloon, koska se on tässä yhteydessä hyvin tärkeä. 57 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 4.3. Puutteita ja avoimia kysymyksiä Jo kaivostoimintaan vaikuttavien oikeudellisten ulottuvuuksien suuri määrä osoittaa, että nykyinen lainsäädäntö ei välttämättä ole kaivannaisteollisuuden erityisvaatimusten kannalta asianmukaista. Erityisesti liuskekaasun ja tiheän öljyn etsintä ja hyödyntäminen luovat uusia haasteita. Puute 1 – Kaivannaisteollisuuden investointivarmuus Tällä hetkellä kaivannaisteollisuudella on riittämättömästä lainsäädännöstä johtuvia ongelmia, kuten White & Case -yrityksen edustaja Tomas Chmal esitti Shale Gas Eastern Europe 2011 -konferenssissa Puolan Varsovassa: "Puola on ollut perinteisesti kaasumaa, mutta geologiaa ja kaivostoimintaa koskevassa laissa ei mainita lainkaan hydraulista murtamista tai vaakasuuntaista porausta. Uusi käsiteltävänä oleva laki ei myöskään kata näitä." (NGE 2011.) Kuten kohdan 0 alussa mainittiin, kansallinen lainsäädäntö perustuu usein vanhentuneisiin tarpeisiin eikä EU:lla ole kaivostoimintaa koskevaa puitedirektiiviä. Kuten lainaus osoittaa, tämä on todellinen ongelma. Siksi olisi arvioitava jatkotutkimuksilla puitedirektiivin tarvetta ja mahdollista soveltamisalaa. Puute 2 – Ihmisten terveyden ja ympäristön suojeleminen YVA-direktiivin muuttamisesta annetun direktiivin 97/11/EY liitteessä I määritellään maakaasukaivojen tuotantokynnykseksi 500 000 m³ päivässä, mikä ylitettäessä ympäristövaikutusten arviointi on pakollinen. (EIA cod) 9 Liuskekaasun tuotannossa ei saavuteta läheskään tätä kynnystä, ja siksi ympäristövaikutusten arviointeja ei tehdä (Teßmer 2011). Koska YVA-direktiivin tarkistaminen on parhaillaan harkittavana, hydraulista murtamista käsittävät hankkeet olisi lisättävä liitteeseen I tuotantokynnyksestä riippumatta tai kynnysarvoa olisi alennettava (esimerkiksi alkuperäisestä tuotantomäärästä 5 000 tai 10 000 kuutiometriin päivässä), jotta tämä puute saadaan korjatuksi. Puute 3 – Vaarallisten aineiden ilmoittaminen Yhdysvalloissa tehdyssä alustavassa tutkimuksessa on lähes täydellinen luettelo hydrauliseen murtamiseen käytettävistä kemikaaleista. (Waxman 2011.) Yhdysvalloista saadut kokemukset osoittavat, että kaivosyhtiöt eivät välttämättä itse tiedä, mitä kemikaaleja ne todellisuudessa käyttävät. Kemianteollisuus tarjoaa monenlaisia lisäaineita mutta ei väitettyjen liikesalaisuuksien takia ilmoita kaikissa tapauksissa yksittäisiä aineosia riittävän tarkasti. Ilmoitusvelvollisuutta ja murtamiseen käytettävien kemikaalien rajaarvoja koskevaa nykyistä lainsäädäntöä pitäisi arvioida tässä suhteessa. Tämä aihe on ainakin seuraavien kolmen direktiivin ja mahdollisesti muidenkin direktiivien kannalta tärkeä: 9 REACH: Komissiota pyydetään toteuttamaan vuonna 2012 REACH-asetuksen arviointi, mikä tarjoaa tilaisuuden tarkistaa nykyistä lainsäädäntöä. Veden laatu: Samat näkökohdat ovat ihmisten käyttöön tarkoitetun veden laadusta annetun direktiivin 98/83/EY kannalta merkityksellisiä. Tämän direktiivin tarkistaminen on tarkoitus aloittaa vuonna 2011. Seveso II -direktiiviä tarkistetaan parhaillaan. Siinä on otettava huomioon tietyt hydrauliseen murtamiseen liittyvät uudet riskit, ja aineista jotka voivat aiheuttaa onnettomuuksia, on vaadittava tekemään yksityiskohtainen ilmoitus. Tämä on Euroopan unionin laatima YVA-direktiivin epävirallinen kodifioitu toisinto. 58 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Puute 4 – Maaperään jäävien kemikaalien hyväksyntä Kun hydraulinen murtaminen on lopetettu, maaperään jää joukko erilaisia vaarallisia aineita. Nämä kemikaalit jakaantuvat ajallisesti ja paikallisesti hallitsemattomalla ja ennustamattomalla tavalla. Teßmer (2011) ehdottaa, että osittain maaperään jäävien kemikaalien käyttöönotolle vaadittaisiin hyväksyntä, koska niillä voi olla pitkäaikaisia vaikutuksia. Puute 5 – Ei vielä hydraulista murtamista koskevaa BREF-asiakirjaa Euroopan IPPC-toimisto julkaisee parhaita käytettävissä olevia tekniikkoja (BAT) koskevia vertailuasiakirjoja. "Kussakin asiakirjassa on yleisluonteisia tietoja tietystä teollisuuden/maatalouden alasta EU:ssa, kyseisellä alalla käytetyistä tekniikoista ja prosesseista, ajankohtaisista päästö- ja kulutustasoista, BAT:n määrittämisessä huomioon otettavista tekniikoista, parhaista käytettävissä olevista tekniikoista (BAT) ja uusista tekniikoista." (EC BREF.) Kansallisen ja kansainvälisen tason lainsäädäntöviranomaiset voivat viitata näihin ja sisällyttää ne lakeihin ja asetuksiin. Hydraulisesta murtamisesta ei ole vielä tällaista asiakirjaa. Hydraulisen murtamisen ympäristölle ja ihmisten terveydelle aiheuttamien vaarojen vuoksi olisi harkittava, pitäisikö tälle mutkikkaalle prosessille määritellä yhdenmukaiset vaatimukset hydraulista murtamista koskevassa BREFasiakirjassa. Puute 6 – Vedenkäsittelylaitosten kapasiteetti Yhdysvalloissa on havaittu ongelmia vettä jokiin päästäneiden jätevedenkäsittelylaitosten vedenkäsittelykyvyssä. Lokakuussa 2008 liuenneiden aineiden kokonaismäärä (total dissolved solids, TDS) ylitti Monongahelajoessa vedenlaatunormit, ja siksi kaasunporauksesta syntyvän jäteveden sallittu määrä pienennettiin 20 prosentista yhteen prosenttiin päivittäisestä virtauksesta. (NYC Riverkeeper.) Varotoimenpiteenä ennakkotarkastusta. 10 pitäisi vaatia jätevedenkäsittelylaitosten kapasiteetin Puute 7 – Kansalaisten osallistuminen alueellisen tason päätöksentekoon Kansalaiset ovat yleisesti taipuvaisia vaatimaan enemmän oikeuksia osallistua päätöksentekoon ympäristöön ja mahdollisesti ihmisten terveyteen vaikuttavissa teollisuushankkeissa. Yksi tärkeimmistä osana Seveso II -direktiivin tarkistamista tehtäväksi ehdotetuista muutoksista on seuraava: "Vahvistetaan säännöksiä, jotka koskevat turvallisuuteen liittyvien tietojen saantia, osallistumisoikeutta päätöksentekoon sekä muutoksenhaku- ja vireillepano-oikeutta, ja kehitetään sitä, miten tietoja kerätään, hallinnoidaan, asetetaan yleisön saataville ja jaetaan." (EC 2011 S.) Liuskekaasun tai tiheän öljyn hyödyntämisen kaltaisissa teollisuushankkeissa, joilla mahdollisesti on merkittäviä vaikutuksia ympäristöön ja asukkaisiin, pitäisi vaatia julkista kuulemista osana lupamenettelyä. Kaivannaisteollisuuden jätehuoltoa koskevaa direktiiviä muokataan vastaamaan vakuutusturvaa koskevien säännösten muutoksia. 10 59 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Puute 8 – Vesipuitedirektiivin ja siihen liittyvän lainsäädännön oikeusvaikutukset Vesipuitedirektiivi tuli voimaan vuonna 2000. Koska hydraulinen murtaminen ei ollut merkittävä aihe tuolloin, hydraulista murtamista ja siihen liittyviä riskejä ei otettu huomioon. Prioriteettiaineiden luetteloa tarkistetaan neljän vuoden välein. Seuraava tarkistus on tarkoitus tehdä vuonna 2011. Direktiiviä pitäisi arvioida uudelleen ottaen huomioon sen kyky suojella vesialueita tehokkaasti onnettomuuksilta ja hydrauliseen murtamiseen liittyvien tavanomaisten toimenpiteiden vaikutuksilta. Puute 9 – Pakollinen elinkaariarviointi (LCA) Euroopan komissio edistää aktiivisesti elinkaariarviointeja ja toteaa aihetta koskevalla sivustollaan seuraavaa: "Elinkaariajattelun keskeisenä tavoitteena on rasituksen siirron välttäminen. Tämä tarkoittaa vaikutusten minimointia elinkaaren yhdessä vaiheessa tai yhdellä maantieteellisellä alueella tai tietyssä vaikutusten luokassa, samalla kun pyritään välttämään niiden lisääntymistä muualla." (EC LA.) Tämä koskee erityisesti hydraulista murtamista, joka aiheuttaa merkittäviä vaikutuksia tietyillä maantieteellisillä alueilla johtuen suurelta osin porauskaivojen määrästä neliökilometriä kohti ja tarvittavasta infrastruktuurista. Sen perusteella pitäisi harkita pakollisen, kattavaan elinkaariarviointiin perustuvan (kasvihuonekaasupäästöt ja resurssien kulutuksen sisältävän) kustannus-hyötyanalyysin sisällyttämistä jokaiseen hankkeeseen, jotta voidaan osoittaa sen kokonaishyödyt yhteiskunnalle. 60 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 5. SAATAVUUS JA MERKITYS VÄHÄHIILISESSÄ TALOUDESSA TÄRKEIMMÄT HAVAINNOT Monilla Euroopan mailla on liuskekaasuvarantoja, mutta vain pieni osa olemassa olevasta kaasusta saattaisi olla muunnettavissa hyödynnettävään ja lopuksi jalostettavaan muotoon. Kaasuliuske-esiintymät ulottuvat laajoille alueille ja niiden ominaiskaasupitoisuus on pieni. Siksi sen porauskaivokohtainen tuotantomäärä on pienempi kuin tavanomaisessa kaasutuotannossa. Liuskekaasun tuottamiseen tarvitaan paljon porauskaivoja, jotka vaikuttavat vastaavasti maisemaan, vedenkulutukseen ja yleisesti ympäristöön. Liuskekaasun porauskaivojen ehtymisaste on ensimmäisenä vuotena jopa 85 prosenttia. Alueellinen tuotantoprofiili on tyypillisesti nopeasti nouseva mutta hidastuu pian. Usean vuoden kuluttua käytössä ovat kaikki uudet porauskaivot vanhempien kaivojen ehtymisen kompensoimiseksi. Heti kun uusien kaivojen poraaminen loppuu, kokonaistuotanto vähenee välittömästi. Vaikka kaasuliuske-esiintymiä alettaisiin hyödyntää määrätietoisesti Euroopassa, se lisäisi Euroopan kaasunsaantia parhaimmillaankin vain yksinumeroisen prosenttiosuuden verran. Se ei kääntäisi nykyistä suuntausta, jossa oma tuotanto vähenee ja riippuvuus tuonnista kasvaa. Sen vaikutus Euroopan kasvihuonekaasupäästöihin olisi yhä pieni tai mitätön tai jopa negatiivinen, jos muista lupaavammista hankkeista luovuttaisiin väärien kannustimien ja signaalien vuoksi. Liuskekaasulla saattaisi olla suurempi merkitys alueellisella tasolla, kuten Puolassa, missä on suuret liuskevarannot ja hyvin pieni kaasuntarve (~14 bcm/vuosi), josta maa tuottaa jo nyt 30 prosenttia itse. Pariisin altaan öljyliuske-esiintymä sisältää myös suuria määriä tiheää öljyä (tight oil). Tästä muodostumasta on tuotettu öljyä jo yli 50 vuoden ajan. Sen jälkeen, kun helposti tuotettava määrä on kulutettu, lisätuotantoon tarvittaisiin paljon vaakasuuntaisia porauskaivoja (jopa kuusi kaivoa tai enemmän per km²) hydraulista murtamista varten. 