Steenkoolgaswinning ten oosten van de IJssel een inschatting van de gevolgen voor uw woonomgeving
Ko van Huissteden, Juli 2011. Laatste update April 2012.
1
Inhoud 1. Inleiding............................................................................................................................................3 ............................................................................................................................................................. 4 2. Welke gebieden komen in aanmerking voor steenkoolgaswinning?................................................ 5 ............................................................................................................................................................. 5 3. Steenkoolgas: wat is het en hoe kan het gewonnen worden?........................................................... 6 3.1. Wat is steenkoolgas?................................................................................................................. 6 ........................................................................................................................................................ 6 3.2. Winning van steenkoolgas........................................................................................................ 8 ........................................................................................................................................................... 12 4. Uitstoot van broeikasgassen door steenkoolgaswinning................................................................ 13 4.1 Broeikasgasbalans - begrippen................................................................................................ 13 4.2 Broeikasgasbalans van steenkoolgaswinning.......................................................................... 14 ........................................................................................................................................................... 16 5. Gevolgen van de winning voor milieu, natuur en veiligheid.........................................................17 5.1. Milieu-aspecten.......................................................................................................................17 5.2. Gezondheidsrisico's................................................................................................................ 19 5.3. Watergebruik........................................................................................................................... 20 5.4. Veiligheid................................................................................................................................ 20 5.5. Natuur en landschap................................................................................................................22 6. Economie........................................................................................................................................ 22 ........................................................................................................................................................... 25 7. Conclusies.......................................................................................................................................26 Bronnen.............................................................................................................................................. 27 Over de schrijver.................................................................................................................................28
2
1. Inleiding. In 2010 heeft het ministerie van Economische zaken een exploratievergunning verleend aan de Australische onderneming Queensland Gas Company Ltd (QGC) voor onderzoek naar de winbaarheid van steenkoolgas. Het concessiegebied beslaat delen van Gelderland en Overijssel en ligt voornamelijk ten oosten van de IJssel (Figuur 1). De vergunning betreft niet alleen boringen of seismisch onderzoek of exploratie-boringen, maar staat ook het oprichten van proefprojecten voor gaswinning toe. De vergunning geldt voor een aantal jaren, na drie jaar moet QGC beslissen of zij daadwerkelijk exploratieboringen willen verrichten of de vergunning willen laten vervallen ('drill or drop' voorwaarde).
Figuur 1. De concessie van Queensland Gas Co. Ltd. (oranje vlak). Bron: Oil and Gas in The Netherlands, kaart van olie-en gaswinning in Nederland, TNO, juni 2011. De winning van steenkoolgas ('Coal Bed Methane', CBM) is een vorm van onconventionele gaswinning. Steenkoolgas heeft nagenoeg dezelfde samenstelling als het aardgas dat in Groningen wordt gewonnen: voornamelijk methaan (CH 4). Het Groningse aardgas is ook grotendeels uit steenkoollagen op grote diepte afkomstig. Bij conventionele gaswinning, zoals plaatsvindt in Groningen, wordt gas gewonnen uit poreuze gesteenten (meestal zandsteen). Onconventionele gaswinning vindt plaats uit gesteenten die weliswaar veel aardgas bevatten, maar verder weinig poreus of doorlatend zijn voor gas en vloeistoffen. Dit zijn schalies (gevormd uit klei-afzettingen) of steenkool (ontstaan uit veen). Hiervoor is een veel groter aantal winputten nodig dan bij conventionele gaswinning, hetgeen grote gevolgen heeft voor milieu en leefbaarheid van de regio waar dit gas gewonnen wordt. De winning van onconventioneel gas wordt ingegeven door de afname van de Nederlandse conventionele gasbronnen (Herber & De Jager, 2010; Weijermars & Luthi, 2011), en door de groeiende afhankelijkheid van Europa van Russisch gas. Vanwege deze economische en geopolitieke motieven is de druk om deze vorm van gaswinning toe te staan groot. Met name in de 3
VS heeft dit een hoge vlucht genomen. Gezien de grote effecten die de winning van steenkoolgas op de omgeving heeft, zou men verwachten dat de inwoners van de regio van voldoende informatie worden voorzien, en in de gelegenheid worden gesteld om een democratische keuze hierover te maken. Dit is echter niet het geval. Er is nauwelijks publiciteit geweest over het verlenen van de exploratievergunning; alleen een publicatie in de Staatscourant. De vergunning is wel voorgelegd voor advies aan de betrokken provincies. Alleen de Provincie Gelderland heeft hierop actie ondernomen, met een bezwaarprocedure. Wel zijn in diverse krantenartikelen de voordelen van de gaswinning benadrukt, met soms overdreven cijfers over de grootte van de voorraden. Daarbij werd doorgaans voorbij gegaan aan het geringe percentage van dit gas wat technisch gezien ook werkelijk gewonnen kan worden. Bovendien zijn daarbij zelden de economische kosten en milieukosten aan de orde geweest. Mogelijk is hier sprake geweest van een bewust opgezette media-campagne. Verder is er niet of nauwelijks informatie in de media verschenen over hoe de gaswinning in zijn werk gaat, de economische haalbaarheid ervan of de milieu-aspecten. Bewoners van gebieden waarvoor vergunningen worden uitgegeven, worden daarom niet goed ingelicht met informatie uit onafhankelijke bronnen over de gevolgen van mogelijke gaswinning in hun woonomgeving. Dit heeft met name in Brabant al tot grote ongerustheid geleid omtrent exploratieboringen voor de winning van schaliegas. Ervaringen in het buitenland zijn immers helemaal niet gunstig. Met name de met een Emmy Award bekroonde de Amerikaanse documentaire 'Gasland' geeft een indringend beeld. Overheid, olie-en gasindustrie en deels ook wetenschappelijke onderzoeksinstituten kunnen daarbij niet als volledig onafhankelijke bronnen van informatie beschouwd worden. De rijksoverheid en olie-en gasindustrie hebben grote financiële belangen bij gaswinning, en de gaswinning wordt van overheidswege gesteund via investeringen van EBN. Een onderzoeksinstituut als TNO is mede afhankelijk van overheidsgeld en opdrachten uit de olie-en gasindustrie. Daarmee staat weliswaar wetenschappelijke integriteit niet ter discussie, maar bij eventuele toekomstige evaluaties van milieu-, veiligheids- en economische aspecten van de gaswinning is het beter om volledige onafhankelijkheid te waarborgen. Het doel van dit rapport is bij te dragen aan verbetering van de kennis bij een breder publiek omtrent de gevolgen van gaswinning, met name de gevolgen voor de woonomgeving, milieu en natuur, en te helpen kritische vragen hierover te stellen. Voor de schrijver is het ook een middel om verzamelde kennis te ordenen. Dit proces is nog in volle gang. Daarom zal dit rapport regelmatig aangevuld en bijgesteld worden. Het is bedoeld voor een groter lezerspubliek dan aardwetenschappelijke vakspecialisten. Het is ook geen 'peer reviewed' wetenschappelijk artikel. Indien er onjuistheden worden aangetroffen wordt iedereen uitgenodigd mij daarvan op de hoogte te stellen, mits dit onderbouwd kan worden met feitenmateriaal. Inmiddels is ook bekend geworden dat Queensland/British gas zich heeft terug getrokken. Het is niet bekend waarom. Protesten en weerstand tegen gaswinning kan een factor zijn geweest, maar ook onzekerheid over de te winnen hoeveelheid gas..
4
2. Welke gebieden komen in aanmerking voor steenkoolgaswinning? Afzettingen uit de tijd van het Carboon (299-356 miljoen jaar geleden) bevatten de steenkoollagen. De steenkoollagen in het concessiegebied zijn vooral gevormd in de jongere delen van het Carboon-tijdperk, ook wel bekend als Silesien of Westphalien. De locaties waar winning van steenkoolgas verwacht kan worden, worden sterk bepaald door de diepteligging van de top van deze afzettingen. Hoe dieper, hoe duurder de winning, en bovendien is op grotere diepte de steenkool door hoge druk zó compact, dat de doorlatendheid voor gas of vloeistof (permeabiliteit) te gering is. Hamelinck et al. (2002) nemen aan dat winning tot 2000 meter diepte mogelijk is maar vermelden ook dat er maar weinig ervaring is met winning dieper dan 1200 meter. Het gasgehalte van steenkool hangt daarnaast ook af van de temperatuur en de druk. Het maximale gasgehalte bevindt zich rond de 1500 m onder het maaiveld. Voor een economisch succesvolle productie van gas uit steenkoollagen dient een optimum gevonden te worden tussen gasverzadiging en permeabiliteit (IF-Wep/TNO, 2009 en referenties daarin). Waarschijnlijk komen steenkoollagen tot dieptes van 1500 m het eerst in aanmerking voor winning, en zal men later ook winning uit dieper gelegen lagen onderzoeken. In figuur 2 is de ligging van de top van het Carboon weergegeven. Ook zijn daar de grenzen van de gemeenten binnen het concessiegebied van Queensland gemarkeerd, zodat zichtbaar wordt welke gemeenten mogelijk het eerst met gaswinning te maken krijgen. In een brede strook in het noorden van de Graafschap en het zuiden van Twente ligt de top van het Carboon tussen 500 en 1000 meter diepte; dit zal het gebied zijn waar het eerst proefboringen verwacht kunnen worden. Dit gebied beslaat de gemeenten Lochem, Berkelland, Groenlo, Winterswijk, Hof van Twente en Haaksbergen. Daarnaast is er nog een klein gebied in de gemeente Hellendoorn. Het gebied waar de top van het Carboon minder dan 1500 meter diep ligt is echter veel groter en beslaat het grootste deel van de Graafschap en grote delen van Salland en Twente. Op de website www.geologievannederland.nl is het mogelijk om dwarsdoorsneden te maken waarop de top van het Carboon ook op lokaal niveau weergegeven kan worden, de Olie- en Gasportaal website van TNO bevat veel publiek toegankelijke geologische informatie in de vorm van kaarten, seismische profielen en boorgegegevens. Naast de diepteligging, is ook bepalend hoeveel steenkool aanwezig is, en geschiktheid van de steenkoollagen (voldoende dikte, continuïteit). Figuur 3 is een kaart van formaties (gesteentepakketten) aan de top van het Carboon. De formaties van Tubbergen en De Lutte bestaan grotendeels uit zandige rivierafzettingen en bevat relatie weinig steenkool; de formaties van Ruurlo en Maurits zijn afgezet in rivier- en kustmoerassen, en bevatten veel meer steenkool. Uit de Maurits-formatie is vroeger in Limburg steenkool gemijnd (Wong et al., 2007). Voor de Achterhoek wordt aangenomen dat 1.5 - 5% van het Carboon uit steenkool bestaat, met een gemiddelde laagdikte van 1 meter, maximaal 3.5 meter (Muntendam-Bos et al., 2009)
