Соларната енергия, ветровата енергия, умните електрически мрежи, и съхранението на енергия често определят сегашния дискурс на енергийни иновации.
Нито една от тези технологии не е преобразила енергийния пейзаж на САЩ така, както го прави хидравличното разбиване в големи мащаби, известно още като "фракинг".
Фракингът разкрива достъп до недостъпен преди това суров петрол и природен газ от подземни хранилища. Благодарение на него, 40-годишният спад във вътрешното производство на петрол в Америка беше спрян и дори има ръст, а САЩ наскоро за първи път станаха нетен износител на природен газ.
За мнозинa обаче тези рекордни темпове на добив на петрол и газ далеч не са повод за празнуване, тъй като те отразяват продължаващото разчитане на изкопаеми горива. Да не говорим, че самата шизтова технология натоварва природата по тежък начин.
Въпреки това фракингът успя да направи петрола и газа изобилни и евтини, което съответно направи тези енергийни източници неустоими. Независимо дали ни допада или не, може да се наложи да зависим от петрол и газ - и технологиите, които ги произвеждат - в обозримото бъдеще.
Фракингът започва, след като се извърши сондиране на газово или петролно находище, и включва инжектиране на комбинация от вода, пясък и химически добавки в скалите. Високото налягане причинява разбиване на скалите, като осигурява път, по който петролът и газът да преминат в съседен сондажен кладенец.
Масовите възприятия за фракинга са оформени от скандали между бранш, който омаловажава рисковете от фракинга, и твърдения от гражданите, че той замърсява въздуха и питейната вода, и уврежда природния пейзаж.
Затова и мнозина от живеещите в близост до места, където се извършва фракинг, са сериозно изплашени и очакват от експертите да намерят смислено решение на този проблем.
Експертите се намират лесно, но категоричните отговори не са особено много. Прилагането на фракинга доста изпреварва научните изследвания в областта, особено тези, които разкриват потенциалните му последици. С развитието на тази технология остава известна несигурност.
Трябва да прилагаме научно базиран подход към управлението на фракинговите дейности - такъв, който ангажира бранша на изкопаеми горива, като се опира и на изследванията на независими учени.
Компанията за природен газ Range Resources положи началото на треската за шистов газ в Пенсилвания през 2004 г., като се насочи към шистовата формация "Марселъс", простираща се от Западна Вирджиния до южните зони на щата Ню Йорк.
Бумът на шистовия газ вдъхна нов живот на много от малките градчета в Пенсилвания. И все пак много от жителите на района остават недоволни от това, като водещите причини за недоверието към фракинга са засиленият трафик, шумът, ярките светлини и огромните количества прах.
Това довежда до сериозно нарастване на напрежението между жителите на тези градчета, които държат правата върху доходни находища на природен газ, и хората, принудени да търпят неудобства, без да извличат ползи от финансовите печалби. И това създава сериозни притеснения у мнозина.
Един от основните проблеми е водата, използвана за нуждите на фракинга. Макар извличането й от реки и потоци край градовете да не натоварва водните нужди на съответните населени места, проблем съществува и той е съврзан с това къде отиват отпадните води.
Отпадните води от фракинга са изключително солени и може да съдържат проявяващи се по естествен път радиоактивни вещества, от рода на радий, както и различни въглеводороди. Проблемът става по-сериозен, когато се разбира, че много от тези води се изливат в потоци и реки.
Съоръженията за пречистване поне в Пенсилвания не са достатъчно добре конфигурирани, така че да се справят със солените отпадни води. За съществуването на този проблем се разбира през 2008 г., когато излиза мониторинг за състоянието на река Мононгахела в югозападна Пенсилвания - източник на питейна вода за 1 млн. души.
От него става ясно, че в реката има повишени нива на бромид, една от основните съставки от образуването на канцерогенни дезинфекционни бромови странични продукти.
Две години по-късно ВиК властите на Питсбърг констатират нарастване на тези странични продукти в питейната вода, свързани с изхвърлянето на отпадните води от "Марселъс" в река Алегени и нейните притоци.
Опасенията от замърсяване, причинено от целенасочено изхвърляне на отпадни води, се задълбочават заради неконтролирано изхвърляне на фракинг течности, сондажни течности и отпадни води от утечки от фракинг зоните, катастрофи с товарни превози, и незаконно изхвърляне на отпадъци.