5.1. Johdanto Tässä luvussa arvioidaan mahdollisia liuskekaasun, liuskeöljyn ja tiheän öljyn (tight oil) varantoja ja kuvaillaan niiden todennäköistä merkitystä Euroopan kaasualalla. Koska Euroopan liuskekaasutuotannosta ei vielä ole kokemusta, nämä tulevaisuutta koskevat lausunnot ovat tietyssä määrin spekulatiivisia. Epävarmuustekijöiden minimoimiseksi kuvataan ja analysoidaan Yhdysvaltojen kokemuksia, joiden avulla pyritään ymmärtämään liuskekaasutuotannon tyypillisiä ominaispiirteitä. Näiden kokemusten perusteella on laadittu hypoteettinen tuotantoprofiili, joka on mukautettu Euroopan tilanteeseen. Vaikka määrälliset yksityiskohdat saattavat olla erilaisia, laadullisesti toiminta saattaa auttaa ymmärtämään paremmin liuskekaasun merkityksen. 61 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Ensimmäisessä alakohdassa tehdään yhteenveto Euroopan liuskekaasuesiintymien uusimmasta käytettävissä olevasta resurssien arvioinnista. Tämän arvioinnin on tehnyt Yhdysvaltojen energiatiedotusvirasto EIA (US-EIA 2011). Siihen sisältyy Yhdysvaltojen liuske-esiintymien joidenkin keskeisten parametrien erittely. Tässä alakohdassa annetaan myös selvitys Euroopan liuskeöljyesiintymistä ja liuskeöljyn tuotannon historiasta koko maailmassa sekä joitakin linkkejä tiheään öljyyn, koska nämä kaksi sekoittuvat usein keskenään. Tässä tehdään myös lyhyt yhteenveto tiheän öljyn tuotannosta Pariisin altaassa Ranskassa. Koska liuskekaasukenttien tyypillisten tuotantoprofiilien tuntemus on oleellista, suurten yhdysvaltalaisten tuotantopaikkojen analyysi on oma alakohtansa, johon sisältyy hypoteettisen liuske-esiintymän kehittämisen mallinnus, jossa esitetään tyypilliset ominaisuudet, kuten yksittäisten porauskaivojen nopea ehtyminen. Siihen yhdistetään Euroopan liuske-esiintymien yksityiskohtaisempi analyysi. Lopuksi tehdään joitakin johtopäätöksiä liuskekaasutuotannon mahdollisesta merkityksestä hiilidioksidipäästöjen vähentämiselle. 5.2. Liuskekaasu- ja tavanomaisiin esiintymiin 5.2.1. liuskeöljyesiintymien koot ja sijainnit verrattuna Liuskekaasu Arviot Euroopan kaasuliuskevarannoista Hiilivetyvarat on luokiteltu varannoiksi ja varastoiksi. Lisäluokituksessa otetaan huomioon esiintymän geologisen varmuuden aste (spekulatiivinen, mahdollinen, todennäköinen, päätelty, mitattu, todennettu) sekä tekniset ja taloudelliset näkökohdat. Arvio varannoista on yleensä laadultaan paljon huonompi kuin arvio varastoista, koska se perustuu paljon heikompien geologisten tietojen analysointiin. Vaikka se ei ole pakollista, varannot mitataan yleensä olemassa olevana kaasuna (gas-in-place, GIP), kun taas varastoihin sisältyy jo oletuksia niiden saannista yleisissä teknisissä ja taloudellisissa olosuhteissa. Tavanomaisten kaasukenttien olemassa olevasta kaasusta (GIP) yleensä 80 prosenttia voidaan hyödyntää, vaikka – geologisen kompleksisuuden mukaan – tämä osuus voi vaihdella 20 prosentista jopa yli 90 prosenttiin. Epätavanomaisten kaasukenttien hyödyntämisaste on paljon pienempi. Siksi liuskekaasuvarantoja ei pidä sekoittaa kaasuvarastoihin. Saatujen kokemusten perusteella on vain 5–30 prosentin todennäköisyys sille, että arvioidut olemassa olevat kaasuvarannot voitaisiin muuntaa hyödynnettäviksi kaasuvarastoiksi muutamana seuraavana vuosikymmenenä. Taulukossa 16 on esitetty tavanomaisen kaasun tuotanto ("Tuotanto 2009") ja varastot ("Todennetut tavanomaisen kaasun varastot"). Näitä lukuja vertaillaan oletettuihin liuskekaasuvarantoihin. Varantotiedot on saatu Yhdysvaltojen energiatiedotusviraston EIA:n hiljattain tekemästä arvioinnista. (US-EIA 2011.) Määritelmän mukaan todennettujen kaasuvarastojen pitäisi olla nykyisissä taloudellisissa ja teknisissä olosuhteissa, olemassa olevien tai suunniteltujen porauskaivojen kautta hyödynnettävissä olevia. Olemassa olevat liuskekaasuvarannot ovat arvioita, jotka perustuvat karkeisiin geologisiin parametreihin, kuten alueen laajuuteen ja paksuuteen, huokoisuuteen ja kaasupitoisuuteen tilavuutta kohti jne. Osassa nämä tiedot on vahvistettu kokeellisesti, mutta useimmissa tapauksissa ne ovat karkeita arvioita suuressa mittakaavassa. Nämä olemassa olevia kaasuvarantoja koskevat tiedot on esitetty neljännessä sarakkeessa ("Olemassa oleva liuskekaasu"). 62 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Teknisesti hyödynnettävissä olevat liuskekaasuvarannot tarkoittavat määriä, jotka arvion mukaan saattaisivat olla hyödynnettävissä nykyisellä tekniikalla, jos kenttä on jo laajasti käytössä. Kun oletetut teknisesti hyödynnettävissä olevat liuskekaasuvarannot jaetaan olemassa olevilla kaasuvarannoilla, saadaan saantikerroin eli tuotto. Nämä tiedot ovat viimeisessä sarakkeessa ("Oletettu saantikerroin"). Yhdysvaltojen energiatiedotusvirasto EIA arvioi saantikertoimen eli tuoton olevan keskimäärin 25 prosenttia olemassa olevien kaasuvarantojen ja teknisesti hyödynnettävissä olevien varantojen välillä. Alkuperäiset yhdysvaltalaiset yksiköt on muunnettu SI-yksiköiksi. 11 Taulukko 16: Arvio tavanomaisen kaasun tuotannosta ja varastoista verrattuna liuskekaasun varantoihin (olemassa oleva kaasu sekä teknisesti hyödynnettävissä olevat liuskekaasuvarannot), bcm = miljardi m³ (alkuperäiset tiedot on muunnettu m³:ksi kertoimella 1 000 Scf= 28,3 m³) Maa Tuotanto 2009 (1) [bcm] 2009 (1) Todennetut tavanomais en kaasun varannot [bcm] [bcm] (1) Olemassa oleva liuskekaasu [bcm] (2) Teknisesti hyödynnett ävissä olevat liuskekaasu varannot Oletettu saantikerroin (2) [bcm] (2) Ranska 0,85 5,7 20 376 5 094 25 % Saksa (vuoden 2010 tiedot) 15,6 (13,6) 92,4 (81,5) 934 226 24,2 % Alankomaat 73,3 1 390 1 868 481 25,7 % Norja 103,5 2 215 9 424 2 349 24,9 % Yhdistynyt kuningaskunta 59,6 256 2 745 566 20,6 % Tanska 8,4 79 2 604 651 25 % Ruotsi 0 0 4 641 1 160 25 % Puola 4,1 164 22 414 5 292 23,6 % Liettua 0,85 0 481 113 23,5 % EU27+Norja yhteensä 266 4 202 65 487 16 470 ~25 % Lähde: (2) US-EIA (2011), (1) BP (2010) Tällaisten varantoarvioiden merkityksen arvioimiseksi on hyödyllistä analysoida joitakin Yhdysvaltojen suurimpia kaasuliuske-esiintymiä, koska Euroopassa on saatavana vasta niin vähän kokemuksia liuskekaasutuotannosta. Vain tietty osa teknisesti hyödynnettävissä olevista liuskekaasuvarannoista muutetaan varastoiksi ja jalostetaan ajan mittaan, koska muut rajoitukset rajoittavat koko liuske-esiintymän hyödyntämistä. Esimerkiksi maanpinnan muodot, suojelualueet (esim. juomavesivarannot, rauhoitusalueet, kansallispuistot) tai yksinkertaisesti tiheään asutetut alueet voivat rajoittaa liuskeesiintymien hyödyntämistä. Siksi seuraavassa esitetään lyhyt vertailu Yhdysvaltojen kokemuksiin, jotta ymmärrettäisiin, miten suuri osa hyödynnettävistä varannoista voidaan loppujen lopuksi hyödyntää tuotannossa. 11 Taulukko muunnoskertoimista on liitteessä. 63 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Osaksi tässä voidaan ottaa opiksi aiemmista suuntauksista ja niiden ekstrapoloinneista, vaikka toiminnot eivät ole vielä päättyneet. Yhdysvaltojen kokemusten perusteella on todennäköistä, että huomattavasti alle 10 prosenttia olemassa olevasta kaasusta loppujen lopuksi pystytään hyödyntämään seuraavina vuosikymmeninä. Arviot Yhdysvaltojen suurimmista kaasuliuskevarannoista ja joitakin keskeisiä parametreja Yhdysvalloilla on pitkä, yli 20 vuoden kokemus yli 50 000 porauskaivosta. Taulukossa 17 on esitetty joitakin Yhdysvaltojen kaasuliuske-esiintymien keskeisiä parametreja. Näitä parametreja ovat esiintymän pinta-ala, syvyys ja paksuus sekä orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus (TOC). TOC yhdessä kiven huokoisuuden kanssa osoittaa liuskeesiintymän kaasupitoisuuden. Näistä tiedoista ALL Consulting arvioi olemassa olevan kaasun ja hyödynnettävien varantojen määrän. Tiedot yhdessä arvioitujen porauskaivokohtaisten tuotantomäärien kanssa ovat peräisin ALL Consultingin selvityksestä (2008). Niitä vertaillaan uusimpaan kehitykseen, kuten kumulatiiviseen tuotantoon vuoteen 2011 asti ja vuoden 2010 porauskaivokohtaisiin tuotantomääriin. Kaivokohtainen tuotantomäärä vuonna 2010 (ks. taulukon 17 viimeinen rivi) vastaa hyvin Barnettin ja Fayetteville liuskehankkeiden ennustetta. Aiemmin käyttöön otetun Antrimin liuske-esiintymän kaivokohtainen tuotantomäärä on paljon ennustettua pienempi, kun taas viimeksi käyttöön otetun Haynesvillen liuske-esiintymän tuotantomäärä on edelleen suurempi. Näitä seikkoja käsitellään jäljempänä tarkemmin. Taulukko 17: Arviot Yhdysvaltojen suurimmista kaasuliuske-esiintymistä (alkuperäiset tiedot on muunnettu kertoimilla 1 000 Scf = 28,3 m³ ja 1 m = 3 ft) Liuskekaasuesiintymä Yksikkö Antrim Barnett Fayetteville Haynesville Arvioitu pinta-ala km² 30 000 13 000 23 000 23 000 Syvyys km 0,2–0,7 2,1–2,8 0,3–2,3 3,5–4,5 Nettopaksuus m 4–25 30–200 7–70 70–100 TOC % 1–20 4,5 4–9,8 0,5–4 Kokonaishuokoisuus % 9 4–5 2–8 8–9 Olemassa oleva kaasu Milj. m³/km² 70 720 65 880 Olemassa oleva kaasu Tm³ 2,2 9,3 1,5 20,3 Hyödynnettävissä olevat varannot Tm³ 0,57 1,2 1,2 7,1 Tuotto % 26 % 13 % 80 % 35 % Kum. tuotanto (tammikuu 2011) Tm³ 0,08 0,244 0,05 0,05 Arvioitu tuotantomäärä (2008) 1 000 m³/päivä/kai vo 3,5–5,7 9,6 15 18–51 Kaasun todellinen tuotantomäärä 2010 1 000 m³/päivä/kai vo ~1 9,5 21,8 ~90 Lähde: Arthur (2008) 64 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Näiden liuske-esiintymien kumulatiivinen tuotanto ja aiemmat suuntaukset antavat viitteitä siitä, onko realistista olettaa, että niiden extrapolaatio on lähellä arvioituja hyödynnettävissä olevia varantoja vai ei. Ensi näkemältä Antrimin liuske-esiintymän lähes 30 vuotta jatkuneen tuotannon jälkeen vain 14 prosenttia hyödynnettävissä olevista varannoista tai 3,5 prosenttia olemassa olevasta kaasusta on saatu tuotantoon, vaikka kentän maksimituotanto saavutettiin jo vuonna 1998. Selvästikin vain vähäisiä lisäyksiä voidaan odottaa, koska tuotanto on vähentynyt 10 vuoden aikana 4–5 prosenttia vuodessa. Myös Barnettin liuske-esiintymän maksimituotanto saavutettiin vuoden 2010 alussa (Laherrere 2011), jolloin siellä tuotettiin 20 prosenttia hyödynnettävissä olevista varannoista eli 2,5 prosenttia olemassa olevasta kaasusta. Fayettevillen liuske-esiintymä näyttää saavuttaneen maksimituotantonsa joulukuussa 2010 (ks. kuva 9), jolloin noin neljä prosenttia sen hyödynnettävissä olevista varannoista eli kolme prosenttia olemassa olevasta kaasusta saatiin tuotantoon. Vain Haynesvillessä, uusimmassa tuotannossa olevassa liuske-esiintymässä, tuotanto nousee edelleen jyrkästi kahden käyttövuoden jälkeen. Tällä hetkellä alle 0,1 prosenttia tämän liuske-esiintymän hyödynnettävissä olevista varannoista eli 0,02 prosenttia sen olemassa olevasta kaasusta on otettu tuotantoon. Näiden havaintojen perusteella vaikuttaa siltä, että Antrimin liuske-esiintymässä pystytään hyödyntämään alle viisi prosenttia olemassa olevasta kaasusta ja Barnettin liuskeesiintymässä ja Fayettevillen liuske-esiintymässä noin 5–6 prosenttia. Vain Haynesvillen liuske-esiintymässä tuotanto saattaa vielä kasvaa lisää, mikä suurentaisi tuotantomääriä mahdollisesti jonkin verran. Siitä on kuitenkin liian aikaista tehdä lopullisia johtopäätöksiä. 