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Eine Möglichkeit, das schmutzige Problem von Fracking zu lösen
Hydraulic Fracturing – oder Fracking – hat in den Vereinigten Staaten riesige Mengen an Öl und Erdgas aus Schiefergestein freigesetzt und hat das Potenzial, dies weltweit zu tun (siehe Natural Gas Changes the Energy Map ). Aber Fracking verbraucht auch riesige Mengen Wasser, das es mit einer berauschenden Mischung giftiger Chemikalien verseucht, ein Problem, das diese Expansion zu verlangsamen droht.
GE sagt, dass es eine Technologie hat, die helfen könnte – ein energieeffizientes Verfahren, das die Kosten der Wasseraufbereitung halbieren könnte. Die Technologie könnte auch die Wahrscheinlichkeit des Verschüttens von Giftmüll verringern.
Bedenken hinsichtlich der Wasserverschmutzung und anderer Umweltprobleme im Zusammenhang mit Fracking haben dazu geführt, dass einige Orte, darunter Frankreich und der Bundesstaat New York, den Prozess blockieren. Da Fracking in trockenen Gebieten und an Orten ohne angemessene Behandlungs- und Entsorgungsmöglichkeiten zunimmt, könnte der Druck, es zu blockieren, wachsen.
Die Wasseraufbereitungstechnologie wird mit der Weiterentwicklung der Branche immer wichtiger, sagt Amy Myers Jaffe , Executive Director für Energie und Nachhaltigkeit an der University of California in Davis, und neues Mitglied eines GE-Umweltbeirats. Sie sagt, dass der fortgesetzte Einsatz von Fracking davon abhängt, dass die Branche sich zusammenschließt, um dies auf ökologisch nachhaltige Weise zu tun.
Bessere Wasseraufbereitungsoptionen könnten die Arbeitsweise von Öl- und Gasproduzenten verändern, indem sie es wirtschaftlich machen, Wasser an Fracking-Standorten aufzubereiten, anstatt es über lange Strecken zu großen Wasseraufbereitungsanlagen oder Entsorgungsbrunnen zu transportieren. Die Technologie ist speziell auf Orte wie den Marcellus-Schiefer ausgerichtet, eine der größten Schiefergasquellen in den USA, wo das Abwasser viel zu salzig für die bestehenden Behandlungsmöglichkeiten vor Ort ist (siehe Kann Fracking aufgeräumt werden? und Ozon verwenden, um Fracking aufräumen).
Jedes Fracking-Bohrloch kann zwei bis fünf Millionen Gallonen Frischwasser benötigen, das mit hohem Druck unter die Erde gepumpt wird, um Gestein aufzubrechen und eingeschlossenes Öl und Gas freizusetzen. Ein Großteil dieses Wassers fließt zurück und trägt die giftigen Chemikalien, die zum Fracking-Prozess verwendet werden, sowie giftige Materialien, die aus dem gebrochenen Gestein gespült werden.
Die Hersteller verwenden derzeit einen Großteil dieses Wassers wieder, aber dazu müssen sie es zuerst in künstlichen Teichen speichern, die auslaufen können, und dann verdünnt werden, ein Schritt, der Millionen Liter Süßwasser verbraucht. Schließlich können sie das Wasser nicht mehr wiederverwenden und müssen es oft über weite Strecken zu spezialisierten Aufbereitungs- und Entsorgungsstellen transportieren. Der Transport des Abwassers ist teuer und birgt die Gefahr von Verschüttungen. Auf Deponien wird das Abwasser in einem erdbebengefährlichen Prozess tief in die Erde versenkt.
Die neue Technologie würde es überflüssig machen, das Abwasser zu verdünnen oder es zur Behandlung oder Entsorgung zu transportieren. Es basiert auf einer als Membrandestillation bekannten Entsalzungstechnologie, die Wärme und verminderten Druck kombiniert, um Wasser unter Verwendung von Membranen zu verdampfen, um reinen Wasserdampf von Salzwasser zu trennen.
Normalerweise funktioniert die Membrandestillation, indem dem Wasser an einem Ende des Prozesses Wärme zugeführt wird, während auf der anderen Seite der Wasserdampf abgekühlt wird, damit er kondensiert. GE hat die Heiz- und Kühlsysteme durch ein Gerät ersetzt, einen Dampfkompressor, der von Industriekühlschränken übernommen wurde, um es effizienter zu machen. Anstelle von getrennten Heiz- und Kühlquellen haben Sie nur ein Gerät, sagt Ajilli Hardy , ein Energiesystemingenieur bei GE Research.
Basierend auf Tests im Pilotmaßstab einer Maschine, die etwa 2.500 Gallonen Wasser pro Tag verarbeiten kann, sagen GE-Forscher, dass sie auf dem besten Weg sind, die Kosten für die Behandlung von salzhaltigem Fracking-Abwasser zu halbieren. Das System muss für die kommerzielle Nutzung skaliert werden, aber ein System in voller Größe könnte etwa 40.000 Gallonen pro Tag verarbeiten.
Die Technologie wird nicht überall nützlich sein, sagt Mark Boling , Präsident von V+ Development Solutions, einem Geschäftsbereich des Erdgasproduzenten Southwestern Energy, da das Abwasser mancherorts nicht sehr salzhaltig ist. Aber es könnte an Orten helfen, an denen das Abwasser zu salzig ist, um mit bestehenden Technologien behandelt zu werden, oder in trockenen Gebieten wie der Schieferlagerstätte Eagle Ford in Texas, sagt er. Die Technologie würde, wenn sie wie beworben funktioniert, einen großen Unterschied machen, sagt er.