5
3. Steenkoolgas: wat is het en hoe kan het gewonnen worden? 3.1. Wat is steenkoolgas? Met 'steenkoolgas' bedoelen we hier gas, wat gewonnen wordt uit steenkoollagen. De Engelse term is 'coal bed methane' (CBM), ook wel in het Nederlands vertaald als koolbedmethaan. De term steenkoolgas is echter inmiddels ingeburgerd in het spraakgebruik. Er kan echter verwarring optreden met gas dat vroeger werd geproduceerd door verhitting van steenkool afkomstig van steenkoolmijnen. Dit gas stond ook wel bekend als 'stadsgas'. Bij de winning van steenkoolgas wordt echter niet de steenkool zelf opgegraven, maar alleen het aanwezige gas samen met water via boorputten onttrokken. Diepte top Carboon 500-1000 m 1000-1500 m 1500-2000 m Dalfsen
Ommen
Twenterand Tubbergen
Dinkelland
Heerde OlstWijhe
Hellendoorn
Raalte
Wierden
Almelo Losser Oldenzaal
Borne
Epe Rijssen-Holten
Hengelo
Deventer Hof van Twente Enschede Voorst
Apeldoorn
Lochem Haaksbergen Zutphen Brummen
Rozendaal Rheden Arnhem
Berkelland
Concessiegrens Queensland
Bronckhorst Doesburg
Groenlo Winterswijk
Zevenaar Doetinchem
Westervoort Duiven Lingewaard Ubbergen Nijmegen
Montferland
Aalten Oude IJsselstreek
Rijnwaarden Millingen
Figuur 2. Top van het Carboon (afzettingen waarbinnen steenkoollagen voorkomen), de grens van de concessie van Queensland en gemeentegrenzen. Waar het Carboon het dichtst onder het oppervlak voorkomt (lichtblauwe vlakken) kan de meeste belangstelling voor gaswinning verwacht worden. 6
Figuur 3. Formaties aan de top van het Carboon. De Maurits en Ruurlo formaties bevatten de meeste steenkoollagen. De stippen geven boorlocaties aan. Met 'steenkoolgas' bedoelen we hier gas, wat gewonnen wordt uit steenkoollagen. De Engelse term is 'coal bed methane' (CBM), ook wel in het Nederlands vertaald als koolbedmethaan. De term steenkoolgas is echter inmiddels ingeburgerd in het spraakgebruik. Er kan echter verwarring optreden met gas dat vroeger werd geproduceerd door verhitting van steenkool afkomstig van steenkoolmijnen. Dit gas stond ook wel bekend als 'stadsgas'. Bij de winning van steenkoolgas wordt echter niet de steenkool zelf opgegraven, maar alleen het aanwezige gas samen met water via boorputten onttrokken. Winning van steenkoolgas is een vorm van onconventionele gaswinning. Bij conventionele gaswinning, zoals plaatsvindt in Groningen, wordt gas gewonnen uit poreuze gesteenten (meestal zandsteen). Onconventionele gaswinning vindt plaats uit gesteenten die weliswaar veel aardgas bevatten, maar verder weinig poreus of doorlatend zijn voor gas en vloeistoffen. Dit zijn schalies (gevormd uit klei-afzettingen) of steenkool (ontstaan uit veen). We winnen in Nederland al tientallen jaren steenkoolgas op conventionele wijze: het gas uit het gasveld van Slochteren is afkomstig uit dieper gelegen steenkoollagen. Dit gas is omhoog gestegen via bovenliggende poreuze zandsteenlagen en heeft zich verzameld onder afdichtende, slecht doorlatende lagen daarboven. Het poreuze gesteente van het gasreservoir zorgt ervoor dat het gas vrij eenvoudig naar de winputten kan toestromen. Aardgas bestaat voor het grootste gedeelte uit methaan (CH 4). Dit is gedeeltelijk gevormd tijdens het ontstaan van het gesteente als moerasgas: steenkoollagen zijn oorspronkelijk veenlagen geweest, afgezet in uitgebreide veenmoerassen. Voor het grootste deel is het methaan echter ontstaan bij inkoling. Inkoling is het proces waarbij het veen wordt omgezet in vast gesteente. Tijdens dat inkolen vinden, onder invloed van warmte en hoge druk, chemische reacties plaats waarbij methaan wordt gevormd (thermogeen methaan). Steenkool is slecht doorlatend. Kleinere scheuren en breukvlakjes in het gesteente (cleats) kunnen eventueel bijdragen aan transport van gas, maar dat is niet voldoende om het gas snel naar een winput te doen toestromen. Bovendien heeft het niet altijd contact met poreuze zandsteenlagen 7
zoals in Groningen, maar is het vaak ingebed in niet doorlatende schalie-lagen. Daardoor kan het gas niet makkelijk uit de steenkoollagen ontwijken. Er zijn daardoor veel boringen nodig om het te winnen. Ook in de exploratie fase zijn al veel boringen nodig. De steenkoollagen kunnen niet goed onderscheiden worden op seismische profielen, daarom moet er veel geboord worden om hoeveelheid en dikte van de lagen vast te stellen. Het gas is grotendeels aan het oppervlakte van de steenkool geadsorbeerd, daarnaast is er een deel vrij gas aanwezig in poriën en spleten in de kool. Het gasgehalte van de steenkoollagen is sterk afhankelijk van druk en temperatuur. Bij hogere druk (grotere diepte) nemt het gasgehalte toe, tot aan een maximum. Bij hogere temperatuur (grotere diepte) neemt het gasgehalte af. In combinatie zorgt dit voor een maximum gasgehalte op ongeveer 1500 meter diepte (e.g. Hamelinck et al., 2002); figuur 4.
Figuur 4. Relatie tussen methaangehalte van een steenkoollaag en druk en temperatuur. Zowel druk als temperatuur nemen met de diepte toe. Er is een optimum methaan gehalte rond 1500 meter. 3.2. Winning van steenkoolgas. Als men gas direct uit een steenkoollaag wil winnen, moeten maatregelen genomen om het contact tussen winputten en het steenkool, en de doorlatendheid van het gesteente te bevorderen. Het contact, dat de boorput maakt met de steenkoollaag, kan op verschillende manieren verbeterd worden. Hamelinck et al. (2002) noemen 'inseam drilling', waarbij de boor na het bereiken van de steenkoollaag over een afstand van enkele honderden meters horizontaal de steenkoollaag in gaat. Een techniek om de doorlatendheid te vergroten is fracking. Bij 'fracking' (hydraulic fracturing) wordt onder hoge druk water met additieven (chemicaliën, zand) in het boorgat gepompt. Hierdoor ontstaan breuken in het gesteente, en wordt de doorlatendheid voor vloeistof en gas aanzienlijk vergroot. Fracking wordt vooral bij schaliegaswinning toegepast, maar ook bij winning van steenkoolgas (IF-Wep/TNO, 2009). Verontreiniging door fracking-vloeistoffen heeft in de Verenigde Staten veel aandacht getrokken (zie onder). Toepassing van fracking hangt af van de eigenschappen van de steenkoollagen Van Bergen (mondelinge mededeling, 29-09-2011). Steenkool is in vergelijking met schalie beter doorlatend voor stroming van water en gas, door het voorkomen van natuurlijke splijtingsvlakken ('cleats'). Als er fracking wordt toegepast is de benodigde druk op de fracking vloeistof geringer dan bij fracking van schalie. Waarschijnlijk zullen vooral de meer compacte steenkoollagen opengebroken moeten worden; gezien de geologische geschiedenis en de relatief diepe ligging zal dit bij de steenkool in de Oost-IJssel concessie inderdaad het geval zijn (Muntendam-Bos et al., 2009). Winning van steenkoolgas begint met het verlagen van de druk in de steenkoollagen door er water uit te pompen. In eerste instantie is de waterproductie hoog en de gasproductie laag. Naarmate de druk wordt verlaagd, neemt de gasproductie toe. Het gas maakt zich door de drukverlaging los van de steenkool. Deze neemt daarna (meestal een paar jaar) weer geleidelijk af. 8
Wanneer de kosten van de put de opbrengsten overschrijden, zal de winning gestaakt worden (Figuur 5).
Figuur 5. Links: verloop van waterproductie en gasproductie in de tijd bij gewone winning van steekoolgas. Rechts: idem voor een gewone gaswinning. Een aanvullende techniek is onder druk koolzuurgas (CO 2) inspuiten in de steenkoollaag. Het grootste gedeelte van het methaan is namelijk geadsorbeerd aan het steenkooloppervlak. Het koolzuurgas verdringt het methaan en kan daarom de opbrengst aanmerkelijk verhogen (Hamelinck et al., 2002). Dit staat bekend als Enhanced Coal Bed Methane (ECBM). Tegelijkertijd wordt hiermee koolzuurgas in de steenkoollaag opgesloten, en zou daarom bij kunnen dragen aan de vermindering van broeikasgas emissies. Dit wordt onder andere in een brochure van TNO gepropageerd. In dit opzicht verschilt de winning van steenkoolgas ook van die van schaliegas. ECBM is echter niet zonder problemen. Het afvangen van CO 2 bij de bron (industrie) is duur, en het vergt een extra leidingenstelsel voor transport van CO 2. In 2002 en 2009 zijn een studies verschenen naar de economische haalbaarheid van deze vorm van gaswinning (Hamelinck et al., 2002; IF-Wep/TNO, 2009). Deze studies geven informatie over mogelijke winningstechnieken die toegepast kunnen worden. Als voorwaarden voor de winning van gas uit steenkoollagen worden door Hamelinck et al. (2002) genoemd: – de lagen moeten over voldoende afstand continu zijn, dus zonder onderbrekingen aanwezig – de permeabiliteit (doorlatendheid) moet niet te laag zijn – de diepte van de lagen moet niet te groot zijn, zodat de lagen niet te compact zijn – dieptes van 300 tot 1500 meter onder het oppervlak worden geschikt geacht. In het concessiegebied varieert de ligging van de top van het gesteentepakket met steenkoollagen flink, van minder dan 1000 meter tot 2000 meter diepte. Het ligt voor de hand dat gebieden waar het Carboon dichter onder de oppervlakte ligt, het eerst in aanmerking komen (zie boven). In de studie van Hamelinck et al. (2002) worden echter ook lagen tot 2000 meter diepte betrokken. Voor de winning van gas uit steenkoollagen moet een groot aantal putten geboord worden. Voor toepassing van ECBM is daarnaast per 3 a 4 winputten nog een boorput nodig waardoor CO 2 geïnjecteerd wordt. Rond iedere injectieput ligt een aantal productieputten, waarin het gas opgevangen wordt (Figuur 6). Hamelinck et al. (2002) hebben modelexperimenten uitgevoerd waarbij uitgegaan wordt van verschillende dichtheden van een netwerk van productieputten; vierkantennetwerken van 400 x 400 meter tot 1000 x 1000 m. Dergelijke dichtheden zijn ook 9
gangbaar in kolenbekkens in de Verenigde Staten (Black Warrior Basin: 3 per vierkante kilometer). Een hoge dichtheid heeft het voordeel dat het gas sneller en vollediger onttrokken kan worden. Een vierkantennetwerk van 1000 m betekent tenminste 3 putten per vierkante kilometer, inclusief de injectieput. Een netwerk van 400 x 400 meter betekent tenminste 9 productieputten en 4 injectieputten per vierkante kilometer. Maar niet alleen de opbrengsten, ook de kosten worden hoger met een dichter netwerk. Het aantal boorputten zou gereduceerd kunnen worden door vanaf één locatie schuin en horizontaal te boren in verschillende richtingen (Figuur 7). Veelvan deze technieken zijn echter nog experimenteel en navenant duur.
Figuur 6. Verschillene configuraties voor productie- en injectieputten (Hamelinck et al., 2002) In de eerste fase van de gaswinning wordt het gas gewonnen door water met gas uit de steenkoollaag op te pompen en is er nog geen sprake van CO 2 injectie. Het belangrijkste probleem daarbij is dat de kwaliteit van het water uit de steenkoollagen zeer slecht is (zie onder). Injectie van CO2 kan beginnen na 1 tot 16 jaar (Hamelinck et al., 2002). Hiervoor moet voldoende door de industrie (o.a. elektriciteitscentrales) geproduceerd CO 2 naar de injectieputten aangevoerd kunnen worden, waarvoor de aanleg van een leidingensysteem noodzakelijk is. Hierin wordt het CO2 in 'superkritische' toestand (half vloeibaar, half gas) onder hoge druk (>73 atm) getransporteerd. Voorwaarde is ook, dat CO2 in voldoende hoeveelheden en tegen voldoende lage kosten kan ingevangen worden in de industrie; hierover zijn nog veel onzekerheden. Hamelinck et al. (2002) noemen als economisch aantrekkelijke optie ook de mogelijkheid om het gewonnen gas ter plaatse te verwerken tot elektrische stroom of eventueel waterstofgas als energiedrager. Het daarbij ontstane CO 2 zou ter plaatse ook weer geïnjecteerd kunnen worden. Als mogelijkheid noemen de auteurs toepassing van brandstofcellen waarmee met methaan als brandstof stroom zou kunnen worden opgewekt.