Утечките и осоляването на потоците не са единствените проблеми обаче. В малкото градче Димок са открити особено високи нива на метан в кладенците на повече от дузина семейства. Собствениците на домовете обвиняват за това съседните кладенци за газ, където сондажът и фракингът се извършваха от Cabot Oil and Gas.
Макар и да не е токсичен, метанът е лесно възпраменим, и отделянето му в затвореното въздушно пространство на кладенеца може да доведе до експлозия. Cabot Oil and Gas в крайна сметка стигнат до споразумение със засегнатите семейства, но сред условията в договора фигурира точката да не се изисква от компанията да признае вината си за замърсяването.
Първото научно изследване, публикувано след инцидента в Димок, стана обект на сериозен обществен интерес. Чрез употреба на техники за химически отпечатък, учените определят източника на метана в около 60 образци от кладенчова вода на индустриална дейност.
Въпреки че метанът присъства по естествен път в питейните водоносни хоризонти в Пенсилвания, скорошен анализ на екологични архиви разкрива, че 39 сондажни кладенци, пробити в шистовата формация "Марселъс" между 2004 г. и 2015 г., са позволили изместване на метана, засегнало 108 източници на питейна вода.
Проблемите в началото на бума на шистовия газ, не са възникнали заради липса на регулации. Пенсилвания има регулаторна рамка, изградена около повече от век опит с традиционно извличане на петрол и газ. Въпреки че е имало и недобросъвестни компании, повечето участници в бизнеса с добив на природен газ не са действали с пренебрежение към околната среда, и са прилагали практики за предпазване на повърхностните и подпочвените води. Но нито властите, нито браншът са били напълно подготвени за новите предизвикателства, породени от бързото разпространение на фракинга.
С нарастването на информираността за последиците от фракинга, регулаторните органи въведоха по-строги политики, целящи да предпазят водите и здравето на хората. За да се справи с нарастващата соленост на водите, щатът забрани пренасяне на отпадни води от "Марселъс" до общински пречиствателни станции, освен ако отпадните води са предварително пречистени до по-строги стандарти.
Регулациите за съхранение и задържане на отпадни води, сондажни течности и разтвори за фракинг са обновени, за да се намали вероятността за неконтролируеми утечки от сондажните зони. Властите също така въведоха нови правила за изграждане на кладенци, целящи да намалят инцидентите на изтичане на метан.
Подобрената регулаторна рамка обаче не решава сама по себе си проблема за Пенсилвания. В шестте години след въвеждането на по-строгите регулации, службата за закрила на околната среда в щата е документирала повече от 100 нови случая на замърсяване на водите, причинено от дейности по извличане на петрол и газ.
Тези данни може да подценяват реалните мащаби на проблема, защото постиганите споразумения между бранша и собствениците на имоти не е задължително да бъдат публично разкривани.
Задълбочавайки тези настоящи опасности, може да възникнат и нови заплахи за качеството на питейната вода с остаряването на инфраструктурата и еволюцията на браншовите практики с цел намаляване на разходите и максимално извличане на изкопаеми горива.
Опитът на Пенсилвания показва, че предизвикателството на предпазването на водните ресурси от фракинг ще остава налице, докато изкопаеми горива продължават да се извличат от земята. Справянето с това предизвикателство по устойчив начин изисква управленски и политически подход, който по-добре да използва данните и резултатите от научни изследвания при вземането на решения.
Въпреки че повечето от рисковете за сладководните ресурси от свързани с фракинга дейности са идентифицирани, те не се поддават на количествено изразяване. Ефикасността на политиките, предотвратяващи замърсяването, не е изчерпателно проверена на практика. Управлението в условия на подобна несигурност трябва да бъде адаптивно - учене чрез научни средства по време на практически действия.
Адаптивното управление започва с идентифицирането на действия или интервенции, които биха могли да решат зададен проблем, последвани от следене на резултата от тези интервенции и последващи корекции, които да се справят с неадекватността и недостатъчността им. За да може да работи адаптивното управление, браншът трябва да се ангажира с мениджърите и учените от екологичната общност. Дотук историята на такъв тип сътрудничество не е особено богата или резултатна, но има насърчителни признаци и причини да бъдем оптимисти.
Естеството на взаимодействието между бранша на изкопаеми горива и еколозите обикновено варира от пренебрежение до открита враждебност. Еколозите се фокусират върху ефектите от нетрадиционните разработки на находища на петрол и газ върху качеството на водата и въздуха, с изследвания, които демонстрират негативни ефекти, получаващи масово внимание и заклеймяване на бранша.