5.2.2. Liuskeöljy ja tiheä öljy Edellä esitetty liuskekaasuesiintymien geologinen historia koskee myös liuskeöljyn lähtökohtia sillä erolla, että öljyliuske-esiintymässä hiilivedyt ovat öljyn esiasteena, jota kutsutaan kerogeeniksi. Kerogeenia muutetaan öljyksi kuumentamalla se 350–450 °C:een. Geologit kutsuvat tätä lämpötila-aluetta "öljyikkunaksi". Emäkallion valmiusaste määrää orgaanisen aineksen kokoonpanon sekä sen, mikä on kerogeenin osuus ja jopa lopuksi kuumennusprosessissa saatavan raakaöljyn osuus. Siksi jokaisella liuskeöljyesiintymällä voi olla yksilöllisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat tuotanto-ominaisuuksiin. Useimmissa tapauksissa liuske-esiintymän kehittymättömyys vaatii valtavasti energiaan liittyviä, taloudellisia ja teknisiä ponnisteluja, joilla on vastaavasti ympäristöön kohdistuvia haittavaikutuksia, kun kerogeeni muutetaan kuumentamalla raakaöljyksi. Yleisesti ottaen öljyliuskevarannot ovat valtavat, maailmanlaajuisesti luultavasti suuremmat kuin tavanomaisen öljyn varastot. Taulukossa 18 on esitetty Euroopan varannoista tehty arvio. Öljyliuske-esiintymiä on hyödynnetty jo kymmeniä ja jopa satoja vuosia. Koska näiden esiintymien tuotto on niin huono, ne eivät ole koskaan olleet merkittäviä ja niiden hyödyntäminen on lopetettu, kun käytettävissä on ollut parempia vaihtoehtoja. Siksi nämä ovat vain karkeita arvioita varannoista. Tällä hetkellä vain Viro tuottaa öljyliuskeesta öljyä määrän ollessa 350 kt vuodessa. (WEC 2010.) 65 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukko 18: Arvioita Euroopan liuskeöljyvarannoista (Mt) Olemassa olevat varannot (WEC 2010) [Gb] Olemassa olevat varannot (WEC 2010) [Gb] Itävalta 0,008 1 Bulgaria 0,125 18 Viro 16,286 2 494 Ranska 7 1 002 Saksa 2 286 Unkari 0,056 8 Italia 73 10 446 Luxemburg 0,675 97 Puola 0,048 7 Espanja 0,28 40 Ruotsi 6,114 875 Yhdistynyt kuningaskunta 3,5 501 EU 109,1 15 775 Maa Lähde: (WEC 2010) Tiedot tiheän öljyn varannoista ovat hyvin epävarmoja, eikä niitä usein ole, koska ne on yhdistetty tavanomaisen öljyn tilastotietoihin. Myös runsaasti kerogeenia sisältävä öljyliuske sekoittuu raakaöljyyn, jota on vangittuna huokosissa ja alhaisen läpäisevyyden kerroksien välissä. Koostumus riippuu siitä, onko osa emäkallion kerogeenista geologisen historiansa aikana jo muuttunut raakaöljyksi vai ei. Tämän öljyn poraaminen kuuluu tiheän öljyn tuotannon luokkaan, vaikka se tapahtuu öljyliuskekivien välissä. Esimerkiksi Pariisin altaassa on valtava öljyliuske-esiintymä. Tällä hetkellä merkittävissä hankkeissa keskitytään kuitenkin tiheän öljyn poraamiseen tästä liuske-esiintymästä. (Leteurtrois et al. 2011.) Pariisin allas sijaitsee Pariisin alla ja ympärillä, on muodoltaan ovaalimainen ja sen itä– länsi-akseli on 500 km ja pohjois–etelä-akseli 300 km. Altaan kokonaispinta-ala on noin 140 000 km². (Raestadt 2004.) Pariisin itäpuolella öljyä sisältävät kerrokset ovat lähempänä maanpintaa. (Leteurtrois et al. 2011.) Ensimmäinen kaivo porattiin vuonna 1923. Öljy-yhtiöiden kiinnostus esiintymää kohtaan kasvoi 1950- ja 1960-luvuilla, siellä tehtiin useita koeporauksia ja sieltä löydettiin joitakin pieniä kenttiä, mutta vain noin kolme prosenttia näistä alkuaikojen porauskaivoista otettiin kaupalliseen käyttöön. (Kohl 2009.) Toinen nousukausi oli 1980-luvulla öljyn kahden hintapiikin jälkeen, kun seismiset kuorma-autot ajoivat pitkin Champs Elyseés’tä arvioiden Pariisin alla olevaa geologista rakennetta. Samanaikaisesti löydettiin useita suuria tavanomaisia öljykenttiä. Altaan yli 800 porauskaivosta on vuodesta 1950 lähtien tuotettu noin 240 Mb öljyä. Kaikki nämä ovat edustaneet tavanomaisen öljyn tuotantoa, jossa ei ole käytetty hydraulista murtamista. Kiinnostus aluetta kohtaan kasvoi hiljattain, kun pieni Toreador-niminen yhtiö vanhoja tutkimuspöytäkirjoja analysoituaan ilmoitti ensimmäisistä arvioistaan mahdollisesta runsaasti öljyä sisältävästä altaasta, joka ulottuu Pariisin alta Champagnen viinialueelle. Toreadorin kaupallinen toiminta keskittyy Ranskaan, ja yhtiön yhteistyökumppanina liuskeesiintymän kehittämisessä on Hess Corp. 66 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ (Schaefer 2010.) Suunnitelmien mukaan hydraulisella murtamisella on merkittävä asema altaan hyödyntämisessä ja öljyn tuotannossa. Esiintymässä kerrotaan olevan jopa 65 gigabarrelia (Gb) öljyä tai enemmänkin. (Kohl 2009.) Näitä lukuja ei kuitenkaan ole vahvistettu riippumattomasti, joten niihin tulee suhtautua varauksella. On syytä huomata, että valtavia mahdollisia varantomääriä koskeviin suuriin kehityssuunnitelmiin liittyy aina kaupallisia intressejä, joita on arvioitava hyvin huolellisesti. Nämä luvut ovat usein karkeita arvioita yläkanttiin eikä niissä ole otettu huomioon ongelmia, jotka voivat vaikeuttaa mahdollista tuotantoa. Tällä hetkellä on lähes mahdotonta kerätä tarpeeksi tietoja, jotta voitaisiin arvioida tämän liuske-esiintymän todellinen koko ja tuotantomahdollisuudet, koska kirjallisuudessa esitetään niistä sekä innostuneita (Schaefer 2010) että epäileviä (Kohl 2009) kommentteja. Uusi asia voisi olla vaakasuuntaisten porauskaivojen käyttö hydrauliseen murtamiseen altaassa suuressa mittakaavassa. On arvioitu, että siellä on noin 5 Mb öljyä per km², jota voitaisiin porata vaakasuuntaisten porauskaivojen kautta. Tyypillisen kaivokohtaisen tuotantomäärän uskotaan optimisen näkemyksen mukaan olevan 400 barrelia/päivässä ensimmäisenä tuotantokuukautena, minkä jälkeen se pienenisi 50 prosenttia vuodessa. (Schaefer 2010.) Osin vastaava mutta joiltakin osin myös erilainen muodostuma on Yhdysvalloissa sijaitseva Bakkenin liuske-esiintymä, jossa tiheää öljyä tuotetaan öljyliuskemuodostumasta. Kuvassa 8 on esitetty maailmanlaajuisen liuskeöljytuotannon historiallinen kehitys vuodesta 1880. Ranskassa liuskeöljyä tuotettiin jo vuodesta 1830 lähtien, mutta se lopetettiin vuonna 1959. (Laherrere 2011.) Tuotettu öljymäärä on kuitenkin niin pieni, että se ei näy kaaviossa. Öljyliuske on muunnettu kuvaa varten liuskeöljyksi oletuksella, että yhden liuskekivitonnin öljysisältö on 100 litraa tai 0,09 tonnia. Kuva 8: Maailman liuskeöljytuotanto. Alkuperäiset yksiköt on muunnettu niin, että tonni öljyliusketta vastaa 100:aa litraa liuskeöljyä. kb/day Shale oil production 80 China Brazil Russia Scotland Estonia 70 60 50 40 30 20 10 0 1880 1900 1920 1940 1960 1980 Source: 1880-2000: WEC 2010, Data for 2005, 2007 and 2008, WEC 2007, 2009 and 2010 Other Data interpolated by LBST Lähde: (WEC 2007, 2009, 2010). Osa vuosien 2001–2005 ja 2007 tiedoista on LBST:n arvioita. 67 2000 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 5.3. Analyysi liuskekaasuesiintymien tuotannosta Amerikan yhdysvalloissa 5.3.1. Ensimmäisen kuukauden tuotantomäärä Liuskekaasuesiintymien yhteisiä ominaisuuksia: pieni läpäisevyys [sadastatuhannesta tavanomaisissa kentissä (Total 2011)] miljoonaan pieni ominaiskaasupitoisuus tilavuutta kohti liuske-esiintymä kattaa erittäin suuren alueen. kertaa pienempi kuin Kaivoja porataan kaasua sisältävään liuske-esiintymään. Kaasua sisältävien huokosten ja porauskaivon välisen kosketuspinnan lisäämiseksi luodaan lukuisia halkeamia hydraulisella murtamisella. Silti hyödynnettävissä oleva kokonaismäärä on pieni verrattuna tavanomaisiin porauskaivoihin. Siksi alkuvaiheen tuotantomäärä on hyvin pieni verrattuna tavanomaisten kaasukenttien porauskaivoihin. Lisäksi yhtiöt pyrkivät kehittämään ensin liuske-esiintymän lupaavimpia alueita. Esimerkiksi Barnettin liuske-esiintymän ensimmäisistä pystysuuntaisista porauskaivoista tuotettiin ensimmäisen koko kuukauden toiminnan aikana tyypillisesti 700 000 m³ (25 MMcf) kuukaudessa. Vastaava määrä pieneni noin 400 000 m³:iin (15 MMcf) kuukaudessa uusimmissa rakennetuissa porauskaivoissa. (Charpentier 2010.) USGS:n hiljattain tekemä tutkimus vahvistaa, että pystysuuntaisten porauskaivojen ensimmäisen kokonaisen kuukauden tuotanto kaikista tutkituista kaivoista on keskimäärin alle 700 000 m³ kuukaudessa. Ainoa poikkeus tästä on Bossierin liuske-esiintymä, jonka tuotantomäärä oli alussa nelinkertainen (2,8 miljoonaa m³ kuukaudessa). Sen hyödyntäminen aloitettiin kuitenkin jo 40 vuotta sitten, mikä vahvistaa sen, että tuottoisimmilla kentillä porataan ensin. Vaakasuuntaisten porauskaivojen tuotantomäärät ovat alussa keskimäärin suurempia. Barnettin ja Fayettevillen liuske-esiintymissä se on 1,4 miljoonaa m³ kuukaudessa (50 MMcf). Viimeksi käyttöön otetussa Haynesvillen liuske-esiintymässä alun tuotantomäärä on epätavallisen korkea, 7–8 miljoonaa m³ kuukaudessa (~260 MMcf). Tämän alkuvaiheen tuotantomäärän oletettiinkin jo etukäteen olevan suurempi kyseisen liuske-esiintymän geologisten parametrien vuoksi (ks. taulukko 17). 