Figuur 7. Schuin en horizontaal boren om vanuit één locatie meerdere punten in de steenkoollaag te bereiken. 10
Een tweede studie naar de haalbaarheid van ECBM is uitgevoerd in opdracht van de Provincie Gelderland (IF-Wep/TNO, 2009). Hierbij is uitgegaan van een proeflocatie op landgoed Het Joppe (Marsweg), waar in 1985 een proefboring is gedaan door de NAM (Nederlandse Aardolie Maatschappij). Verder worden in de studie meer maatschappelijke en milieu-aspecten betrokken dan in die van Hamelinck et al. (2002), en is er meer informatie opgenomen over recente ontwikkelingen in boortechnieken. IF-Wep/TNO (2009) bespreken de mogelijkheid van horizontaal boren uitgebreider. Dit verhoogt de gasopbrengst per boorput aanzienlijk, op basis van ervaringen in Canada en modelstudies voor de Nederlandse situatie. Een andere optie is het 'snake well concept' (slangenboring hierna), waarbij men de boorbuis een slingerbeweging laat maken zodat verschillende steenkoollagen met dezelfde boorbuis worden aangesneden (Figuur 7). Per boorlocatie kan men zes slangenboringen zetten, waarbij het bovengrondse ruimtebeslag verminderd wordt. Toch komt dit rapport nog altijd uit op ongeveer drie boorlocaties per km 2. Bovendien zijn de mogelijkheden voor het uitleggen van de boringen beperkt door de aanwezigheid van breukvlakken. Volgens TNO-adviseur Van Bergen (mondelinge mededeling, 29-09-2011) kan echter een aanzienlijk groter gebied bereikt worden met meerdere horizontale boringen, in de orde van 5 km 2 vanuit één boorlocatie. Dit zou het aantal locaties aanzienlijk kunnen beperken. De boringen zijn dan echter ook duurder. Het grote aantal boorlocaties in Amerikaanse kolenbekkens is vooral veroorzaakt door een keuze voor een zo goedkoop mogelijke winning, waarbij alleen rechte boringen gebruikt zijn. De dichtheid van het aantal boorlocaties is daarom uiterst onzeker en hangt waarschijnlijk sterk af van economische afwegingen. In dit geval is er sprake van een 'multi-well pad', waarop meerdere boorgaten naast elkaar worden geplaatst. Het aantal boorputten kan variëren van 3 tot 32, in de praktijk gaat het doorgaans om slechts enkele boringen per pad. De boorlocatie wordt dan echter wel beduidend groter, een typische omvang voor een locatie met 10 boringen is 2.5 hectare. Als er horizontaal 2x zo ver geboord wordt, neemt de dichtheid met het kwadraat af, maar de bouwplaats wordt ook 2x zo groot. In het eenvoudigste geval neemt het ruimtebeslag lineair af met het aantal boorputten. Hoewel het ruimtebeslag door multi-well pads vermindert, blijven andere bezwaren bestaan. De hoeveelheid water die uit de steenkoollagen opgepompt moet worden per boring blijft hetzelfde als bij een single well, evenals de opslagcapaciteit voor verontreinigd water. Het risico van ongelukken tijdens de aanlegfase neemt toe door de grotere drukte op de boorplaats, en ook nadien is de kans groter dat bij een mankement aan een van de putten, er ook problemen ontstaan bij andere putten. Dat komt dan vervolges ook de beheersbaarheid van catastrofes niet ten goede. Na voltooiing van de boorputten worden er gasbehandelingsinstallaties geinstalleerd, om water en vluchtige koolwaterstoffen (gascondensaat) uit het gas te verwijderen. Het condensaat wordt doorgaans opgeslagen in tanks voordat het wordt afgevoerd. Met compressoren wordt het gas op de juiste druk gebracht voor transport in de transportleidingen. De boorlocatie in landgoed Het Joppe wordt gezien als een goede lokatie in geologische zin: het Carboon ligt niet diep, bevat voldoende steenkool en de bovenliggende lagen zijn relatief makkelijk te doorboren door de afwezigheid van steenzout. Boren in steenzout is duurder omdat dit materiaal onder druk snel vervormt. Daarnaast ligt deze locatie relatief dichtbij CO 2 producerende industrie (Eerbeek). IF-Wep/TNO (2009) hebben verschillende varianten voor winning uitgewerkt. Naast gaswinning en verwerking van het gas elders, noemt ook deze studie de mogelijkheid het gas ter plaatse te gebruiken voor elektriciteitsopwekking of fabricage van waterstofgas.
11
Figuur 8. Steenkoolgaswinning gecombineerd met CO2 injectie en ondergrondse opslag afvalwater, naar IF-Wep/TNO, 2009.De steenkoollagen zijn aangeboord met 'snake wells'.
12
4. Uitstoot van broeikasgassen door steenkoolgaswinning. 4.1 Broeikasgasbalans - begrippen. Bij de winning van gas komt methaan vrij door lekkages tijdens boren, productie en transport. Omdat bij de winning van schaliegas en steenkoolgas veel boringen plaatsvinden, en het aantal installaties groot is ten opzichte van de gewonnen hoeveelheid gas, is de verhouding productie/lekkage ook ongunstiger dan bij conventioneel gas (Howarth et al., 2011). ECBM (steenkoolgaswinning met CO2 injectie) wordt gepropageerd als een klimaatvriendelijke manier van fossiele brandstofwinning (o.a. in brochures van TNO; zie TNO magazine, december 2006). Het is de vraag in hoeverre deze claim gerechtvaardigd is. De CO 2 injectie werkt als ondergrondse opslag van het broeikasgas CO 2 dat daardoor niet in de atmosfeer terechtkomt en niet meer kan bijdragen aan de opwarming van het klimaat. Als vuistregel geldt dat er 2 moleculen CO2 nodig zijn om 1 molecuul CH4 vrij te maken in de steenkoollagen (Hamelinck et al., 2002).
Figuur 9. Principe van Enhanced Coal Bed Methane (ECBM) winning van steenkoolgas gecombineerd met CO2 opslag (IFWEp/TNO, 2009) Met subsidies uit het 7e Kaderprogramma van de EU wordt hier veel onderzoek naar gedaan, onder andere in Polen. Het is niet zeker of ECBM technieken met CO 2 injectie ook inderdaad worden toegepast als het tot gaswinning komt in Gelderland en Overijssel. In een antwoord op vragen van de Provincie Gelderland aan de minister van Economische zaken in 2009, wordt gesteld dat CO2 opslag in steenkoollagen (nog) niet aan de orde is, aangezien deze techniek zich nog een in een demonstratiefase bevindt (een demonstratiefase, die inmiddels uit- of afgesteld is vanwege protesten van omwonenden van een proefproject in Barendregt). Vanwege de claim 'klimaatvriendelijk' wil ik hier verder ingaan op de broeikasgasbalans van steenkoolgaswinning. De broeikasgasbalans is het totaal van broeikasemissies en onttrekking van broeikasgassen aan de atmosfeer. Daarbij wordt ook rekening gehouden wordt met het effect wat ieder gas op het klimaat heeft: de mate waarin het broeikaseffect versterkt wordt. Als maat hiervoor wordt de bijdrage aan het broeikaseffect van een emissie-puls van een gas gebruikt, het 'Global 13
Warming Potential' (GWP). Dit wordt uitgedrukt ten opzichte van het effect van het bekendste broeikasgas, CO2. Een GWP van 50 voor gas A betekent bijvoorbeeld, dat de emissie van 1 kg van gas A een 50 x zo sterk opwarmend effect heeft als de emissie van 1 kg CO 2. De GWP's worden berekend op gewichtsbasis, niet op basis van aantal moleculen. Hierbij moet ook rekening gehouden worden met de verblijfstijd van een gas in de atmosfeer; een gas kan door chemische reacties of fysische processen vroeger of later uit de atmosfeer verwijderd worden. CH4 wordt in de atmosfeer afgebroken door oxidatie; CO 2 verdwijnt uit de atmosfeer doordat het door planten in organische stof wordt omgezet (fotosynthese). Methaan is echter ook een sterk broeikasgas, wat veel meer warmtestraling vasthoudt dan CO 2. Bij een GWP wordt ook altijd een tijdsduur aangegeven waarover gerekend wordt, 20 of 100 jaar is gebruikelijk. Hier is gekozen voor gebruik van het GWP over een tijdsperiode van 20 jaar. Dit is ook de tijdschaal voor de winning van het gas, en bovendien vereist reductie van broeikasgas-emissie actie op korte termijn, niet op een tijdschaal van 100 jaar of meer (Howarth et al., 2011). Het GWP van CO2 is per definitie gelijk aan 1. In de berekening van de broeikasgasbalans van steenkoolgaswinning is vooral het GWP van methaan van belang. Schattingen het GWP van methaan zijn omgeven met onzekerheden vanwege chemische interacties in de atmosfeer. In het laatste IPCC rapporten is een schatting gebruikt van 25 (IPCC, 2007) gerekend over 100 jaar. Recent is dit sterk naar boven bijgesteld door rekening te houden met chemische reacties van methaan en aerosolen (zwevende deeltjes in de atmosfeer; Shindell et al., 2007; Tabel 1). Behalve met het GWP, moeten we bij het berekenen van de totale broeikasgasbalans ook rekening houden met verschillende typen emissies. Zo is er directe emissie of opname (de emissie veroorzaakt door de winning van methaan: verbranding van het methaan, en eventuele lekkages, en de ondergrondse opslag van CO2), Daarnaast zijn er indirecte emissies. Boorinstallaties en vrachtverkeer verbranden bijvoorbeeld fossiele brandstoffen en zorgen daarmee voor CO 2 emissie; ook het produceren van boormateriaal en de winning van grondstoffen daarvoor draagt bij aan broeikasgasemissies. Referentie
CH4 GWP 20 jaar
CH4 GWP 100 jaar
Onzekerheid
IPCC, 2007
72
25
±35%
Shindell et al., 2009; Howarth et al., 2011
105
33
±23%
Tabel 1. Global Warming Potential van methaan, een maat voor het effect van methaan-emissies op het klimaat, ten opzichte van een gelijke gewichtshoeveelheid CO2. 4.2 Broeikasgasbalans van steenkoolgaswinning. Hoewel als vuistregel geldt dat bij CO 2 injectie 1 molecuul CH4 vervangen wordt door 2 moleculen CO2, blijkt dit allerminst zeker. Volgens Hamelinck et al. (2002) loopt de ratio CO 2-CH4 nogal uiteen van 1.3-2.7 mol CH4 / mol CO2. Een gemiddelde van 2 is wel aannemelijk. Dit geldt echter alleen voor de periode dat er ook werkelijk CO 2 wordt geinjecteerd. In alle gevallen zal eerst een aantal jaren gas gewonnen worden zonder CO2 injectie volgens Hamelinck et al. (2002); hierbij vindt dus geen enkele compensatie van de emissies plaats. Dit aantal jaren winning zonder CO 2 injectie is per put zeer variabel, daarom is het niet in onderstaande berekening meegenomen. Echter, ook wanneer wel CO2 injectie plaatsvindt is het netto-resultaat nog steeds emissie van broeikasgassen, geen vastlegging. Bij de hier volgende berekening van de broeikasgasbalans (Tabel 2) wordt uitgegaan van winning met CO 2 injectie, en een CO2-CH4 ratio van 2. Hamelinck et al. (2002) gaan ervan uit dat bij gaswinning uit steenkoollagen tot 1500 m diepte in de Achterhoek 17 Megaton (Mton) CO2 geinjecteerd kan worden. In de berekening hieronder wordt uitgegaan van 15 Mton CO2 in 20 jaar. 14