Браншът се опитва да дискредитира тези изследвания, с което става обект на критики, че се фокусира повече върху прикриването на проблемите, отколкото върху решаването им.
Тези враждебни отношения вредят на бранша и на учените от екологичните среди.
Еколозите са изключени от достъп до местата за мониторинг, оперативна информация и други браншови данни, които биха подпомогнали изследванията им. Браншът също пропуска възможности да си партнира с еколози по решаването на проблеми, и като се отказва от шанса за конструктивен диалог.
Тенденцията всяка група да се окопава на своите позиции поражда недоверие, водещо до разногласия и парализирао напредъка към по-добро управление на околната среда.
И все пак са създадени и редки договорености на сътрудничество с бранша, позволяващи научна оценка на ефекта от фракинга. Например консорциум от компании работи с университети под общата координация на Environmental Defense Fund, за да оцени емисиите на метан в атмосферата от дейности по добив на петрол и газ. Екип от учени в Йейлския университет разчита на сътрудничество с бранша, за да изучи потенциалния ефект върху подпочвените води от разработките на находища на шистов газ в Пенсилвания.
Официално споразумение със Southwestern Energy предостави на учените от Йейл графика и локацията на проектите на газови сондажи за разработваните от компанията територии в "Марселъс".
С тази информация екипът извърши сондажи за мониторинг на подпочвените води непосредствено до газовите сондажи и отчете промените в качеството на водите в рамките на две години, докато се извършваха сондажи на няколко газови находища, последвани от фракинг и стартиране на добиви.
Изследването на Йейл и Southwestern Energy е доказателство за реализуемост на концепция, демонстриращо, че научният съвместен анализ на ефекта върху водите от свързаните с фракинга дейности е постижим. То служи като рамка, която трябва да бъде възпроизведена с добивни компании, действащи в различни региони, използващи разнообразни практики и методологии.
Координацията на тези научни дейности е от критично значение, така че да могат да бъдат сравнявани резултатите от различни изследвания, да се пристъпи към адаптивно управление и да се обменя информация с политическите власти. Консултативен борд, председателстван от делегат от службите за закрила на околната среда на съответните щати и съставен от членове на бранша и квалифицирани учени, би могъл да управлява този процес.
Естествено, някой трябва и да плаща за тези научни разработки. Изследването на Йейл и Southwestern Energy струва малко над 500 000 долара, което изглежда скъпо, но е по-малко от една четвърт от разходите за въвеждане в употреба на един от сондажите в "Марселъс".
Компаниите могат да изберат да плащат за тези изследвания, като осъзнаят, че инвестицията спомага за изграждане на доверие в местните общности и допринася за базирани на научни факти регулации, които са по-малко обременяващи за тях. За научните разработки може да се плаща и чрез държавните данъчни механизми за облагане на добива на петрол и газ.
Само 1% от таксите за ефект върху околната среда в Пенсилвания за 2018 г. биха покрили стойността за една година на осем изследвания като това, извършено от Йейл. В подобни случаи споразуменията за финансиране трябва да се структурират така, че да се запази честността и обективността на научните процедури. Опитът показва, че е възможно да се сключат споразумения с условия, гарантиращи провеждане на научни анализи без намеса на бранша, които да не налагат ограничения върху разпространението на резултатите от изследванията.
Извършването на повече научни изследвания е жизненоважно, но само по себе си то не е достатъчно, за да гарантира чиста питейна вода в зони с фракинг, или за да се определи как и къде могат да продължат нетрадиционните разработки на петролни и газови находища.
Политическите институции трябва да бъдат отзивчиви към новите научни разработки и да се вслушват в тях. Политиците също така трябва да направят достъпни ресурси, гарантиращи, че политиките се прилагат адекватно. Трябва да извършим обективна оценка на негативите и позитивите на фракинга, отразяващи най-добрите научни познания.
Въпреки че науката е само част от решението, нейната пълноценна роля в управлението на нетрадиционни разработки на находища на петрол и газ е пътят към бъдещето, като тя трябва да осигурява на политиците надеждна информация за ефекта върху околната среда, и за иновативните подходи за справянето с него.
Когато екологичните политики са базирани на обективна наука, старателно анализирани данни и надеждни факти, към които учените да се стремят без опасения, че ще засегнат заинтересовани страни, или ще отхвърлят масовото възприятие, често могат да възникнат и иновативни решения.