5.3.2. Tyypilliset tuotantoprofiilit Murtamisen jälkeinen alkupaine on paljon suurempi kuin esiintymän luonnollinen paine. Murtamisen jälkeen paine vapautetaan. Siitä seuraa nopea jäteveden (murtamisveden) takaisinvirtaus, joka sisältää kaikkia esiintymän liikkuvia ainesosia ja saasteita varsinainen maakaasu mukaan luettuna. Koska virtausnopeus on esiintymän kokoon verrattuna suuri, esiintymän paine laskee hyvin nopeasti. Se johtaa jyrkästi laskevaan tuotantoprofiiliin. Tavanomaisten kaasukenttien ehtymisaste on suuruusluokkaa useita prosentteja vuodessa, mutta liuskekaasun tuotanto vähenee useita prosentteja kuukaudessa. Joidenkin yhdysvaltalaisten liuske-esiintymien historiallinen analyysi osoittaa, että alkutuotantoaste on paljon pienempi ja sitä seuraava ehtymisaste paljon suurempi kuin tavanomaisissa kentissä. Yleensä tuotannon ehtymisaste on ensimmäisenä vuotena 50 tai 60 prosenttia tai enemmänkin. (Cook 2010.) Kokemus osoittaa, että uusimman käyttöön otetun liuskeesiintymän Haynesvillen ehtymisaste on 85 prosenttia ensimmäisenä vuotena 40 prosenttia toisen vuotena. Vielä yhdeksän vuoden jälkeenkin ehtymisaste on yhdeksän prosenttia. (Goodrich 2010.) Vaikuttaa siltä, että Haynesvillessä toimivat yhtiöt yrittävät optimoida sen tuotantoa niin, että siitä porataan kaasua mahdollisimman nopeasti. 68 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ 5.3.3. Porauskaivokohtainen arvioitu kokonaissaanti (EUR) Tuotantoprofiilien tilastoanalyysin avulla voidaan vertailla eri liuske-esiintymiä laskemalla kaivokohtainen arvioitu kokonaissaanti. Barnettin liuske-esiintymän ensimmäisten pystysuuntaisten porauskaivojen arvioitu kokonaissaanti (estimated ultimate recovery, EUR) on noin 30 miljoonaa m³. Uusissa, sekä pysty- että vaakasuuntaisissa kaivoissa se kaksinkertaistui 60 miljoonaan m³:iin. Useimmat muut liuskemuodostumat (Fayetteville, Nancos, Woodford ja Arkoma Basin) tuottavat paljon pienempiä kaasumääriä, enintään 30 miljoonaa m³. Vain alkuvaiheessa hyödynnetyn Bossierin liuske-esiintymän yksittäisten porauskaivojen kaasun kokonaistuotanto oli jopa 90 miljoonaa m³. Haynesvillen liuskeesiintymän arvioidut kumulatiiviset tuotantomäärät ovat keskimäärin noin 75 miljoonaa m³ per kaivo. (Cook 2010.) 5.3.4. Joitakin esimerkkejä Yhdysvalloista Michiganissa sijaitseva Antrimin liuske-esiintymä on vain muutama sata metriä maanpinnan alapuolella. Siksi sen hyödyntäminen aloitettiin varhaisessa vaiheessa ja uusia kaivoja porattiin nopeaa vauhtia. Vuonna 1998 se saavutti maksimituotantonsa. Sitä seurasi kentän ehtyminen 4–4,5 prosentilla vuodessa, vaikka sinne porataan edelleen uusia kaivoja. Samanaikaisesti kun Yhdysvaltojen parlamentti hyväksyi vuonna 2005 puhdasta energiaa koskevan lain (Clean Energy Act), jossa hiilivetyjen poraus sai poikkeusluvan vuonna 1974 annetun turvallista juomavettä koskevan lain (Save Drinking Water Act) rajoituksista, Barnettin liuske-esiintymän tuotanto on lisääntynyt. Sen 15 000 porauskaivon tuotanto kasvoi muutamassa vuodessa vuoteen 2010 mennessä 51 miljardiin m³:iin. Tällä 13 000 km²:n kentällä on keskimäärin yksi porauskaivo per km², mutta prospektiivisille alueille porataan yli viisi kaivoa per km². Nopean kehityksen vuoksi kentän maksimituotanto saavutettiin vuonna 2010. Vaikka vuonna 2010 porattiin vielä 2 000 kaivoa, se ei estänyt tuotannon ehtymisen alkamista. Vuoden 2010 lopussa tyypillinen kaivokohtainen tuotanto oli 3,4 miljoonaa m³ vuodessa. Myös Fayettevillen liuske-esiintymää on hyödynnetty vuodesta 2005 lähtien. Vaikka se on kooltaan ja tuotoltaan pienempi, sen tuotantoprofiili on tyypillinen, mikä näkyy kuvasta 9. Mustat viivat osoittavat, miten tuotantoperusta olisi pienentynyt, jos uusia kaivoja ei olisi porattu vuosien mittaan. Perustuotannon kumulatiivinen väheneminen kuvaa suurta ehtymisastetta, joka on Fayettevillessä viisi prosenttia kuukaudessa. Syyskuun 2009 ja maaliskuun 2011 notkahdukset johtuvat porauskaivojen sulkemisesta kentän yhdessä osassa vaikeiden sääolojen aiheuttamien rajoitusten vuoksi. Yksittäisten porauskaivojen profiilien analysoinnin perusteella on hyvin todennäköistä, että Fayettevillen huipputuotanto saavutettiin jo joulukuussa 2010. Keskimääräinen tuotantomäärä oli vuoden 2010 lopussa noin kahdeksan miljoonaa m³/vuosi per kaivo. 69 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kuva 9: Arkansasissa sijaitsevan Fayettevillen liuske-esiintymän kaasuntuotanto Lähde: oma lähde, jonka perustana on (Arkansas 2009). Pieni Chesapeake-yhtiö, jonka liikevaihto oli 13 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria, kasvoi vuonna 1993 pääasiassa Fayettevillen liuske-esiintymän tuotannon ansiosta. (Chespeake 2010) Liuskekaasun nousun myötä sen liikevaihto kasvoi vuoteen 2009 mennessä yli viiteen miljardiin dollariin. Yhtiö myi viime vuonna koko osuutensa Fayettevillen liuske-esiintymästä viidellä miljardilla dollarille BHP Billiton -yhtiölle. (Chon 2011.) 70 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Uusin käyttöön otettu kenttä on Haynesville. Siitä tuli vuonna 2010 Yhdysvaltojen suurin tuotannossa oleva liuskekaasukenttä, kun se ohitti Barnettin liuske-esiintymän. Tuotannon nopea kasvu johtuu pääasiassa suuremmista alkuvaiheen tuotantomääristä, jotka olivat ensimmäisenä kuukautena 7–8 miljoonaa m³ per porauskaivo. Tuotantomäärien oletettiinkin olevan suurempia, koska kentän geologiset parametrit ovat erilaisia ja strategiana oli tuottaa kaasua mahdollisimman nopeasti. Kuten jo mainittiin, sitä seurasi odottamaton 85 prosentin ehtymisaste ensimmäisenä vuotena. 5.3.5. Suurten eurooppalaisten kaasuliuske-esiintymien keskeiset parametrit Taulukossa 19 on esitetty Euroopan kaasuliuske-esiintymien keskeisiä parametreja. Tutkittu etsintäalue on paljon pienempi kuin koko liuskealue, koska siihen sovelletaan jo joitakin poissulkukriteerejä. Tämä on pidettävä mielessä, kun vertaillaan alueen olemassa olevan ominaismäärää tietoihin taulukossa 17, jossa on käytetty vertailukohteena koko liuske-esiintymää. Olemassa olevan kaasun (gas in place, GIP) määrä per km² osoittaa, miten paljon kaasua olisi mahdollista tuottaa yhdestä porauskaivosta. Orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus (total organic carbon content, TOC) osoittaa liuskeesiintymän kaasupitoisuuden, jota tarvitaan varantojen arviointiin. Yhdessä kerroksen paksuuden kanssa se määrittelee myös, ovatko pystysuuntaiset vai vaakasuuntaiset porauskaivot parempia ja mikä on niiden laajuus ja optimi kaivotiheys. Näiden pohdintojen perusteella Itä-Euroopan liuske-esiintymät Puolassa vaikuttavat olevan Euroopan lupaavimmat liuske-esiintymät, joiden olemassa olevan kaasun määrät ovat suurimmat. Muut liuske-esiintymät ovat huomattavasti vähemmän tuottoisia, vaikka ne ovat paljon laajempia. Se viittaa siihen, että tämän kaasun tuottaminen on paljon vaativampaa ja vaikuttaa vastaavasti enemmän maankäyttöön, vedenkulutukseen jne. Kun nämä näkökohdat otetaan huomioon, on hyvin todennäköistä, että Puolaa ja mahdollisesti Skandinaviaa lukuun ottamatta lähes kaikkien Euroopan liuske-esiintymien tuotantomäärät ja varastot ovat verrattavissa Yhdysvaltojen Fayettevillen tai Barnettin liuske-esiintymiin tai jopa niitä pienempiä. 71 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Taulukko 19: Euroopan suurimpien kaasuliuske-esiintymien keskeisten parametrien arviointi (alkuperäiset tiedot on muunnettu SI-yksiköiksi ja pyöristetty) Nettopaksuus (m) Allas/liuske -esiintymä Tutkittava alue (km²) Puola Baltia 8 846 95 4 1 600 Puola Lublin 11 660 70 1,5 900 Puola Podlasie 1 325 90 6 1 600 Ranska Pariisi 17 940 35 4 300 Ranska Kaakkoisosa 16 900 30 3,5 300 Ranska Kaakkoisosa 17 800 47 2,5 630 KeskiEurooppa Posidonia 2 650 30 5,7 365 KeskiEurooppa Namurian 3 969 37 3,5 600 KeskiEurooppa Wealden 1 810 23 4,5 290 Skandinavia Alum 38 221 50 10 850 Yhdistynyt Bowland kuningaskunta 9 822 45 5,8 530 Yhdistynyt Liassic kuningaskunta 160 38 2,4 500 Alue TOC (%) GIP (milj. m³/km²) (2) Lähde: US-EIA (2011) 5.3.6. Hypoteettinen kentän hyödyntäminen Yksi merkittävä ominaispiirre, joka erottaa liuskekaasun tuotannon tavanomaisen kaasun tuotannosta, on yksittäisten porauskaivojen nopea ehtyminen. Liuske-esiintymän hypoteettista hyödyntämistä voidaan suunnitella laskemalla yhteen useita identtisiä tuotantoprofiileja. Kuvassa 10 on esitetty tulokset tällaisesta skenaariolaskelmasta, jossa lasketaan yhteen tuotantoprofiilit yhdestä liuske-esiintymästä, jossa tuotantoon otetaan joka kuukausi yksi uusi porauskaivo. Tietojen oletetaan olevan vastaavia kuin Barnettin liuske-esiintymän, jossa tyypillinen ensimmäisen kuukauden tuotanto on 1,4 miljoonaa m³ ja ehtymisaste viisi prosenttia kuukaudessa. Viiden vuoden kuluttua on otettu käyttöön 60 kaivoa, jotka tuottavat noin 27 miljoonaa m³ kuukaudessa eli 325 miljoonaa m³ vuodessa. Koska tuotannossa olevien porauskaivojen ehtyminen on niin jyrkkää, keskimääräinen tuotantomäärä kaivoa kohti pienenee viiden vuoden jälkeen viiteen miljoonaan m³:iin kaivoa kohti vuodessa. Tätä tuotantoskenaariota käytetään seuraavassa vaikutuksista Euroopan kaasumarkkinoihin. 72 arviossa liuskekaasutuotannon Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Kuva 10: Tyypillinen liuske-esiintymän hyödyntäminen lisäämällä uusia porauskaivoja aina yksi kaivo kuukaudessa Lähde: oma lähde 5.4. Liuskekaasutuotannon merkitys siirtymisessä vähähiiliseen talouteen ja CO2-päästöjen vähentämiseen pitkällä aikavälillä 5.4.1. Tavanomainen kaasuntuotanto Euroopassa Maakaasun tuotanto saavutti EU:ssa huippunsa jo vuonna 1996, jolloin tuotantomäärä oli 235 bcm vuodessa. Vuonna 2009 tuotanto oli jo vähentynyt 27 prosenttia 171 bcm:ään vuodessa. Samanaikaisesti kulutus lisääntyi vuoden 1996 409 bcm:stä 460 bcm:ään vuonna 2009 eli 12 prosenttia. Näin ollen oman tuotannon osuus pieneni 57 prosentista 37 prosenttiin. Norja mukaan luettuna huipputuotanto oli vuonna 2004 306 bcm/vuosi ja väheni 275 bcm:ään/vuosi vuonna 2009 (–11 prosenttia). Tuonti EU:n ja Norjan ulkopuolelta kasvoi vuoden 2004 37 prosentista 40 prosenttiin vuonna 2009. (BP 2010.) Kansainvälisen energiajärjestön uusimmassa koko maailman kattavassa energiakatsauksessa (World Energy Outlook) odotetaan tuotannon vähenevän edelleen alle 90 bcm:ään/vuosi vuonna 2035 ja Norja mukaan luettuna 127 bcm:ään/vuosi. Maakaasun kysynnän odotetaan yhä kasvavan 0,7 prosenttia vuodessa, mikä tarkoittaa 667 bcm:ää/vuosi vuonna 2035. (WEO 2011.) Kysynnän ja vähenevän oman tuotannon ero aukko kasvaa edelleen, mikä pakottaa EU:n lisäämään tuontia yli 400 bcm:ään/vuosi vuonna 2035, jolloin maahantuonnin osuus olisi 60 prosenttia. 