Aangezien de winningsratio bij injectie is gebaseerd op aantallen moleculen en niet op gewicht van de gassen, moeten we bij de schatting van de hoeveelheid methaan die dit oplevert rekening houden met de molecuulgewichten van CO 2 (44) en CH4 (16). De hoeveelheid methaan die dan gewonnen kan worden met CO2 injectie is: gewichtshoeveelheid CO2 * (mol. gewicht CH4 / mol gewicht CO2) / CO2-CH4 ratio = 2.73 Mton CH4. Een belangrijke rol in de broeikasgasbalans van gaswinning is het al dan niet onbedoeld ontsnappen van methaan naar de atmosfeer tijdens de winning en transport ('fugitive emissions'). Omdat methaan een sterk broeikasgas is kan dit een groot effect hebben. Vanwege het grote aantal winningslokaties, is de kans op lekkage bij schalie- en steenkoolgaswinning veel groter dan bij conventionele gaswinning. Iedere klep of afsluiter geeft in principe kans op lekkage; een typische productieput heeft 50-150 aansluitingen van gasleidingen waar lekkage kan optreden. Daarnaast komt er ook gas vrij bij onderhoud, en ter voorkoming van overdruk. Een recent rapport door Howarth et al. (2011) heeft dit gekwantificeerd voor schaliegaswinning: 3.6 tot 7.9 % over de gehele leeftijd van een productieput. Een groot deel van deze emissies vind plaats in de eerste stadia van winning: aanleg van de put en tijdens en kort na fracking. Howarth et al. (2011) concluderen op basis hiervan, dat schaliegaswinning voor meer broeikasgas-emissies zorgt dan gebruik van steenkool. De door Howarth et al genoemde bovengrens van 7.9% lekkage staat echter ter discussie (Cathles et al., 2012). Recente metingen in een olie- en gas bekken in de VS geven echter aan, dat bestaande schattingen zoals die van Howarth et al. (2011) eerder aan de lage dan aan de hoge kant zijn, maar dat de onzekerheid hierin groot is (Pétron et al., in druk). Om een benadering te geven wordt in tabel 2 het resultaat van een rekenvoorbeeld weergegeven. Aangenomen is een verlies van CH 4 naar de atmosfeer aangenomen van 6% over 20 jaar. Dit is inclusief verliezen tijdens distributie naar de eindgebruiker van het gas, en eventuele bewerking van het gas voor levering. Voor berekenen van een GWP over dezelfde periode moet dit vermenigvuldigd worden met 105±23% (Tabel 1). Dit betekent ook dat dit verliespercentage van het gewonnen methaan moet worden afgetrokken. Het gewonnen methaan wordt uiteindelijk verbrand en levert weer CO 2 op; per molecuul methaan een molecuul CO 2. Omdat dit weer op molaire basis is, moet voor conversie naar gewicht weer rekening worden gehouden met de molecuulgewichten, ditmaal een conversiefactor mol gewicht CO2 / mol gewicht CH4). Vervolgens zijn er de indirecte emissies ten gevolge van transport, opbouw en aandrijving van de winningsinstallaties. Ondanks de intensieve industriële activiteit bij de winning, zijn deze relatief klein ten opzichte van de directe emissies door verbranding van het gas. Santoro et al. (2011) berekent de indirecte emissie op 8-11% van de CO 2 emissie door verbranding van het CH4. In Tabel 2 wordt uitgegaan van 9%. Dit is inclusief alle industriële activiteit en de emissie door het omzetten van bos/natuur/landbouwgrond in winninglocaties. Ook de aanleg van CO2 leidingen en CO2 injectie leidt tot indirecte verliezen en emissies door lekkages en onderhoud. Hierover zijn vooralsnog geen gegevens bekend. Voor de directe emissie gaan we uit van soortgelijke bedragen als de emissie voor de gaswinning, dus 9% van de CO2 emissie door verbranding van het gas. Lekkages tijdens transport en verwerking van het CO 2 en zullen ook in de orde van grootte zijn van enkele procenten; een conservatieve schatting is 3% verliezen van het geïnjecteerde gas. Uit Tabel 2 blijkt dat gaswinning van steenkoolgas met CO 2 injectie nog geen 'klimaatneutraal' of 'groen' gas oplevert. Het totaal aan emissies, gerekend in CO 2 equivalenten is bijna 11 Mton over 20 jaar. De belangrijkste bijdrage hieraan is lekkage van methaan. Zelfs met de conservatieve schatting van het GWP van methaan uit het laatste IPCC rapport (getallen tussen haakjes in Tabel 2), levert de winning nog steeds meer broeikasgas op dan er wordt opgeslagen. 15
Slechts wanneer de CH4 emissies uit lekkage teruggedrongen worden tot 2% of minder is er sprake van een kleine netto opname van broeikasgassen, maar alleen over de periode dat er ook daadwerkelijk CO2 wordt geïnjecteerd. Een reductie van de lekkages is technisch gezien wel mogelijk (Cathles et al.,. 2012), maar het ook een kwestie van kosten en bereidheid bij de industrie om hierin te investeren (Howarth et al., 2012) Emissie/opname (Megaton, 20 jaar)
CH4 (Megaton)
Injectie CO2
CO2 equivalent / GWP (Megaton) -15
Productie door injectie
2.73
Emissie CH4 door verliezen 6%, GWP CH4 105 (72)
0.16
17.18±3.95 (11.78)
Verbranding CH4 door verbruik
2.57
7.05
Indirecte emissie gasproductie 9% van directe emissie
0.63
Indirecte emissie CO2 injectie 9% van directe emissie
0.63
lekkage verliezen CO2
0.45
Totaal 10.95±3.95 (5.55) Tabel 2. Broeikasgasbalans van steenkoolgaswinning. In de rechterkolom betekent een negatief getal: broeikasgasemissie die wordt voorkomen door afvangen van het gas; positieve getallen geven broeikasgas emissies in CO2 equivalenten of Global Warming Potential (GWP) cf. Shindell et al., 2009. Tussen haakjes in de rechterkolom: schatting op basis van het lagere GWP van methaan uit IPCC (2007). In werkelijkheid is de situatie nog ongunstiger. Voorafgaand aan de ECBM winning met injectie van CO2 vindt er gedurende een aantal jaren winning plaats zonder CO 2 injectie. Bovendien is dit de periode waarin een winput het meeste gas oplevert. In die periode wordt de CO 2 emissie uit fossiele brandstof dus niet gecompenseerd door CO 2 opslag, en is de emissie van broeikasgassen even hoog als bij schaliegas. Het is ook maar zeer de vraag of CO 2 injectie ingezet kan worden. Hamelinck et al. (2002) concluderen dat ECBM alleen haalbaar is met een flink hogere gasprijs of een forse subsidie op CO2-opslag. De minister van Economische Zaken heeft in haar brief van december 2009 aan de Provincie Gelderland al aangegeven dat ECBM voorlopig niet aan de orde is. Als ECBM niet wordt toegepast, kan de boodschap dat steenkoolgaswinning een klimaatvriendelijk vorm van energiewinning is naar het rijk der fabelen worden verwezen, en is het resultaat vergelijkbaar met dat van schaliegas. Als ECBM wel wordt toegepast, is het effect op de totale broeikasgasbalans duidelijk gunstiger dan die van schaliegas, maar is nog zeker geen sprake van 'klimaatneutraal' gas, zoals wel wordt geclaimd. Hierbij zou ook ingezet moeten worden op reductie van lekkages van methaan. Overigens is het duidelijk dat goede metingen van de methaanemissie van gaswinning nagenoeg ontbreken, en zeker waar het gaat om steenkoolgas of schaliegas.
16
5. Gevolgen van de winning voor milieu, natuur en veiligheid. De exacte schade aan milieu en natuur is moeilijk in te schatten, laat staan economisch te waarderen. Heel veel schade aan milieu en natuur, die wel reëel is, wordt niet standaard in economische evaluaties meegenomen. Vast staat echter wel dat door het grote aantal winputten de kans op schade veel groter is dan bij conventionele gaswinning. Er is nauwelijks literatuur over te verwachten milieugevolgen; alleen IF-Wep/TNO (2009) doet een evaluatie van de te verwachten problemen. 5.1. Milieu-aspecten. De overlast tijdens proefboringen en het aanleggen van de winningslokaties is groot. Het boren van één put kan tot acht maanden duren (IF-Wep/TNO, 2009); verwacht wordt dat er op dezelfde locatie meerdere putten geboord zullen worden, met nog veel langduriger overlast tot gevolg. Er wordt 24 uur per dag gewerkt. Dat betekent voortdurend lawaai van dieselmotoren en 's nachts felle verlichting. De geluidsbelasting kan bij sommige activiteiten circa 90 tot 100 dB(A) bedragen. Dit is een gigantische aantasting van door velen zeer gewaarde rust en stilte, en tevens een zware belasting voor de gezondheid voor wie in de directe nabijheid van een boorinstallatie woont. Bij boren nabij bebouwing moeten beschermingsmaatregelen getroffen worden. Gedacht kan worden aan het gebruik van geïsoleerde aggregaten en geluidsschermen (6 tot 10 meter hoog) Daarnaast gaan de boringen gepaard met een grote hoeveelheid vrachtverkeer: aan- en afvoer met vracht-/tankwagens van boorpijpen, casings (boorbuizen), brandstof, boorvloeistof en cement tijdens het boren. Op een normale boordag is dat ca. 3 vrachtwagens per dag, voor intensieve boordagen tot 4 vrachtwagens per uur (ca 6 x gedurende de boorwerkzaamheden). Veel lokale wegen zijn niet berekend op dit zware vrachtverkeer, en zullen daarom verbreed of versterkt moeten worden. De voorbeeldlocatie van IF-Wep/TNO (2009) illustreert dit goed; de locatie ligt aan zandwegen in een natuurgebied, die geen zwaar vrachtverkeer kunnen verdragen. Lekkages van gassen, vluchtige koolwaterstoffen, waaronder het kankerverwekkende benzeen, zijn in de VS vaak door omwonenden van onconventionele gaswinningsinstallaties genoemd en hebben tot gezondheidsschade geleid (Bamberger en Oswald, 2012). Ook Pétron et al. (2012) noemen emissies van benzeen en andere vluchtige koolwaterstoffen. Een zeer groot probleem is de verwerking van het water dat bij de winning en eventuele fracking vrij komt. De eerste winning van het gas bestaat uit het oppompen van formatiewater uit de steenkoollagen, in het begin van de winning 1.5–15 m 3/dag. Hamelinck et al. (2002) benadrukken dat dit water dusdanig verontreinigd is dat het niet direct op het oppervlaktewater geloosd kan worden. Zij noemen vooral het zoutgehalte en opgeloste en vaste stof uit de steenkool als probleem. Mijnwater kan echter ook sterk verzurend werken door de aanwezigheid van pyriet (FeS 2) wat door oxidatie in zwavelzuur wordt omgezet (Sams III en Beer, 2000). Andere elementen die in steenkool voorkomen en gezondheidsproblemen veroorzaken in gebieden waar steenkool wordt gewonnen zijn arseen, fluor, selenium en kwik (Finkelman et al., 2002). Ook radioactieve elementen kunnen zich tijdens de afzettingen in steenkool ophopen: uranium en thorium. In geofysische metingen in boringen worden steenkoollagen vaak geïdentificeerd aan de hand van radioactiviteit. In steenkool in Aziatische kolenbekkens varieert het gemiddelde uranium gehalte van 0.6 tot 32 ppm, het thorium gehalte 0.8-9.2 ppm (Arbuzov et al., 2002). Daarnaast komen ook verschillende andere radioactieve isotopen voor, zoals 40K (kalium-40), 210Pb (lood-210), and 226Ra (radium-226). Dit betekent, dat opgepompt water ook radioactief verontreinigd kan zijn. Hamelinck et al. (2002) noemen verschillende opties voor verwerking van het water, gebaseerd op ervaringen in de VS: her-injectie in uitgeputte gasvelden en lozing na (gedeeltelijke) verwijdering van verontreiniging. In beide gevallen zullen opslagbassins of -tanks nodig zijn. Wat betreft lozing na verwijdering van de verontreiniging merken de auteurs op dat dit sterk samenhangt 17
met de ter plaatse geldende milieuregels. Dit suggereert dat men de wettelijke grenzen zal proberen op te zoeken. Lekkages kunnen dan leiden tot verontreiniging van bodem en grondwater. IF-Wep/TNO (2009) suggereren herinjectie in de diepere ondergrond, in de zanden van Brussel op een diepte van ca 550 meter. Boven deze afzettingen ligt een kleilaag (Rupel-klei), die het geinjecteerde water scheidt van het ondiepe grondwater waaruit drinkwater wordt gewonnen. De laag waarin geïnjecteerd wordt ligt weliswaar onder het niveau van grondwaterwinning, maar het betekent wel dat verontreinigd water op een veel geringere diepte terechtkomt dan waar het eerst zat. Bovendien betreft het grote hoeveelheden verontreinigd water, onder hoge druk. Daarbij moet ook rekening gehouden worden met ander gebruik van de ondergrond: warmte-opslag en aardwarmte. Dit zou kunnen betekenen dat duurzame vormen van energiewinning in gevaar komen. Risico's voor drinkwater zijn niet uit te sluiten. Ook bij her-injectie bestaat het gevaar het het water onder druk uit de casing (wand van de boorpijp) kan lekken naar het ondiepe grondwater indien er defecten in de casing zijn. Als fracking wordt toegepast komt daar een tweede probleem met verontreinigd water bij. De samenstelling van de fracking-vloeistof is voor veel bedrijven een bedrijfsgeheim en moeilijk te achterhalen. In de VS zijn, na juridische procedures en veel speurwerk in vergunningen en opschriften van vrachtwagens componenten van de fracking vloeistoffen achterhaald. Er is een lijst van 750 additieven die gebruikt worden. Naast onschuldige toevoegingen als zand, blijken ook minder onschuldige additieven voor te komen zoals tolueen en xyleen, en verschillende andere toxische of carcinogene stoffen; zie (http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_additives_for_hydraulic_fracturing). Overigens heeft Quadrilla voor schaliegasboringen in Brabant openheid van zaken gegeven hierover. Geheimhouding hiervan zou in Nederland beslist niet toegestaan moeten worden. Door de hoge druk die bij het fracking worden toegepast, kunnen deze vloeistoffen eveneens naar het ondiepere grondwater lekken, bijvoorbeeld uit een defecte casing (wand van een boorput). Ook vanuit de lagen zelf is doorlekken naar het ondiepere grondwater nooit helemaal uit te sluiten, door het optreden van breuken en de geologie van het bovenliggende pakket. Daarnaast kunnen aan het oppervlak lekkages ontstaan uit drukleidingen, vrachtwagens en opslagbassins. Vanuit de industrie wordt beweerd dat 'fracking' al tientallen jaren wordt toegepast in Nederland, onder andere om dichtslibben van olie- en gasbronnen te voorkomen (o.a. in een artikel in De Volkskrant van 10 september 2011). De fracking technieken die bij winning van onconventioneel gas worden toegepast verschillen echter met deze onderhoudswerken aan gewone winputten. De gebruikte druk is veel hoger, en daarme ook riskanter. Dit geldt vooral voor schaliegas. In dit compacte gesteente moet een flinke druk opgebouwd worden om scheuren te laten ontstaan. Voor steenkoolgas is die druk waarschijnlijk geringer omdat steenkool wat makkelijker te breken is (Drenth, pers. meded.). Daarentegen liggen de steenkoollagen op veel geringere diepte dan de schalies waaruit men gas wil winnen. De kans op verontreiniging van hoger gelegen pakketten wordt daarmee groter. De winningsactiviteiten voor steenkoolgas vormen daarmee een bedreiging voor het diepere en ondiepe grondwater (inclusief drinkwaterwinningen) en het oppervlaktewater. In de verleende concessie ten oosten van de IJssel liggen verschillende grondwaterbeschermingsgebieden. Er zal voorafgaand aan gaswinning gedegen onderzoek gedaan moeten worden naar de mogelijke schade aan grondwater, drinkwaterwinningen en oppervlaktewater. De ervaringen in de VS zijn echter niet hoopgevend. In de VS is op veel winningslokaties ernstige verontreiniging van het grondwater geconstateerd (Osborn et al., 2011), inclusief methaan in drinkwater. Naast de verontreiniging met formatiewater uit de steenkool en fracking vloeistoffen moet ook rekening worden gehouden met de 'gewone' industriële bodemverontreiniging: lekkages van diesel, schoonmaakmiddelen etc.
18
5.2. Gezondheidsrisico's. Gezien de sterke uitbreiding van schaliegas en steenkoolgas in de Verenigde Staten en Australië en de plannen in Europa, is het verassend hoe weinig onderzoek is gedaan naar de gevolgen voor de gezondheid van mens en dier in de omgeving. Bij de hierboven genoemde milieuproblemen zijn er verschillende die rechtstreeks gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken, zoals blootstelling aan lawaai en blootstelling aan giftige en kankerverwekkende stoffen. Op internet rapporteren bewoners van schaliegasgebieden soms ernstige gezondheidsklachten. In de Verenigde staten heeft vooral blootstelling van mens en dier aan toxische en kankerverwekkende stoffen via drinkwater de aandacht getrokken. Via al dan niet opzettelijke lozing van fracking vloeistoffen en return flow water, en mogelijk ondergrondergrondse migratie zijn drinkwaterbronnen voor mens en dier vervuild geraakt. Dit is niet zondermeer naar een Nederlandse situatie te vertalen. In schalie- en steenkolgas gebieden in de Verenigde Staten gaat het vaak om landelijke gebieden, waar veel boerenbedrijven en bewoners eigen drinkwaterputten hebben, waarvan de kwaliteit niet gemonitord wordt. Bij de centrale drinkwaterwinningen in Nederland is meer toezicht op de waterkwalitieit. Dat neemt niet weg dat sluiting van een drinkwaterwinning wegens waterverontreiniging economisch rampzalig is. Verder wordt in Nederland veel ondiep drinkwater gewonnen voor beregening van gewassen en drinkwater voor vee. In Nederland zal het grootste blootstellingsrisico via de lucht verlopen. Behalve gas, kunnen gaswinningsinstallaties ook andere vluchtige organisch koolwaterstoffen (VOC's) lekken (Petron et al., 2012). Een Amerikaanse studie (Zielinska et al., 2011) noemt de volgende stoffen: acetyleen, etheen, ethaan, propeen, propaan, butadine, buteen, isobutyleen, butaan, pentaan, penteen, methylbuteen, isopreen, cyclopenteen en -pentaan, dimethylbuteen, methylpentaan en -penteen, hexaan, hexeen, methylcyclopentaan, dimetheylpentaan, benzeen en cycloxaan. Een tweede studie (Mckenzie et al., 2012) noemt daarnaast xyleen, propylbenzeen, styreen, tolueen en een reeks aliphatische en aromatische koolwaterstoffen. Een groot aantal van deze stoffen hebben een bekende giftige of kankerverwekkende werking. Benzeen, ethylbenzeen, tolueen en xyleen (BTEX) zijn bekende toxische stoffen. Benzeen is kankerverwekkend en wordt geassocieerd met leukemie. Veel andere van deze stoffen veroorzaken neurologische effecten en aandoeningen van de luchtwegen. Van een aantal VOC's zijn toxiciteit niet goed bekend. VOC's kunnen echter leiden tot vorming van ozon (een bekende component van fotochemische smog) en kunnen op deze manier gezondheidsschade veroorzaken. Aan de hand van de meetgegevens van de concentratie van stoffen in de lucht, en risicomodellen hebben McKenzie et al. (2012) geanalyseerd welk extra gezondheidsrisico mensen lopen als ze dichtbij (< 800 m) of verder weg van een gasbehandelingsinstallatie of boorlokatie wonen. Het risico op kanker (vooral leukemie en maligne lymfomen) zou met 6 per miljoen binnen de 800 meter zone, en 10 per miljoen erbuiten toenemen. Met name voor neurologische effecten, aandoeningen van de luchtwegen, bloedafwijkingen, en aangeboren afwijkingen bleek subchronische blootstelling aan de gemeten koolwaterstoffen een sterk verhoogd risico te geven (met Hazard Indices van respectievelijk 4, 2, 3 en 1, en een Total Hazard Index van 5) voor omwonenden binnen een straal van 800 meter rond schaliegasputten. Hieraan droegen vooral trimethylbenzeenm xyleen en aliphatische koolwaterstoffen bij. De studie van McKenzie et al. (2012) onderschat mogelijk de risico's, omdat een aantal bij de productie gebruikte stoffen (zoals formaldehyde) niet is gemeten. Bovendien wordt iedere stof afzonderlijk geanalyseerd, er wordt geen rekening gehouden met piek-emissies, vorming van ozon, en er wordt geen rekening gehouden met combinatie-risico's. Vertaling naar de Nederlandse situatie leidt vermoedelijk tot een nog hoger risico. De schalie-en steenkoolgas gebieden in Nederland zijn veel dichter bevolkt dan het gebied in de studie van McKenzie et al. (2012). Daarnaast is de achtergrondconcentratie van verontreinigende stoffen al veel hoger, vanwege het dichte netwerk aan 19
snelwegen, en de emissies uit sterk verstedelijkte gebieden als Randstand en Ruhrgebied in de nabije omgeving. Schalie- en steenkoolgaswinning komt dus bovenop een al bestaande hoge achtergrondconcentratie en zal ook de kans op fotochemische smog verhogen. 5.3. Watergebruik. Het waterverbruik bij toepassing van fracking kan zeer hoog zijn. Wood et al. (2011) spreken over 9000 – 29000 m3 maar ook getallen tot 35 000 m3 worden wel genoemd. De hoeveelheid zal sterk afhangen van de geologische situatie rond de boring, diepte en type gesteente. Dit water moet van hoge kwaliteit zijn, drinkwaterkwaliteit, om bacteriële omzettingen te onderdrukken. Als het inderdaad om een deer dicht netwerk van boringen gaat kan het verbruik hoog oplopen. Een rekenvoorbeeld: stel dat er sprake is van 4 boringen per km 2, die gedurende hun levensduur van 10 jaar twee keer gefrackt worden, waarbij per keer 20 000 m 3 water gebruikt wordt. Het verbruik is dan 4 boringen x 2 fracks x 20 000 m3 / 10 jaar = 16 000 m3 water per km2 per jaar. Ter vergelijking: gemiddeld over Nederland verbruikt de landbouw 1132 m 3 grondwater per km2 per jaar, landbouw en industrie en drinkwaterwinning tezamen 23213 m 3 grondwater per km2 per jaar (http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/). Het verbruik door fracking is daarmee ± 14 maal de hoeveelheid grondwater die de landbouw gebruikt, en 70% van het totale grondwaterverbruik per oppervlakte eenheid. Het resultaat kan niet anders zijn dan een grote concurrentie om schoon grondwater in grote delen van Nederland. Daarnaast wordt er bij steenkoolgaswinning een grote hoeveelheid water uit de steenkool gepomt. Ook dit water komt ergens vandaan, de inzijgingsgebieden kunnen op grotere afstand liggen, o.a. In Duitsland (Hamelinck et al., 2002). Dat betekent dat door de winning van steenkoolgas ook op grote afstand van de winningslokaties verlagingen van de grondwaterstand en watertekorten kunnen ontstaan. Gezien de effecten of de grondwatervoorraden, zou eerst grondwaterhydrologisch onderzoek moeten worden uitgevoerd voordat er van gaswinning sprake kan zijn. 5.4. Veiligheid. Ook de veiligheid komt in het gedrang. Gaswinning brengt explosiegevaar met zich mee. Daarnaast kunnen de hoge drukken die bij fracking en CO 2 injectie gebruikt worden voor explosies zorgen. Weliswaar is de kans op ongelukken bij een individuele boring vrij gering, maar bij het grote aantal boringen dat nodig is voor onconventioneel gas wordt de kans op een ongeluk al snel groot. Gezien het intense bodemgebruik (drinkwaterwinning, warmteopslag) en de hoge bevolkingsdichtheid in Nederland is dit onaanvaardbaar. Daarnaast is fracking voor schalie- en steenkoolgas in Nederland een experimentele techniek. Een studie naar de veiligheid van dit type gaswinning in een dichtbevolkt gebied als Nederland is dringend noodzakelijk. Een spectaculair verschijnsel wat veel aandacht heeft getrokken zijn video's van brandend kraanwater in de VS. Na fracking en het opstarten van de gaswinning blijkt op veel plaatsen methaan in soms grote hoeveelheden in het kraanwater en drinkwaterputten aangetroffen. In PRcampagnes vanuit de industrie is dat afgedaan als moerasgas (o.a. door communicatiebureau Van Luyken, in artikel 'Brabant Gasland', Down to Earth 3, juni 2011). Moerasgas-methaan en thermogeen methaan uit diepere gesteenten zijn echter goed van elkaar te onderscheiden op grond van de stabiele isotopen van de C- en H -atomen in het methaan. Osborn et al. (2011) hebben aangetoond dat het hier inderdaad gaat om methaan van grotere diepte. Gasconcentraties tot 64 milligram CH4 per liter werden aangetroffen in waterwinputten op korte afstand van 20