73 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 5.4.2. Epätavanomaisen kaasuntuotannon todennäköinen merkitys Euroopan kaasunsaannille Maailman energiajärjestön IEA:n vuoden 2011 energiakatsauksen (World Energy Outlook) erityispainoksessa painopiste on epätavanomaisen maakaasuun mahdollisessa merkityksessä. Epätavanomaisen maakaasun varantojen tuotantoa Euroopassa johtaa todennäköisesti Puola, jonka omistuksessa uskotaan olevan 1,4–5,3 Tcm liuskekaasua (WEO 2011), pääasiassa maan pohjoisosassa. Vuoden 2011 puoliväliin mennessä Puola oli myöntänyt jo 86 epätavanomaisen kaasun valtauslupaa. Vuoden 2011 maailman energiakatsauksen mukaan on vielä ylitettävänä monia esteitä: "Koska kaivoja on porattava suhteellisen paljon, luvan saaminen paikallisilta viranomaisilta ei välttämättä ole helppoa. Suurten jätevesimäärien käsittely ja hävittäminen voi myös hankaloittaa hankkeita. Lisäksi kolmansien osapuolien mahdollisuus saada putkiinfrastruktuuri käyttöön vaatii sisäpoliittisia uudistuksia." Silti mahdollisuuksien katsotaan olevan hyvät: "Teknisistä sekä ympäristöön ja lainsäädäntöön liittyvistä esteistä huolimatta liuskekaasu voisi muuttaa Puolan energiaympäristöä radikaalisti." (WEO 2011.) Näistä huomautuksista huolimatta raportissa nähdään liuskekaasutuotannolla olevan vain marginaalinen vaikutus Euroopassa. Sekä tavanomaisen että epätavanomaisen kaasun sisältävän oman kaasuntuotannon uskotaan vähenevän keskimäärin 1,4 prosenttia vuodessa. Seuraavassa perusskenaarion laskelmassa, joka perustuu käsiteltyihin tuotantoprofiileihin luonnoksiin, hahmotellaan, miten suuria ponnisteluja tarvitaan mahdollisten kaasuliuskevarantojen saattamiseen tuotantoon. Siinä hahmotellaan myös, mikä voisi olla kaasuliuske-esiintymissä suoritettavien porausten maksimivaikutus. Tämä vahvistaa lausuntoa, jonka mukaan epätavanomainen kaasu ei todennäköisesti pysty muuttamaan Euroopan pienenevän kaasuntuotannon suuntaa. Euroopassa on käytettävissä noin 100 kaasunporauslaitteistoa (Thornhäuser 2010). Oletettu keskimääräinen kolmen kuukauden porausaika kaivoa kohti tarkoittaisi, että Euroopassa porattaisiin enintään 400 kaivoa vuodessa. Se edellyttäisi, että kaikkia porauslaitteistoja käytettäisiin vain kaasuliuskeen poraamiseen, vaikka kaikki laitteistot eivät ole tähän tarkoitukseen sopivia ja jo poratuissa kaivoissa on edelleen tuotantoa. Jos lisäksi oletetaan, että ensimmäisen kuukauden tuotantomäärä olisi 1,4 miljoonaa m³, viiden vuoden kuluttua olisi porattu 2 000 kaivoa, joiden yhdistetty tuotanto olisi 900 miljoonaa m³/kuukausi eli 11 miljardia m³/vuosi. Tuotantoprofiili olisi vastaava kuin kuvassa 10 mutta skaalattu suurempaa kaivomäärää vastaavaksi. Nämä porauskaivot lisäisivät Euroopan kaasuntuotantoa seuraavina vuosikymmeninä alle viisi prosenttia, mikä vastaa 2–3:a prosenttia kaasuntarpeesta. Vaikka rakentamista jatkettaisiin samaan tahtiin (400 uutta porauskaivoa vuodessa), tuotanto lisääntyisi vain marginaalisesti, koska kaivojen jyrkkä ehtymisaste vähentää tuotantoa lähes 50 prosenttia yhden vuoden kuluessa, jos uusia kaivoja ei enää porattaisi. 5.4.3. Liuskekaasutuotannon merkitys CO2-päästöjen vähentämiselle pitkällä aikavälillä Edellä käsiteltyjen kaikkien teknisten ja geologisten sekä ympäristöön liittyvien näkökohtien yhdistelmän vuoksi on lähes mahdotonta, että edes kaasuliuske-esiintymien aggressiivinen tuotantoon ottaminen vaikuttaisi merkittävästi Euroopan hiilidioksidipäästöihin. Kuten aiemmin jo todettiin, liuskekaasun tuotannon menestys Yhdysvalloissa oli mahdollista osin siksi, että puhdasta energiaa koskevan lain (Clean Energy Act) vaatimuksia lievennettiin vuonna 2005. Vaikka sen seurauksena tuotanto oli aggressiivista ja halpaa, sen osuus Yhdysvaltojen kymmenientuhansien porauskaivojen maakaasuntuotannosta oli vain 10 prosenttia. 74 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Samanaikaisesti Yhdysvalloissa käydään kiivasta keskustelua hydraulisesta murtamisesta. Ympäristövaatimukset saattaisivat vähentää liuskekaasun tuotantoa edelleen hyvin nopeasti, kuten on kuvattu Ernst&Youngin tekemässä alaa koskevassa tutkimuksessa: "Merkittävin tekijä, joka todennäköisesti hidastaa liuskekaasutuotannon ennustettua kasvua, on uusi ympäristölainsäädäntö", ja edelleen: "Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluvirasto EPA tekee parhaillaan kattavaa tutkimusta hydraulisen murtamisen vaikutuksesta veden laatuun ja kansanterveyteen. Investoinnit liuskekaasun tuotantoon saattaisivat ehtyä, jos hydraulinen murtaminen tehtäisiin laittomaksi tai sitä rajoitettaisiin tutkimuksen tulosten perusteella." (Ernst&Young 2010.) Liuskekaasutuotannon aggressiivinen rakentaminen Euroopassa tarkoittaisi enintään muutaman prosentin lisäystä Euroopan kaasutuotantoon. Koska toteutumisajat ovat pitkiä, on hyvin todennäköistä, että tuotanto jää 5–10 seuraavan vuoden aikana lähes merkityksettömäksi. Nämä väittämät eivät kuitenkaan sulje pois sitä, että alueellisella tasolla voitaisiin tuottaa merkittäviä määriä kaasua. Jos oletetaan ympäristövaatimusten lisäävän kustannuksia ja hidastavan rakentamista, liuskekaasutuotanto jää Euroopassa lähes marginaaliseksi. Euroopan kaasuntuotanto on vähentynyt usean vuoden ajan. Tätä vähennystä ei pysäytetä epätavanomaisen kaasun tuotannolla. Jopa toimialan tekemissä tutkimuksissa todetaan, että liuskekaasun tuotannon vaikutus Euroopan kaasunsaantiin kasvaa hyvin hitaasti ja sen osuus tarpeesta on vain muutama prosentti. (Korn 2010.) Siksi epätavanomaisen kaasun tuotannolla ei Euroopassa ole mahdollista vähentää Euroopan maakaasun tuontitarvetta. Tämä ei välttämättä pidä paikkansa Puolan kohdalla. Siellä sillä voisi olla huomattava vaikutus, koska nykyinen vähäinen 4,1 bcm:n tuotanto kattaa noin 30 prosenttia pienestä kotimaan tarpeesta, joka on 13,7 bcm. (BP 2010.) Koska kaasuntarve kasvaa maailmassa muilla alueilla ja perustuotanto vähenee Venäjällä, ei voida ainakaan jättää huomiotta sitä, että maakaasun tuontia Eurooppaan ei voida lisätä kahden seuraavan vuosikymmenen aikana niin paljon, kuin Euroopan kysyntäennusteet edellyttäisivät. Siinä tapauksessa Euroopan unionin kaasunkysynnän lisäämiseen tähtäävä politiikka olisi haitallista. Yksi asianmukainen sopeuttamista edistävä toimenpide olisi kaasun kokonaiskysynnän vähentäminen tarkoituksenmukaisilla kannustimilla. Liuskekaasuhankkeisiin tehtävät investoinnit olisivat hyvin todennäköisesti haitallisia, koska ne vaikuttaisivat vain lyhyen aikaa ja rajallisesti omaan kaasun tarjontaan. Kuluttajat ja markkinat saisivat silloin väärän kuvan ja riippuvuus yhdestä energialähteestä jatkuisi tasolla, joka ei olisi tuotannon epävarmuuden vuoksi perusteltua. Lähteiden väistämättömästi nopeampi ehtyminen pahentaisi tilannetta, koska se lyhentäisi käytettävissä olevien korvaavien varantojen käyttöönottoaikoja. Näihin hankkeisiin ja tämän riippuvuuden edistämiseen olisi myös tehty valtavia investointeja, joista olisi ollut enemmän hyötyä, jos ne olisi kohdistettu siirtymävaiheen tekniikkaan. 75 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ 6. PÄÄTELMÄT JA SUOSITUKSET Euroopan unionin voimassa olevissa kaivostoimintaa koskevissa laeissa ja muissa kaivostoimintaan vaikuttavissa säädöksissä ei oteta huomioon hydraulisen murtamisen erityisnäkökohtia. Euroopan jäsenvaltioiden kaivostoimintaa koskevissa säädöksissä on suuria eroja. Monissa tapauksissa kaivosoikeudet ohittavat kansalaisten oikeudet ja paikallisilla viranomaisilla ei usein ole vaikutusvaltaa mahdollisiin hankkeisiin tai kaivoksiin, koska luvat niille myöntävät kansallisen tason hallitukset ja viranomaiset. Muuttuvassa sosiaalisessa ja teknisessä ympäristössä, jossa ilmastonmuutoskysymykset ja siirtyminen kestävän energian järjestelmään ovat ensisijaisen tärkeitä ja jossa kansalaisten osallistumista alueellisella ja paikallisella tasolla vahvistetaan, on arvioitava uudelleen kaivostoimintaan liittyvät kansalliset etunäkökohdat ja alue- ja paikallishallitusten sekä kaivostoiminnan vaikutusalueen kansalaisten etunäkökohdat. Tällaisen arvioinnin perusedellytyksenä pitäisi olla uusille hankkeille pakollinen elinkaarianalyysi, johon kuuluisi ympäristövaikutusten arviointi. Vain täydellinen kustannushyötyanalyysi muodostaa asianmukaisen perustan yksittäisten hankkeiden merkityksellisyyden ja oikeutuksen arvioinnille. Hydraulisen murtamisen tekniikalla on huomattava vaikutus Yhdysvalloissa, joka on tällä hetkellä ainoa maa, jolla on siitä usean kymmenen vuoden kokemus ja pitkän aikavälin tilastotietoja. Liuskekaasun tuotantoon käytettävällä tekniikalla on ominaispiirteitä, joilla on väistämättömiä ympäristövaikutuksia ja jotka muodostavat suuren riskin, jos tekniikkaa ei käytetä asianmukaisesti. Lisäksi niillä on mahdollisesti suuri ympäristölle ja ihmisten terveydelle aiheutuvien haittojen riski silloinkin, kun tekniikkaa käytetään asianmukaisesti. Yksi väistämätön vaikutus on laajamittainen maankäyttö ja suuret maiseman muutokset, koska porauskaivoja on oltava hyvin tiheässä, jotta emäkalliota voidaan murtaa suuressa mittakaavassa siihen varastoituneen kaasun saamiseksi käyttöön. Yksittäisiä porauskaivoja – Yhdysvalloissa on raportoitu jopa kuudesta kaivoalustasta per km² tai useammastakin – on valmisteltava, porattava ja yhdistettävä teihin, jotka soveltuvat raskaisiin kuljetuksiin. Tuotantokaivot on yhdistettävä keräysputkiin, joiden läpivirtaus on pieni, ja sen lisäksi puhdistusyksiköihin jäteveden ja kemikaalien, raskasmetallien ja radioaktiivisten aineiden erottamiseksi tuotetusta kaasusta ennen sen pumppaamista kaasuverkostoon. Mahdollisia riskejä, jotka johtuvat epäasianmukaisesta toiminnasta, ovat onnettomuudet, esim. murtamisvesivuotojen purkautumat, vuodot jätevesi- tai murtamisnestealtaista tai -putkista ja porauskaivojen suojaputkien epäasianmukaisen käsittelyn tai epäammattimaisen sementoinnin aiheuttama pohjaveden pilaantuminen. Näitä riskejä voidaan vähentää ja todennäköisesti välttää asianmukaisilla teknisillä ohjeilla, noudattamalla toiminnassa varovaisuutta ja viranomaisten valvonnalla. Kaikki nämä turvallisuustoimenpiteet kuitenkin lisäävät hankkeiden kustannuksia ja hidastavat tuotantoa. Siksi onnettomuuksien riskit kasvavat, kun taloudelliset paineet kasvavat ja tuotannon nopeuttamisen tarve lisääntyy. Mitä enemmän porauskaivoja on aikayksikköä kohti, sitä enemmän tarvitaan valvontaa ja seurantaa. Riskejä liittyy myös valvomattomaan murtamiseen, joka johtaa murtamisnesteiden ja jopa itse maakaasun hallitsemattoman liikkeeseen. Tiedetään esimerkiksi hyvin, että hydraulinen murtaminen voi aiheuttaa pieniä maanjäristyksiä, jotka saattavat aiheuttaa kaasun tai nesteiden tunkeutumisen ulos "luonnon" muovaamien murtumien kautta. 