gaswinningsputten. Bij deze concentraties bestaat explosiegevaar. Het schaliepakket waaruit ter plaatse gas wordt gewonnen ligt op een diepte van meer dan 1500 m, wat vergelijkbaar is met de diepte waarop in de Achterhoek steenkool wordt aangetroffen. Waarschijnlijk gaat het niet om rechtstreekse lekkages van het schaliepakket maar om lekkages ontstaan door ondeugdelijke boorpraktijken. Over het algemeen wordt dit vanuit de olie-industrie afgedaan met de opmerking dat de milieuwetten in Nederland streng genoeg zijn om dit soort Amerikaanse toestanden te voorkomen. In de VS was deze wetgeving echter ook streng genoeg, maar er zijn uitzonderingen gemaakt op de Clean Water Act en de Clean Air Act ten behoeve van de gaswinning door de regering-Bush. Dit is in Nederland misschien ook niet uit te sluiten. In Nederland is Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) verantwoordelijk voor het toezicht. Deze dienst is onderdeel van het Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. Aangezien de regering direct belanghebbende is vanwege de gasinkomsten, is deze dienst dus geen onafhankelijke toezichthouder. In een strategienota van de dienst uit 2006 staat het letterlijk zo: '.....verzelfstandiging is ook onwenselijk in verband met het hele grote financiële belang dat de Staat heeft bij winning'. Weliswaar wordt veiligheid en milieu ook als een economische waarde gezien en is het onderdeel van de inspectietaak van SodM, maar de mate waarin financiële en veiligheids- of milieubelangen tegen elkaar afgewogen is onderhevig aan de politieke waan van de dag. Verder bestond de dienst in 2006 uit slechts 50 formatieplaatsen, die alle booractiviteiten op de Noordzee en het vasteland moeten controleren. De controle wordt uitgevoerd door enkele specialisten, afkomstig uit de olie-industrie zelf. Tijdens een hoorzitting in de Tweede Kamer op 14-09-2011 bleek bovendien dat er een aantal vacatures zijn bij de dienst (op dit moment zijn er slechts drie inspecteurs actief) en dat er op de dienst bezuinigd wordt. Bij een flinke uitbreiding van de booractiviteiten door de winning van onconventioneel gas, zal er dus ook flink geïnvesteerd moeten worden in SodM. Het toezicht is dus lang niet zo goed en onafhankelijk als beweerd wordt. Daarnaast heeft de overheid ook geen beste staat van dienst meer op het gebied van toezicht op een groot aantal terreinen, denk aan de Q-koorts affaire en ICT-veiligheidskwesties. Aangezien de opbrengsten van onconventionele gaswinning toch al marginaal zijn (die hoofdstuk 6), is de kans groot dat om op korte termijn kosten te besparen de industrie zal trachten zich aan milieu-en veiligheidsregels te onttrekken. In de VS heeft de winning van onconventioneel gas pas een grote vlucht genomen, nadat de milieuwetgeving voor de gasindustrie versoepeld is door de regering-Bush. Door betere boorpraktijken kan de kans op problemen kleiner worden, maar dat kost ook meer. Bij de boringen van Quadrilla in Brabant naar schaliegas, zal op aandringen van Brabant Water de eerste 600 meter geboord worden met een viervoudige manteling van het boorgat; in de VS is soms een enkelvoudige manteling gebruikt (directie Quadrilla, hoorzitting 2e Kamer 14-092011). Dit betreft echter een demonstratieproject. Gezien de hogere kosten van de boringen is het de vraag of men dergelijke maatregelen blijft toepassen wanneer het met tientallen of honderden boringen tot daadwerkelijke productie komt. Vertegenwoordigers van de industrie hebben in verschillende krantenartikelen beweerd dat fracking al 30 jaar wordt toegepast, om dichtslibben van putten tegen te gaan. Dit is slechts ten dele waar. Bij de fracking technieken voor onconventioneel gas worden veel hogere drukken toegepast, in boringen die over grotere afstanden horizontaal geboord zijn. Daarnaast worden er meer chemicaliën toegepast. Fracking voor onconventioneel gas is bovendien nieuw in Nederland. Tenslotte bestaat nog de mogelijkheid van aardbevingen en bodemverzakkingen. Na toepassing van fracking bij een winput in Groot Brittannië hebben zich aardbevingen voorgedaan, die naar nu blijkt toegeschreven worden aan het fracking proces. Injectie van grote hoeveelheden water, zoals bij fracking gebeurt, kan bestaande breuken activeren, doordat de breukvlakken als het ware 'gesmeerd' worden door het water. Daarnaast bevat de fracking vloeistof vaak ook echte smeermiddelen. Ook in de VS (Dallas) heeft zich dat voorgedaan (Frohlich et al., 2011). In het 21
concessiegebied komen op verschillende plaatsen breuken voor. Ook de conventionele gaswinning geeft aanleiding tot lichte aardbevingen. Hoewel de aardbevingen licht zijn, is volgens een rapport van TNO en KNMI lichte tot matige schade aan gebouwen zeker niet uitgesloten en ook aangetoond (Kanten-Roos et al., 2011). Behalve de toepassing van fracking, kan ook de gaswinning zelf problemen veroorzaken. Bij steenkoolgaswinning wordt niet alleen gas, maar ook water aan de steenkoollagen onttrokken. Hierdoor neemt de druk in de poriën van het gesteente waarschijnlijk sterker af dan bij conventionele gaswinning, en kan er mogelijk in sterkere mate bodembeweging optreden. Aan de andere kant kan CO2 opslag het omgekeerde effect teweeg brengen, namelijk herstel van de druk en zelfs enige uitzetting van het gesteente (IF-Wep/TNO, 2009). Het mogelijke optreden van bodembewegingen dient, voordat er van winning sprake is, terdege onderzocht te worden. De nazorg van boorputten aan het eind van hun productieve leven is ook een punt wat aandacht verdient. In de Verenigde Staten treden in de schaliegasgebieden problemen op met oude boringen, waarvan de locatie niet precies bekend is (Mooney, 2011). Deze kunnen mede de oorzaak zijn van lekkages van methaan naar het ondiepere grodwater. Verzekeringsmaatschappijen rapporteren blowouts of gasexplosies ontstaan door dergelijke oudere, afgesloten putten. In dergelijke oude putten kan zich gas verzamelen, waardoor ze generaties lang een risico blijven vormen voor de omgeving, zeker wanneer de locaties niet goed bekend meer zijn. Bij het zeer grote aantal boringen wat voor schalie- en steenkoolgas nodig zijn, zadelen we dus de generaties na ons op met een niet te veronachtzamen nazorgplicht. 5.5. Natuur en landschap. Het allereerste probleem is het waterverbruik. Zoals hierboven aangegeven kan het waterverbruik door toepassing van fracking hoog zijn, zo'n 20 000 m 3 per boring, wat bij een dicht netwerk van boringen van meerdere boringen per vierkante kilometer tot een waterbruik kan leiden dat vele malen hoger is dan dat van de landbouw en tientallen procenten van het totale waterverbruik voor drinkwater, landbouw en industrie samen. Dit is water van drinkwaterkwaliteit, wat aan grondwater of oppervlaktewater onttrokken moet worden. Dit waterverbruik zal over grote gebieden tot verdroging leiden, vooral in droge perioden. Verder worden grote hoeveelheden water aan het steenkoolpakket onttrokken. Dit kan tot op zeer grote afstand gevolgen hebben in de gebieden waar dit grondwater in het steenkoolpakket inzijgt, met name in Duitsland. Vervolgens het ruimtebeslag. Er moeten meerdere putten per vierkante kilometer geboord worden, zeker wanneer voor goedkope winning wordt gekozen waarbij over relatief korte afstanden horizontaal geboord wordt. Bij deze putten moeten bassins of opslagtanks komen voor vervuild water komen. Daarnaast moeten aanvoerwegen aangelegd worden voor zwaar vrachtverkeer. Het ruimtebeslag per locatie is naar schatting een terrein ter grootte van een voetbalveld, of groter, al naar gelang de verdere infrastructuur (opwekking van elektriciteit of fabricage van waterstofgas, gasleiding voor afvoer van methaan en aanvoer van CO 2 zoals gesuggereerd door Hamelinck et al., 2002). Bij toepassing van CO2 injectie zal er tevens een uitgebreid netwerk van CO 2 leidingen aangelegd worden, naast afvoerleidingen van het gewonnen gas. Dit zal bij de te verwachten tientallen winningslocaties aanzienlijke hoeveelheden landbouwgrond of natuur kosten. Gezien het grote aantal winningslocaties is het onmogelijk om natuurgebieden geheel te ontzien. Maar ook als winningslocaties op landbouwgrond gevestigd worden zorgt dat voor schade aan de natuur. Zoogdieren als dassen en reeën, die zich immers niet alleen in erkende natuurgebieden ophouden, en veel weidevogels, zijn zeer gevoelig voor verstoring. Het zal waarschijnlijk het einde van de dassenpopulatie betekenen. 6. Economie
22
Economische argumenten spelen de hoofdrol bij voorstanders van de gaswinning. Binnen enkele jaren zal de productie van het gigantische Slochteren veld gaan dalen, en verwacht wordt dat Nederland vanaf 2022 niet meer in de eigen behoefte aan gas kan voorzien (Weijermars en Luthi, 2011). Dit betekent voor de Nederlandse staat een grote inkomstenderving, en toename van de import van gas indien niet tijdig geinvesteerd wordt in alternatieve energiebronnen. Helaas loopt Nederland sterk achter bij de rest van Europa waar het investeringen in wind- en zonne-energie en andere vormen van duurzame energie of energiebesparing betreft. Wat betreft de hoeveelheid gas verschillen de schattingen sterk, en is er sprake geweest van een ware mediahype. Nog niet zo lang geleden verschenen er juichende berichten in de pers, dat Nederland een voorraad aan onconventioneel gas van '200 maal Slochteren' zou hebben. De herkomst van deze berichten in een optimistisch rapport over onconventionele gasvoorraden, afkomstig van TNO en EBN (Muntendam-Bos et al., 2009). In een later verschenen artikel in het gezaghebbende peer-reviewed tijdschrift Netherlands Journal of Geosciences / Geologie en Mijnbouw wordt dit rapport bekritiseerd (Herber en De Jager, 2010). Deze auteurs stellen het als volgt in hun artikel: 'Nevertheless, it is the opinion of the authors that the reported in-place volumes are unrealistically high and, for several reasons, these numbers cannot be taken as an indication of volumes that may be recoverable in the future.' Herber en De Jager (2010) baseren hun schattingen op een geologische evaluatie van de onconventionele gasvoorkomens in Nederland, terwijl Muntendam-Bos et al., 2009 hun schattingen vooral op modelsimulaties en vergelijkingen met de VS baseren, vooral voor steenkoolgas. Voor steenkoolgas in Nederland wijzen Herber en De Jager (2010) er bijvoorbeeld op dat er in Nederland onvoldoende gegevens zijn over het gasgehalte van steenkoollagen, terwijl proefboringen in aangrenzende gebieden in Duitsland en België onvoldoende gas produceerden. Daarnaast worden olie- en gasreserves niet alleen bepaald door de geologie, maar ook door de technische en economische mogelijkheden om het boven de grond te krijgen. In bovengenoemde persberichten werd dit onderscheid niet gemaakt. Dit wijst op tendentieuze berichtgeving of onzorgvuldige journalistiek. Herber en De Jager (2010) en Weijermars en Luthi (2011) maken dit onderscheid wel. De hoeveelheid onconventioneel gas die aanwezig is in de ondergrond, wordt door hen inderdaad groter geacht dan de hoeveelheid die in Slochteren aanwezig was voor de productie van dit veld begon (10000 bcm tegenover 2875 bcm in 'Slochteren'; 1 bcm = 10 9 m3 = 1 miljard kubieke meter). De hoeveelheid die technisch winbaar is (dus met de huidige stand van de techniek) is echter ongeveer100 bcm, of 3,4% van 'Slochteren' (Herber & De Jager, 2010). Daarnaast wijzen Herber en De Jager (2010) erop, dat Muntendam-Bos et al. (2009) de voorraden steenkoolgas flink overschatten. Dit op grond van boringen in Westfalen en België (Peer) die niet productief waren. Er zijn verder geen Nederlandse gegevens over het gasgehalte bekend; bij de oudere exploratie-boringen in de tachtiger jaren in de Achterhoek zijn de steenkoollagen niet op gasgehalte onderzocht. Ook rekenen Muntendam-Bos et al. (2009) lagen tot een diepte van 2000 mee in hun schatting, terwijl steenkoollagen dieper dan 1200 - 1500 ongeschikt worden geacht door andere auteurs (Hamelinck et al., 2002) daarnaast rekenen ze offshore reserves mee van onconventioneel gas, waarvoor de winning praktisch niet mogelijk is (Herber en de Jager, 2010). Bovenop de technische restricties komen echter nog economische grenzen (gasprijzen, productie- en distributiekosten, investeringsbereidheid) en restricties op het gebied van milieu en ruimtelijke ordening. Economische en overige restricties zijn door Weijermars en Luthi (2011) niet in beschouwing genomen; de hoeveelheid winbaar onconventioneel gas zal daarom nog een orde van grootte kleiner kunnen zijn dan het getal van 100 bcm. Volgens IF-Wep/TNO (2009) is met 50 % waarschijnlijkheid 73,66 bcm aan produceerbaar gas aanwezig in steenkoollagen in Overijssel en de Achterhoek. De totale hoeveelheid steenkoolgas in Gelderland en zuidelijk Overijssel is dus circa 2,6 % van de oorspronkelijke grootte van het aardgasveld bij Slochteren. Statistisch gezien, is '50% waarschijnlijkheid' echter een zeer ongebruikelijke maat. Als we uitgaan van de met 90% zekerheid bewezen reserves wordt de 23
hoeveelheid aanzienlijk minder: 10,62 miljard m 3 of 0.4% van 'Slochteren'. Hierbij is eveneens geen rekening gehouden met ruimtelijke beperkingen van de gaswinning. In de VS is inmiddels wantrouwen gerezen ten aanzien van de opbrengsten van een aantal bedrijven die actief zijn in de winning van onconventioneel gas. Volgens beursanalisten worden de winsten van deze bedrijven overdreven, en uit berichten naar aanleiding van uitgelekte e-mails in de New York Times blijkt dat in verschillende gevallen grote twijfels zijn over winstcijfers. Vooral voor de winning van kleinere en moeilijkere gasvelden is het niet vanzelfsprekend dat de industrie grote bedragen steekt in exploratie en ontwikkeling. Daarom heeft de overheid een participatie-maatschappij opgericht (EBN), die geld (grotendeels) uit de markt haalt om bij te dragen in de investeringen van olie-en gaswinners in exploratie en winning. Net als investeringen in duurzame energiebronnen, kunnen de investeringen in fossiele brandstof dus niet zonder overheidsbemoeienis plaatsvinden. In een rapport van de EU (Lechtenböhmer et al., 2011) wordt geconcludeerd, dat de voorraden onconventioneel gas te klein zijn om Europa te redden van toekomstige energietekorten of afhankelijkheid van Russisch gas. Tevens wordt geconstateerd, dat onconventioneel gas het Europese publiek een vals gevoel van veiligheid geeft, omdat dit het idee geeft dat noodzakelijke investeringen in duurzame energie en energiebesparing niet nodig zijn. Tenslotte blijkt ook dat bij de winning van steenkoolgas de kosten niet gedekt worden door de opbrengsten. Hamelinck et al. (2002) constateren al dat bij gaswinning gecombineerd met CO 2 opslag, er subsidie bij moet. In een rapport opgesteld in opdracht van de Provincie Gelderland (IFWep/TNO, 2009) blijkt dat bij twee verschillende winningsopties (zonder en met CO 2 opslag) de winning niet kostendekkend is, zelfs niet voor een geologisch relatief gunstige situatie. Naarmate men bij de winning meer rekening wil houden met natuur, landschap en milieurisico's zullen de kosten van de gaswinning hoger worden. Het aantal boorlocaties kan gereduceerd worden tot één locatie voor meerdere vierkante kilometers, wanneer meer boringen per locatie gebundeld worden en er over grotere afstanden horizontaal geboord wordt. Dit is echter duurder. Naast politieke druk, zal daarom de gasprijs sterk bepalend zijn voor de mate waarin met natuur en milieu rekening wordt het gehouden. Bij deze berekeningen is nog geen rekening gehouden met de kosten van milieu- en veiligheidsrisico's, schade aan natuur, daling van de kosten van onroerend goed, en schade aan andere bedrijfstakken zoals de recreatie. De kosten van bijvoorbeeld het verloren gaan van een waterwinningsgebied zullen zeer hoog oplopen in het geval van calamiteiten met opgepompt formatiewater of fracking vloeistoffen. De kosten van calamiteiten door gaslekken kunnen eveneens hoog oplopen. De schade aan wegen door het vele vrachtverkeer, de noodzaak om veel wegen te versterken of te verbreden worden ook niet meegerekend. Schade aan aan natuur en landschap is lastiger te kwantificeren. Maar voor velen is wonen in de Achterhoek en Salland een bewuste keuze, vanwege het groen, het aantrekkelijke landschap en de natuur. Men heeft vaak veel geinvesteerd in een woning in een groene omgeving. De nabijheid van gaswinningsinstallaties zal voor velen betekenen dat deze investering teniet wordt gedaan, en niet alleen immateriële schade aan de woonomgeving en woongenot wordt geleden, maar ook aanzienlijke financiële schade door waardedaling van onroerend goed. Daarnaast is recreatieve waarde van het landschap een groot goed. De door IF-Wep/TNO (2009) voorgestelde proeflocatie ligt in een natuurgebied, wat nu veel recreanten aantrekt. Booractiviteiten op deze locatie zullen daaraan een definitief einde maken, waardoor voor een zeer groot aantal inwoners van de stedendriehoek Deventer-Zutphen-Apeldoorn een aantrekkelijk recreatiegebied verdwenen is; er zijn tenminste twee nabijgelegen horeca-ondernemingen die het grootste deel van hun omzet zullen verliezen. Niet alleen voor recreatie-ondernemers is dit rampzalig. Recreatie in de natuur laat zich ook vertalen in gezondheid en productiviteit. Dit geldt niet alleen voor recreanten in de nabijgelegen stedelijke gebieden maar ook voor velen vanuit de Randstad. Wanneer deze aspecten afdoende 24
worden meegewogen, is het zeer onwaarschijnlijk dat er een economische basis is voor de gaswinning, zeker niet voor de Staat der Nederlanden.
Tabel 3: Kosten en baten analyse ECBM project, lokatie Joppe (IF-Wep/TNO, 2009).Ook zonder CO2 injectie worden de kosten niet gedekt door de opbrengsten.
25
7. Conclusies. Winning van steenkoolgas is economisch alleen rendabel bij aanzienlijk hogere gasprijzen dan de huidige. Wanneer ook alle milieu-aspecten, verlies van natuur- en landschap, economische bijeffecten zoals nadelen voor omwonenden en andere bedrijfstakken afdoende worden meegewogen is het de vraag of dit ooit nog economisch verantwoordt wordt: 1. Winning van steenkoolgas zal slechts een geringe bijdrage kunnen bieden aan onze toekomstige energievoorziening. 2. De kosten van de winning worden vooralsnog niet gedekt door de opbrengsten, ook niet als alleen een economische afweging zonder milieu-aspecten wordt gemaakt. Pas bij een veel hogere gasprijs dan de huidige zou eventueel economische winning in zicht komen. 3. Alleen al door het ruimtebeslag van tientallen, mogelijk honderden winputten met bijbehorende gasleidingen betekent winning van steenkoolgas niets anders dan grootschalige industrialisatie van het nu nog ecologisch waardevolle en recreatief aantrekkelijke landschap van Salland, Twente en De Graafschap. Deze schade is onomkeerbaar, en zal voor de bewoners van het gebied ook tot ernstige financiële schade leiden. 4. Het weglekken van vluchtige organische koolwaterstoffen en andere giftige of kankerverwekkende stoffen bij het boren, fracken, en bij gasbehandelingsinstallaties kan leiden tot gezondheidsschade bij omwonenden. 5. Het verbruik van water van deze vorm van gaswinning is dusdanig hoog, dat sterke concurrentie ontstaat met andere vormen van watergebruik. Het waterverbruik kan oplopen tot ruim meer dan de helft van het totale grondwaterverbruik en is vele malen hoger dan dat van de landbouw. Dit zal leiden tot concurrentie om water van goede kwaliteit en tot ernstige verdrogingsschade an de natuur. 6. Er is sprake van bedreiging van de kwaliteit van grondwater en oppervlaktewater. Water, tijdens de gaswinning opgepompt uit steenkoollagen kan een hele reeks aan verontreinigingen bevatten, zoals organische koolwaterstoffen, toxische verbindingen inclusief arseen en kwik, en ook radioactieve stoffen zijn mogelijk. Milieuwetgeving is geen garantie daartegen. Onder invloed van de olie-en gaslobby in de Verenigde Staten zijn uitzonderingen gemaakt op cruciale milieuwetten ten behoeve van de winning van schalieen steenkoolgas. Ook in Nederland is het toezicht op de sector zwak en onvoldoende bemensd. 7. Er bestaan aanzienlijke veiligheidsrisico's: explosiegevaar door gaslekkage en industriële activiteiten en kans op aardbevingen. 8. Steenkoolgaswinning gecombineerd met CO 2 injectie (Enhanced Coal Bed Methane, ECBM) leidt niet tot gaswinning zonder broeikasgasemissies; lekkages van methaan bij de gaswinning versterken het broeikaseffect. 9. Wetgeving en toezicht in Nederland en Europa is niet toegesneden op grootschalige toepassing van de winning van onconventioneel gas. 10. Investeringen in de winning van onconventioneel gas kunnen beter omgezet worden in investeringen in duurzame energie. 11. De industrie heeft de neiging de voordelen van gaswinning sterk te overdrijven, en de nadelen ten onrechte gebagatelliseerd. De zorgen van bewoners van de regio's waar men onconventioneel gas wil winnen spelen kennelijk geen rol, en worden vaak afgedaan als emotionele argumenten. 12. In het algemeen is het merkwaardig, hoe weinig onderzoek er is gedaan naar milieu-effecten van de winning van onconventioneel gas. Het onderzoek wat er is, wordt doorgaans in 'grijze' literatuur gepubliceerd, en niet in internationaal toegankeleijke, peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften.