76 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Yhdysvaltojen kokemukset osoittavat, että käytännössä onnettomuuksia tapahtuu paljon. Viranomaiset joutuvat liian usein sakottamaan niistä yhtiöitä. Onnettomuuksia aiheuttavat vuotavat tai huonosti toimivat laitteet, kustannusten ja ajan säästämiseksi sovellettavat huonot käytännöt, porauskaivojen asiantuntemattomasti asennetut suojaputket ja huomaamatta jääneiden vuotojen aiheuttama pohjaveden pilaantuminen. Aikana, jolloin kestävä kehitys on tulevaisuuden toimintojen kannalta keskeistä, voidaan pohtia, pitäisikö myrkyllisten kemikaalien injektoiminen maaperään sallia vai pitäisikö se kieltää, koska tällainen käytäntö rajoittaisi saastuneen kerroksen myöhempää käyttöä (esimerkiksi geotermisiin tarkoituksiin) tai estäisi sen kokonaan ja koska pitkän aikavälin vaikutuksia ei ole tutkittu. Toiminnassa olevalla liuskekaasun tuotantoalueella maaperään injektoidaan noin 0,1–0,5 litraa kemikaaleja per neliömetri. Maakaasun kasvihuonekaasupäästöt ovat yleensä pienempiä kuin muiden fossiilisten polttoaineiden ollen noin 200 g CO2-ekvivalenttia per kWh. Koska kaasun saanti porauskaivoa kohti on pieni ja sen tuotannossa syntyy metaanin hajapäästöjä, tuotanto vaatii enemmän resursseja ja keräysputkien ja kompressorien läpivirtaus on pieni, liuskekaasun ominaispäästöt ovat suuremmat kuin tavanomaisten kaasukenttien. Silti Yhdysvaltojen käytäntöjen arvioita ei voida suoraan soveltaa Euroopan tilanteeseen. Hanketietoihin perustuvaa realistista arviointia ei vieläkään ole tehty. Tässä tutkimuksessa tehty arviointi voisi olla ensimmäinen askel kohti tällaista analyysiä. EU:n voimassa olevassa lainsäädännössä edellytetään ympäristövaikutusten arviointia vain, jos kyseisen porauskaivon tuotantomäärä ylittää 500 000 m³ vuorokaudessa. Tämä raja on aivan liian korkea eikä siinä oteta huomioon liuskekaasun porauskaivojen todellista tilannetta, koska ne tuottavat alussa tyypillisesti suuruusluokkaa tuhansia kuutioita vuorokaudessa. Kaikkien porauskaivojen ympäristövaikutusten arvioinnin, johon yleisö voi osallistua, pitäisi olla pakollista. Alueellisilla viranomaisilla pitäisi olla oikeus sulkea herkkiä alueita (esim. juomaveden suojelualueet, kylät, maanviljelymaa jne.) mahdollisten hydraulisen murtamisen vaikutusten ulkopuolelle. Lisäksi pitäisi vahvistaa alueellisten viranomaisten itsenäisyyttä hydraulisen murtamisen kieltämistä tai sallimista alueellaan koskevassa päätöksenteossa. Nykyisiä öljyn ja kaasun etsintä- ja tuotanto-oikeuksia on arvioitava uudelleen ottaen huomioon seuraavat näkökohdat: Euroopan kaasuntuotanto on useita vuosia laskenut jyrkästi, ja sen odotetaan laskevan vielä vähintään 30 prosenttia vuoteen 2035 mennessä. Kysynnän odotetaan kasvavan Euroopassa vielä vuoteen 2035 asti. Maakaasuun tuonti kasvaa väistämättä edelleen, jos nämä kehityssuuntaukset toteutuvat. Ei ole mitenkään taattua, että noin 100 miljardin kuutiometrin lisätuonti vuodessa voidaan toteuttaa. Epätavanomaisen kaasun varannot ovat Euroopassa liian pienet, jotta niillä olisi merkittävää vaikutusta näihin suuntauksiin. Tätä käsitystä vahvistaa lisäksi se, että tyypillisten tuotantoprofiilien mukaan vain pieni osa näistä varannoista voidaan ottaa käyttöön. Ympäristövelvoitteet lisäävät myös hankkeiden kustannuksia ja viivästyttävät niiden etenemistä. Kaikki tämä vähentää mahdollista vaikusta vielä lisää. Onpa hydraulisen murtamisen sallimiselle mitä tahansa perusteluja, ei ainakaan voida väittää, että auttaisi vähentämään kasvuhuonekaasupäästöjä. Sen sijaan on hyvin todennäköistä, että investoinnit liuskekaasuhankkeisiin – jos niitä ylipäätään tehdään – saattaisivat vaikuttaa kaasuntuotantoon lyhyen aikaa ja mahdollisesti haitallisesti, koska näin luotaisiin vaikutelma taatusta kaasuntuotannosta aikana, jolloin kuluttajille pitäisi viestittää, että tätä riippuvuutta pitäisi vähentää säästämällä, tehokkuutta lisäämällä ja muilla vaihtoehdoilla. 77 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ SUOSITUKSET Euroopan unionilla ei ole kattavaa kaivostoimintaa säätelevää direktiiviä. Käytettävissä ei ole julkisesti saatavilla olevaa, kattavaa ja yksityiskohtaista analyysiä liuskekaasun ja tiheän öljyn (tight oil) tuotantoa koskevasta Euroopan unionin sääntelykehyksestä, joten sellainen pitäisi kehittää. Liuskekaasun ja tiheän öljyn tuotannon keskeinen osa on hydraulinen murtaminen, jota koskevassa EU:n voimassa olevassa lainsäädäntökehyksessä on paljon puutteita. Suurin puute on se, että hiilivetyjen tuotantoon käytettävän hydraulisen murtamisen ympäristövaikutusten arvioinnille on asetettu paljon korkeampi kynnysarvo kuin millekään muulle tämäntyyppiselle teolliselle toiminnalle, ja siksi sitä pitäisi alentaa huomattavasti. Vesipolitiikan puitedirektiivin soveltamisalaa pitäisi arvioida uudelleen ottaen erityisesti huomioon murtamiseen liittyvä toiminta ja sen mahdolliset vaikutukset pintavesiin. Elinkaariarviointien yhteydessä voitaisiin hyödyntää kustannus-hyötyanalyysiä sen arvioimiseen, mitkä ovat yhteiskunnalle ja sen kansalaisille koituvat kokonaishyödyt. Pitäisi kehittää EU:n kaikissa 27 jäsenvaltiossa sovellettava yhdenmukainen lähestymistapa, jonka perusteella toimivaltaiset viranomaiset voisivat tehdä elinkaariarviointinsa ja käydä niistä julkista keskustelua. Olisi arvioitava, pitäisikö myrkyllisten kemikaalien käyttö injektointiin kieltää yleisesti. Tiedot kaikista käytettävistä kemikaaleista pitäisi ainakin julkaista, sallittujen kemikaalien määrää pitäisi rajoittaa ja niiden käyttöä pitäisi valvoa. Euroopan unionin tasolla pitäisi kerätä tilastotietoja injektoiduista määristä ja hankkeiden lukumäärästä. Alueellisia viranomaisia pitäisi vahvistaa niin, että ne voivat tehdä päätöksiä luvista, joita myönnetään hydraulista murtamista hyödyntäville hankkeille. Kansalaisten osallistamisen ja elinkaariarviointien pitäisi olla pakollisia näitä päätöksiä tehtäessä. Kun hankelupia myönnetään, pintaveden valuntojen ja ilmapäästöjen seurannan pitäisi olla pakollista. Euroopan unionin tasolla pitäisi kerätä tilastotietoja onnettomuuksista ja valituksista. Luvan saaneista hankkeista riippumattoman viranomaisen pitäisi kerätä valitukset ja tutkia ne. Koska hydraulisen murtamisen ympäristöön ja ihmisten terveyteen kohdistuvat mahdolliset vaikutukset ja riskit ovat luonteeltaan monitahoisia, pitäisi harkita uuden Euroopan unionin tason direktiivin kehittämistä, jolla säädeltäisiin kaikkia tämän alan kysymyksiä kattavasti. 78 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ REFERENCES Aduschkin V.V., Rodionov V.N., Turuntaev S., Yudin A. (2000). Seismicity in the Oilfields, Oilfield Review Summer 2000, Schlumberger, URL: http://www.slb.com/resources/publications/industry_articles/oilfield_review/2000/or20 00sum01_seismicity.aspx AGS (2011). Arkansas Earthquake Updates, internet-database with survey of earthquakes in Arkansas, Arkansas Geololigical Survey. 2011. URL: http://www.geology.ar.gov/geohazards/earthquakes.htm Arthur J. D., Bruce P.E., Langhus, P. G. (2008). An Overview of Modern Shale Gas Development in the United States, ALL Consulting. 2008. URL: http://www.allllc.com/publicdownloads/ALLShaleOverviewFINAL.pdf Anderson S. Z. (2011). Toreador agrees interim way forward with French Government in Paris Basin tight rock oil program. February 2011 Arkansas (2011). Fayetteville Shale Gas Sales Information, Oil and Gas Division, State of Arkansas, URL: http://www.aogc.state.ar.us/Fayprodinfo.htm Arkansas Oil and Gas Commission. (2011). January 2011. URL: http://www.aogc.state.ar.us/Fayprodinfo.htm Armendariz Al (2009). Emissions from Natural Gas Production in the Barnett Shale Area and Opportunities for Cost-Effective Improvements, Al. Armendariz, Department of Environmental and Civil Engineering, Southern Methodist University, Dallas, Texas, ordered by R. Alvarez, Environmental Defense Fund, Austin, Texas., Version 1.1., January 26, 2009 Arthur J. D., Bohm B., Coughlin B. J., Layne M. (2008). Hydraulic Fracturing Considerations for Natural Gas Wells of the Fayetteville Shale. 2008 Blendinger W. (2011). Stellungnahme zu Unkonventionelle Erdgasvorkommen: Grundwasser schützen - Sorgen der Bürger ernst nehmen - Bergrecht ändern (Antr Drs 15/1190) - Öffentliche Anhörung des Ausschusses für Wirtschaft, Mittelstand und Energie am 31.05.2011. Landtag Nordrhein-Westfalen, 20. Mai 2011 Bode, J. (2011). Antwort der Landesregierung in der 96. und 102. Sitzung des Landtages der 16. Wahlperiode am 21. Januar und 17. März 2011 auf die mündlichen Anfragen des Abgeordneten Ralf Borngräber (SPD) – Drs. 16/3225 Nr. 18 und 16/3395 Nr. 31. Niedersächsischer Landtag – 16. Wahlperiode, Drucksache 16/3591. April 2011 BP (2010).BP Statistical Review of World Energy, June 2010. URL: http://www.bp.com Charpentier (2010). R.R. Charpentier, T. Cook, Applying Probabilistic Well-Performance Parameters to Assessments of Shale-Gas Resources, U.S. Geological Survey Open-File Report 2010-1151, 18p. Chesakeape (2010). Annual reports, various editions, Chesapeake corp., URL: http://www.chk.com/Investors/Pages/Reports.aspx Chesapeake Energy, Water use in deep shale gas exploration I, May 2011 Chesapeake Energy, Water use in deep shale gas exploration II, May 2011 Chon (2011). G. Chon, R.G. Matthews. BHP to buy Chesapeake Shale Assets, Wallstreet Journal, 22nd February 2011, URL: http://online.wsj.com/article/SB10001424052748703800204576158834108927732.ht ml 79 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ COGCC (2007). Colorado Oil and Gas Conservation Commission, Oil and Gas Accountability Project COGCC Garfield Colorado County IT Department. Gas Wells, Well Permits&Pipelines, Including Public Lands, Western Garfield County, Colorado, Glenwood Springs, Colorado: Composed Utilizing Colorado Oil and Gas Conservation Commission Well Site Colborn T. (2007). Written testimony of Theo Colborn, PhD, President of TEDX, Paonia, Colorado, before the House Committee on Oversight and Government Reform, hearing on The Applicability of Federal Requirements to Protect Public Health and the Environment from Oil and Gas Development, October 31, 2007. Cook (2010). Cook, Troy and Charpentier, Assembling probabilistic performance parameters of shale-gas wells: US-Geological Survey Open-File Report 2010-1138, 17p. D.B. Burnett Global Petroleum Research Institute, Desalination of Oil Field Brine, 2006 Duncan, I., Shale Gas: Energy and Environmental Issues, Bureau of Economic Geology, 2010 EC 2010 Grantham: European Commission – Enterprise and Industry (Grantham J., Owens C., Davies E.) (2010). Improving Framework Conditions for Extracting Minerals for the EU. July 2010. URL: http://ec.europa.eu/enterprise/policies/rawmaterials/files/best-practices/sust-full-report_en.pdf [6.6.2011] EC 2010 MMM: European Commission, Sector “Mining, metals and minerals". Reference Documents. (last update: 31/10/2010). URL: http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/metals-minerals/documents/index_en.htm [6.6.2011] EC 2011 MW: European Commission – Environment. Summary of EU legislation on mining waste, studies and other relevant EU legislation. Last updated: 18/02/2011, URL: http://ec.europa.eu/environment/waste/mining/legis.htm [6.6.2011] EC 2011 S: European Commission – Environment, Last updated: 19/01/2011, URL: http://ec.europa.eu/environment/seveso/review.htm [5.6.2011] Review of Seveso II until June 2015 EC BREF: EC European Commission, Joint Research Centre, Institute for Prospective Technological Studies, URL: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/ [6.6.2011] EC LCA: European Commission – Joint Research Centre – Institute for the Environment and Sustainability: Life Cycle Thinking and Assessment. URL: http://lct.jrc.ec.europa.eu/index_jrc [16.6.2011] EC NEEI: European Commission (2010). Natura 2000 Guidance Document. Non-endergy mineral extraction and Natura 2000. July 2010. URL: http://ec.europa.eu/environment/nature/natura2000/management/docs/neei_n2000_g uidance.pdf [16.6.2011] EIA cod: Publications Office of the European Union (2009). Council Directive of 27 June 1985 on the assessment of the effects of certain public and private projects on the environment – including amendments. This document is meant purely as a documentation tool and the institutions do not assume any liability for its contents. June 2009. URL: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:1985L0337:20090625:EN:PDF [10.6.2011] 80 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ EPA (2005). The relevant section 322 in the Energy Policy Act of 2005 explicitely states: "Paragraph (1) of section 1421(d) of the Safe Drinking Water Act (U.S.C. 300h(d)) is amended to read as follows: (1) Underground injection. – The term underground injection – (A) means the subsurface emplacement of fluids by well injection; and (B) excludes – (i) the underground injection of natural gas for purposes of storage; and (ii) the underground injection of fluids or propping agents (other than diesel fuels) pursuant to hydraulic fracturing operations related to oil, gas, or geothermal production activities." (see Public law 109 – 58 Aug 8 2005; Energy Policy Act of 2005, Subtitle C Production, Section 322, Page 102. EPA (2009). Discovery of “fracking" chemical in water wells may guide EPA review, Inside EPA, Environmental Protection Agency, August 21, 2009, Ernst&Young (2010) The global gas challenge, Ernst&Young, September 2010, page 4, URL: http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/The_global_gas_challenge_2010/$FILE/The %20global%20gas%20challenge.pdf ExxonMobil (2010) H. Stapelberg. Auf der Suche nach neuem Erdgas in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen, Presentation at a hearing on a side event of the German Parliamentm, organized by the Bündnis90/Die Grünen, Berlin, 29th October 2010 Gény (2010). Florence Gény (2010). Can Unconventional Gas be a Game Changer in European Gas Markets? The Oxford Institute for Energy Studies, NG 46, December 2010. Goodman W. R., Maness T. R. (2008). Michigan’s Antrim Gas Shale Play—A Two-Decade Template for Successful Devonian Gas Shale Development. September 2008 Goodrich (2010) Goodrich Petroleum Corporation Presentation at the IPAA oil and gas investment symposium, New York, New York, 11th April 2010, URL: http://www.goodrichpetroleum.com/presentations/April2010.pdf Grieser B., Shelley B. Johnson B.J., Fielder E.O., Heinze J.R., and Werline J.R. (2006). Data Analysis of Barnett Shale Completions: SPE Paper 100674 Hackl (2011). Personal communication with the responsible employee of a huge European reinsurance company. March 2011. Harden (2007). Northern Trinity/Woodbine GAM Assessment of Groundwater Use in the Northern Trinity Aquifer Due to Urban Growth and Barnett Shale Development, prepared for Texas Water Development Board, Austin Texas, TWDB Contract Number: 0604830613, URL: http://rio.twdb.state.tx.us/RWPG/rpgm_rpts/0604830613_BarnetShale.pdf Hejny H., Hebestreit C. (2006). EU Legislation and Good Practice Guides of Relevance for the EU Extractive Industry. December 2006. URL: http://www.ene.ttu.ee/maeinstituut/taiex/presentations/Paper%20Hejny%20TAIEX%20 2006%20Tallinn.pdf [6.6.2011] Howarth B., Santoro R., Ingraffea T. (2011) Developing Natural Gas in the Marcellus and other Shale Formations is likely to Aggravate Global Warming. March 2011 Ineson, R. (INGAA Foundation) Changing Geography of North American Natural Gas, April 2008, Page 6] 81 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Kim Y.J., Lee H.E., Kang S.-A., Shin J.K., Jung S.Y., Lee Y.J. (2011). Uranium Minerals in black shale, South Korea, Abstract of Presentation to be held at the Goldschmidt 2011 Conference, Prague, August 14-19, URL: http://www.goldschmidt2011.org/abstracts/originalPDFs/4030.pdf Kohl (2009). The Paris oil shale basin – Hype or Substance?, K. Kohl, Energy and Capital, 23rd November 2009, URL: http://www.energyandcapital.com/articles/parisbasin-oil-shale/1014 Korn (2010). Andreas Korn, Prospects for unconventional gas in Europe, Andreas Korn, eon-Ruhrgas, 5th February 2010, URL: http://www.eon.com/de/downloads/ir/20100205_Unconventional_gas_in_Europe.pdf Kullmann U. (Federal Ministry of Economics and Technology) (2006). European legislation concerning the extractive industries. URL: http://www.ene.ttu.ee/maeinstituut/taiex/presentations/European%20legislation%2020 06.pdf [6.6.2011] Kummetz D., Neun Lecks – null Information (nine leaks, zero information), taz, January 10, 2011, URL: http://www.taz.de/1/nord/artikel/1/neun-lecks-null-information/ Laherrere (2011) Laherrère J.H. 2011 «Combustibles fossiles: donnees, fiabilite et perspectives» Ecole Normale Superieure CERES-04-02 Choix energetiques Paris 7 avril. URL : http://aspofrance.viabloga.com/files/JL_ENS_avril2011.pdf Leteurtrois J.-P., J.-L. Durville, D. Pillet, J.-C. Gazeau (2011). Les hydrocarbures de roche-mère en France, Rapport provisoire, Conseil général de l’énergie et des technologies, CGEIT n° 2011-04-G, Conseil général de l’énvironment et du développement durable, CGEDD n° 007318-01 Lobbins C. (2009). Notice of violation letter from Craib Lobbins, PA DEP Regional Manager, to Thomas Liberatore, Cabotr Oil& Gas Corporation, Vice President, February 7, 2009. Louisiana Department of Natural Resources (LDNR). Number of Haynesville Shale Wells by Month. June 2011 Lustgarten A. (2008). Buried Secrets: Is Natural Gas Drilling Endangering U.S.Water Supplies?, Pro Publica,November 13, 2008. Michaels, C., Simpson, J. L., Wegner, W. (2010). Fractured Communities: Case Studies of the Environmental Impacts of Industrial Gas Drilling. September 2010 NDR (2011). Grundwasser von Söhlingen vergiftet? News at Norddeutscher Rundfunk, January 10, 2011, 18.25 p.m., URL: http://www.ndr.de/regional/niedersachsen/heide/erdgas109.html New York City Department of Environmental Protection (NYCDEP). (2009). Rapid Impact Assessment report: Impact Assessment of Natural Gas Production in the New York City Water Supply Watershed. September 2009 NGE 2011: Natural Gas for Europe, URL: http://naturalgasforeurope.com/shale-gasregulatory-framework-work-progress.htm [6.6.2011] Nonnenmacher P. (2011). Bohrungen für Schiefergas liessen die Erde beben, Basler Zeitung, June 17, 2011. Nordquist (1953). "Mississippian stratigraphy of northern Montana", Nordquist, J.W., Billings Geological Society, 4th Annual Field Conference Guidebook, p. 68–82, 1953 82 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ NYC Riverkeeper, Inc. (2010). Fractured Communities – Case Studies of the Environmental Impacts of Industrial Gas Drilling. p. 13. September 2010. URL: http://www.riverkeeper.org/wp-content/uploads/2010/09/Fractured-CommunitiesFINAL-September-2010.pdf [16.6.2011] ODNR (2008). Report on the Investigation of the Natural Gas Invasion of Aquifers in Bainbridge Township of Geauga County, Ohio. Ohio Department of Natural Resources, Division of Mineral Resources Management, September 1, 2008. OGP International Association of Oil & Gas Producers (2008). Guidelines for the management of Naturally Occurring Radioactive Material (NORM) in the oil and gas industry. September 2008 Ohio Department of