26
Het is mogelijk verbeteringen met betrekking tot schade aan milieu, natuur en landschap aan te brengen in de winning, ten opzichte van de praktijk in de Verenigde Staten en elders. Daarbij kan gedacht worden aan meerdere boringen per locatie (multi-well pads), horizontaal boren over grotere afstanden, betere casing en een reeks van veiligheidsmaatregelen. Dat sluit echter milieu- en veiligheids-risico's nog niet uit, en komt slechts tegemoet aan een deel van de bezwaren. Bijvoorbeeld de productie van grote hoeveelheden verontreinigd water, en het risico van aardbevingen en bodemverzakking zijn onvermijdelijk. Bovendien zullen verbeteringen leiden tot een aanzienlijke verhoging van de productiekosten. De kans is dan ook groot dat men voor de goedkoopste opties kiest als er daadwerkelijk gas gewonnen gaat worden. Dat kan alleen met grote maatschappelijke en politieke druk worden voorkomen. De bewoners van de regio zullen er vooral de nadelen van ondervinden. Wanneer er schade optreedt, ligt de bewijslast doorgaans bij de benadeelde, die aanzienlijke kosten zal moeten halen om zijn recht te halen. Gezien de belangrijke milieu- en economische gevolgen verdient het aanbeveling om vooralsnog niet tot proefboringen of het starten van proefwinningen over te gaan, maar eerst de gevolgen voor milieu, landschap, natuur en woonomgeving terdege te onderzoeken. Bronnen. Arbuzov, S.I., Volostnov, A.V., Rikhvanov, L.P., Mezhibor, A.M., Ilenok, S.S. 2011: Geochemistry of radioactive elements (U, Th) in coal and peat of northern Asia (Siberia, Russian Far East, Kazakhstan, and Mongolia). International Journal of Coal Geology 86: 318–328. Bamberger, M., Oswald, E. 2012: Impacts of gas drilling on human and animal health. New Solutions 22, 51-77. Cathless, L.M., Brown, L., Taam, M., Hunter, A. 2012: A commentary on “The greenhouse-gas footprint of natural gas in shale formations” by R.W. Howarth, R. Santoro, and Anthony Ingraffea. Climatic Change, DOI 10.1007/s10584-011-0333-0. Finkelman, R.B., Orem, W., Castranova, V., Tatu, C.A., Belkin, H.E., Zheng, B., Lerch, H.E. Maharaj, S.V., Bates, A.L. 2002: Health impacts of coal and coal use: possible solutions. International Journal of Coal Geology 50: 425– 443 Frohlich, C., Hayward, C, Stump, B., Potter, E. 2011: The Dallas–Fort Worth Earthquake Sequence: October 2008 through May 2009. Bulletin of the Seismological Society of America; February 2011; v. 101; no. 1; p. 327-340; DOI: 10.1785/0120100131 Hamelinck, C.N., Faaij, A.P.C., Turkenburg, W.C., Van Bergen, F., Pagnier, H.J.M., Barzandji, O.H.M., Wolf, K.-H.A.A., Ruijg, G.J. 2002: CO2 enhanced coalbed methane production in the Netherlands. Energy 27:647–674. Herber, R., De Jager, J. 2010: Oil and Gas in the Netherlands – Is there a future? Netherlands Journal of Geosciences / Geologie en Mijnbouw 89:91-107. Howarth, R.W., Santoro, R.L., Ingraffea, A.R. 2011: Methane and the greenhouse-gas footprint of natural gas from shale formations. Climatic Change, DOI 10.1007/s10584-011-0061-5. Howarth, R.W., Santoro, R., Ingraffea, A. 2012: Venting and leaking of methane from shale gas development: response to Cathles et al., Climatic Change, DOI 10.1007/s10584-012-0401-0. IF-Wep,/TNO 2009. Enhanced Coalbed Methane (ECBM) Haalbaarheidsstudie ECBM in Gelderland.65 pp, 6 bijlagen. Lechtentenböhmer, S., Altmann, M., Capito, S., Matra, Z.,. Weindrorf, W., Zittel, W. 2011. Impacts of shale gas and shale oil extraction on the environment and on human health. Directorate General For Internal Policies Policy Department A: Economic And Scientific Policy. , 88 p. McKenzie, L.M., Witter, R.Z., Newman, L.S., Adgate, J.L. 2012. Human health risk assessment of air emissions from development of unconventional natural gas resources. Science of the Total Environment, in press. Mooney, C. 2011. The truth about fracking. Scientific American, November 2011, 80-85. 27
Muntendam-Bos, A.G., Wassing, B.B.T., Ter Heege, J.H., Van Bergen, F., Schavemaker, Y.A. Van Gessel, S.F., De Jong, M.L., Nelskamp, S., Van Thienen-Visser, K., Guasti, E., Van den Belt, F.J.G., Marges, V.C. 2009. Inventory non-conventional gas. TNO Report, TNO-034-UT2009-00774/B, 188 p. Van Kanten-Roos, W., Dost, B., Vrouwenvelder, A.C.W.M., van Eck, T. 2011. Maximale schade door geïnduceerde aardbevingen: inventarisatie van studies met toepassingen op Bergermeer. TNO-KNMI rapport, 7 p. Osborn, S.G., Vengosh, A., Warner, N.R., Jackson, R.B. 2011: Methane contamination of drinking water accompanying gas-well drilling and hydraulic fracturing. Proceedings National Academy of Sciences PNAS, early edition, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1100682108 Pétron, G., Frost, G., Miller, B.R., Hirsch, A., Montzka, S.A., Karion, A., Trainer, M., Sweeney, C., Andrews, A.E., Miller, L., Kofler, J., Bar-Ilan, A., Dlugokencky, E.J., Patrick, L., Moore Jr., C.T., Ryerson, T.B., Siso, C., Kolodzey, W., Lang, P.M., Conway, T., Novelli, P., Masarie, K., Hall, B., Guenther, D., Kitzis, D., Miller, J., Welsh, D., Wolfe, D., Neff, W., Tans, P. in druk: Hydrocarbon Emissions Characterization in the Colorado Front Range – A Pilot Study. Jornal of Geophysical Research Atmospheres. Sams III, J.I., Beer, K.M. 2000: Effects of Coal-Mine Drainage on Stream Water Quality in the Allegheny and Monongahela River Basins— Sulfate Transport and Trends. U.S. Geological Survey, Water-Resources Investigations Report 99-4208, 17 p. Santoro, R.L., Howarth, R.W., Ingraffea, A.R. 2011: Indirect Emissions of Carbon Dioxide from Marcellus Shale Gas Development. A Technical Report from the Agriculture, Energy, & Environment Program at Cornell University, 18 p. Shindell, D.T., Faluvegi, G., Koch, D.M., Schmidt, G.A., Unger, N., Bauer, S.E., 2009. Improved attribution of climate forcing to emissions. Science 326:716-718. Weijermars, R., Luthi, S.M., 2011. Geo-perspective | Dutch national gas strategy: historic perspective and challenges ahead. Netherlands Journal of Geosciences - Geologie en Mijnbouw 89:3-14 Wood, R., Gilbert, P., Sharmina, M., Anderson, K., Footitt, A., Glynn, S., Nicholls, F. 2011. Shale gas: a provisional assessment of climate change and environmental impacts. A report commissioned by the Cooperative and undertaken by researchers at the Tyndall Centre, University of Manchester. Wong, T. E., D. A. J. Batjes, et al. 2007. Geology of the Netherlands. Amsterdam, Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. Zielinska B, Fujita E, Campbell D. Monitoring of Emissions from Barnett Shale Natural Gas Production Facilities for Population Exposure Assessment. Houston TX: De- sert Research Institute; 2011. Available: http://www.sph.uth.tmc.edu/mleland/ attachments/Barnett %20Shale%20Study%20Final%20Report.pdf. Over de schrijver. Ko van Huissteden inwoner van de Achterhoek en als zodanig sinds de zomer van 2011 betrokken geraakt bij de problematiek van steenkoolgas en schaliegas. Als bezorgde burger ben ik vervolgens naar meer informatie gaan zoeken over de verschillende aspecten van de gaswinning, en naar energie-alternatieven. Deze informatie is vaak moeilijk verkrijgbaar, tegenstrijdig en vaak afkomstig van voorstanders van gaswinning zoals de gasindustrie zelf. Sinds kort ben ik ook betrokken bij het landelijk overleg van bewonersgroepen die zich geconfronteerd zien met de winning van onconventioneel gas (Schaliegasvrij Nederland in oprichting). Ik ben geen tegenstander van gaswinning op zich, wel ben ik tegenstander van recente vormen van 28
winning van fossiele brandstoffen waaraan grote nadelen kleven voor milieu en klimaat, zoals onconventioneel gas en teerzanden. Ten aanzien van gaswinning stel ik mij op als bezorgde bewoner, en als activist voor duurzame omgang met de Aarde en natuurlijke hulpbronnen. Naast mijn inzet als milieu-activist ben ik werkzaam als universitair hoofddocent werkzaam bij het cluster Earth and Climate, Faculteit Aard-en Levenswetenschappen van de Vrije Universiteit te Amsterdam. Hoofdtaak in het onderzoek is onderzoek naar broeikasemissies uit permafrost gebieden in Siberië en natuur- en landbouwgebieden in Nederland. Er is een mogelijk conflict tussen activiteiten als milieu-activist en als docent/onderzoeker op milieugebied. Daarom probeer ik beide zo goed mogelijk te scheiden. In bovenstaand rapport spreekt niet de wetenschapper, maar de activist. Dat neemt niet weg dat ik ook hier probeer om voors en tegens zo goed mogelijk af te wegen, en zoveel mogelijk uit te gaan van wetenschappelijke literatuur. Aan de andere kant heeft ook een wetenschapper als burger het democratisch recht om privé bezorgdheid te uiten en te protesteren tegen ontwikkelingen die milieu en woonomgeving bedreigen, en daarbij alle kennis en vaardigheden in te zetten die men tot zijn beschikking heeft.
29