Natural Resources (ODNR), Division of Mineral Resources Management. (2008). Report on the Investigation of the Natural Gas Invasion of Aquifers in Bainbridge Township of Geauga County, Ohio. September 2008 Osborn St. G., Vengosh A., Warner N. R., Jackson R. B. (2011). Methane contamination of drinking water accompanying gas-well drilling and hydraulic fracturing. April 2011 PA DEP (2009). Proposed Settlement of Civil Penalty Claim, Permit Nos. 37-125-2316500, Pennsylvania Department of Environmental Protection, September 23, 2009, URL: http://s3.amazonaws.com/propublica/assets/natural_gas/range_resources_consent_ass essment090923.pdf PA DEP (2010). Department of Environmental Protection fines Atlas $85000 for Violations at 13 Well sites, January 7, 2010, URL: http://www.portal.state.pa.us/portal/server.pt/community/newsroom/14287?id=2612& typeid=1 Papoulias F. (European Commission, DG Environment) (2006). The new Mining Waste Directive towards more Sustainable Mining. November 2006. URL: http://www.ene.ttu.ee/maeinstituut/taiex/presentations/Mining%20waste%20dir%20%20Tallinn%2030-11-06.pdf [6.6.2011] Patel 2011. French Minister Says “Scientific" Fracking Needs Struict Control, Tara Patel, Boloombnerg News, 1st June 2011, see at http://www.bloomberg.com/news/2011-0601/french-minister-says-scientific-fracking-needs-strict-control.html Penn State, College of Agricultural Science. (2010). Accelerating Activity in the Marcellus Shale: An Update on Wells Drilled and Permitted. May 2010. URL: http://extension.psu.edu/naturalgas/news/2010/05/accelerating-activity Petroleum Technology Alliance Canada (PTAC). (2011). Evolving Water Use Regulations British Columbia Shale Gas. 7th Annual Spring Water Forum May 2011 Pickels, M. (2010). Moon's Atlas Energy Resources fined $85K for environmental violations, January 09, 2010, URL: http://www.pittsburghlive.com/x/dailycourier/s_661458.html#ixzz1Q1X8kCXz PLTA (2010). Marcellus Shale Drillers in Pennsylvania Amass 1614 Violations since 2008, Pennsylvania Land Trust Association (PLTA), September 1, 2010, URL: http://conserveland.org/violationsrpt Quicksilver. (2005). The Barnett Shale: A 25 Year “Overnight" Success. May 2005 Raestadt (2004). Nils Raestadt. Paris Basin – The geological foundation for petroleum, culture and wine, GeoExpoPro June 2004, p. 44-48, URL: http://www.geoexpro.com/sfiles/7/04/6/file/paris_basin01_04.pdf 83 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Resnikoff M. (2019). Memo. June 2010. URL: http://www.garyabraham.com/files/gas_drilling/NEWSNY_in_Chemung/RWMA_6-3010.pdf RRC (2011) Safak S. (2006). Discussion and Evaluation of Mining and Environment Laws of Turkey with regard to EU Legislation. September 2010. URL: http://www.belgeler.com/blg/lgt/discussion-and-evaluation-of-mining-andenvironment-laws-of-turkey-with-regard-to-eu-legislation-turk-maden-ve-cevrekanunlarinin-avrupa-birligi-mevzuatiyla-karsilastirilmasi-ve-degerlendirilmesi [6.6.2011] Schaefer (2010). Keith Schaefer, The Paris Basin Oil Shale Play, Oil and Gas Investments Bulletin, 30th December 2010, see at http://oilandgasinvestments.com/2010/investing/the-paris-basin-oil-shale-play/ Schein G.W., Carr P.D., Canan P.A., Richey R. (2004). Ultra Lightweight Proppants: Their Use and Application in the Barnett Shale: SPE Paper 90838 presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 26-29 September, Houston, Texas. Schuetz M (European Commission: Policy Officer Indigenous Fossil Fuels) (2010). Schiefergas: Game-Changer für den europäischen Gasmarkt? October 2010 SDWA (1974). Safe Drinking Water Act, codified generally at 42 U.S.C. 300f-300j-25, Public Law 93-523, see art. 1421(d). SGEIS (2009) Supplemental Generic Environmental Impact Statement (SGEIS) prepared by the New York State Department of Environmental Conservation (NYSDEC), Division of Mineral Resources on the Oil, Gas and Solution Mining Regulatory Program, Well Permit Issuance for Horizontal Drilling and High-Volume Hydraulic Fracturing to Develop the Marcellus Shale and Other Low-Permeability Gas Reservoirs, Draft September 2009, URL: http://dec.ny.gov/energy/45912.html, and Final Report 2010, URL: http://www.dec.ny.gov/energy/47554.html Stapelberg H. H. (2010). Auf der Suche nach neuem Erdgas in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen. Oktober 2010 Sumi L. (2008). Shale gas: focus on Marcellus shale. Report for the Oil & Gas Accountability Project/ Earthworks. May 2008 Swanson V.E. (1960). Oil yield and uranium content of black shales, USGS Series Numbered No. 356-A, URL: http://pubs.er.usgs.gov/publication/pp356A Sweeney M. B, McClure S., Chandler S., Reber C., Clark P., Ferraro J-A., JimenezJacobs P., Van Cise-Watta D., Rogers C., Bonnet V., Shotts A., Rittle L., Hess S. (2010). Marcellus Shale Natural Gas Extraction Study - Study Guide II - Marcellus Shale Natural Gas: Environmental Impact. January 2010 Talisman (2011). A list of all notices of violations by Talisman received from the PA DEP, are listed at URL: http://www.talismanusa.com/how_we_operate/notices-ofviolation/how-were-doing.html TCEQ (2010). Health Effects Review of Barnett Shale Formation Area Monitoring Projects including Phase I (August 24-28, 2009), Phase II (October 9-16, 2009), and Phase III (November 16-20, 2009): Volatile Organic Compound (VOCs), Reduced Sulfur Compounds (RSC), Oxides of Nitrogen (NOx), and Ifrared(IR) Camera Monitoring, Interoffice Memorandum, Document Number BS0912-FR, Shannon Ethridge, Toxicology Division, Texas Commission on Environmental Quality, January 27, 2010. see Texas Railroad Commission (2011) 84 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ Teßmer D. (2011). Stellungnahme Landtag NRW 15/621 zum Thema: “Unkonventionelle Erdgasvorkommen: Grundwasser schützen – Sorgen der Bürger ernst nehmen – Bergrecht ändern". Report on legal framework concerning exploitation of shale gas. May 2011. Texas Rail Road Commission (RRC). (2011). URL: http://www.rrc.state.tx.us/ Thonhauser (2010): G. Thonhäuser. Presentation at the Global Shale Gas Forum, Berlin, 6-8th September 2010, Cited in “The Drilling Champion of Shale gas", Natural Gas for Europe, URL: http://naturalgasforeurope.com/?p=2342 Thyne G. (2008). Review of Phase II Hydrogeologic Study, Prepared for Garfield County, December 20, 2008, URL: http://cogcc.state.co.us/Library/Presentations/Glenwood_Spgs_HearingJuly_2009/Glen woodMasterPage.html Tiess G. (2011). Legal Basics of Mineral Policy in Europe – an overview of 40 countries. Springer, Wien, New York. Total (2011). The main sources of unconventional gas, internet presentation of Total. URL: http://www.total.com/en/our-energies/natural-gas-/exploration-andproduction/our-skills-and-expertise/unconventional-gas/specific-fields-201900.html [15.06.2011] United States Environmental Protection Agency (EPA), Office of Research and Development. (2011). Draft Plan to Study the Potential Impacts of Hydraulic Fracturing on Drinking Water Resources. February 2011 US EIA, (2011). World Shale Gas Resources: An Initial Assessment of 14 Regions Outside the US, US- Energy Information Administration, April 2011. URL: http://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/?src=email UWS Umweltmanagement GmbH. All relevant legislation on german and european level concerning environmental protection, security at work, emissions, etc. URL: http://www.umwelt-online.de/recht/wasser/ueber_eu.htm [6.6.2011] Waxman H., Markey E., DeGette D. (United States House of Representatives Committee on Energy and Commerce) (2011). Chemicals Used in Hydraulic Fracturing. April 2011. URL: http://democrats.energycommerce.house.gov/sites/default/files/documents/Hydraulic% 20Fracturing%20Report%204.18.11.pdf [6.6.2011] Weber L. (2006). Minerals Policy in Austria in the Framework of EU Legislation. Presentation at TAIEX-Meeting Tallinn 2006. URL: http://www.ene.ttu.ee/maeinstituut/taiex/presentations/Taiex_tallinn_weber.pdf [6.6.2011] WEC (2010). 2010 Survey of Energy Resources, World Energy Council, London, 2010, URL: www.worldenergy.org WEO (2011). World Energy Outlook 2011, special report: Are we entering a golden age of gas?, International Energy Agency, Paris, June 2011, URL: http://www.worldenergyoutlook.org/golden_age_gas.asp Witter R., Stinson K., Sackett H., Putter S. Kinney G. Teitelbaum D., Newman L. (2008). Potential Exposure-Related Human Health Effects of Oil and Gas Development: A White Paper, University of Colorado Denver, Colorado School of Public Health, Denver, Colorado, and Colorado State University, Department of Psychology, Fort Collins, Colorado, September 15, 2008. 85 Osasto A: talous- ja tiedepolitiikka _________________________________________________________________ Wolf (2009). Town of Dish, Texas, Ambient Air Monitoring Analysis, Final Report, prepared by Wolf Eagle Environmental, September 15, 2009, URL: www.wolfeagleenvironmental.com Wood R., Gilbert P., Sharmina M., Anderson K. (2011). Shale gas: a provisional assessment of climate change and environmental impacts. January 2011 Zeeb H., Shannoun F. (2009). WHO handbook on indoor radon: a public health perspective. World Health Organization (WHO) 2009 86 Liuskekaasun ja -öljyn tuotannon vaikutukset ympäristöön ja ihmisten terveyteen _________________________________________________________________________ LIITE: MUUNTOKERTOIMET Taulukko: Yhdysvalloissa käytettävät yksiköt Yksikkö 1 tuuma (in) 1 jalka (ft) 1 jaardi (yd) 1 maili (mi) 1 neliöjalka (sq ft) tai (ft2) 1 eekkeri 1 kuutiojalka (cu ft) tai (ft3) 1 kuutiojaardi (cu yd) tai (yd3) 1 eekkerijalka (acre ft) 1 USA:n gallona (gal) 1 barreli (bbl) 1 busheli (bu) 1 pauna (lb) 1 lyhyt tonni Fahrenheit (F) 1 brittiläinen lämpömääräyksikkö (BTU) tai (Btu) SI-vastine 2,54 cm 0,3048 m 0,9144 m 1,609344 km 0,09290341 m2 4046,873 m2 28,31685 L 0,7645549 m3 1233,482 m3 3,785412 L 158,9873 L 35,23907 L 453,59237 g 907,18474 kg (5/9) * (F – 32)° C 1055,056 J Lähde: http://en.wikipedia.org/wiki/US_units_of_measurement 87
© Copyright 2024