แฟรกกิ้งทำงานอย่างไร? - มีอา นาคามูลลิ

ชมบทเรียนฉบับเต็มได้ที่: http://ed.ted.com/lessons/how-does-fracking-work-mia-nacamulli

ใต้พื้นพิภพที่บรรจุก๊าซธรรมชาติซึ่งครั้งหนึ่งเราไม่สามารถนำออกมาใช้ได้ ปัจจุบันมีเทคโนโลยีที่เรียกว่า ไฮดรอลิกแฟรกเจอริ่ง หรือ "แฟรกกิ้ง" ที่สามารถสกัดก๊าซธรรมชาติออกมาเป็นพลังงานได้อีกหลายทศวรรษ แล้วแฟรกกิ้งนั้นทำกันอย่างไร ทำไมถึงเป็นหัวข้อโต้แย้งที่เผ็ดร้อน มีอา นาคามูลลิ ได้อธิบายการทำงานของแฟรกกิ้งไว้อย่างละเอียด

บทเรียนโดย มีอา นาคามูลลิ ภาพเคลื่อนไหวโดย ชารอน โคลแมน

ภายใต้พื้นพิภพที่ครั้งหนึ่ง
มีก๊าซธรรมชาติที่เราไม่สามารถขุดมาใช้ได้

ก๊าซที่ว่านี้อาจใช้เวลาก่อตัว
กว่าหลายล้านปี

จากชั้นของอินทรีย์วัตถุที่ย่อยสลาย
ที่ผ่านความร้อนและความดันมหาศาล

ภายใต้เปลือกโลก

มีเทคโนโลยีการสร้างรอยแตก
ในชั้นหินโดยใช้ของไหลแรงดันสูง

หรือที่เรียกว่าแฟรกกิ้ง

ซึ่งสามารถขุดเจาะก๊าซนี้มาใช้ได้

และมีศักยภาพที่จะให้พลังงานแก่เรา
ได้อีกหลายทศวรรษ

แฟรกกิ้งทำงานอย่างไร

และทำไมมันจึงเป็นประเด็น
ในการถกเถียงกันอย่างเผ็ดร้อน

แหล่งแฟรกกิ้งสามารถ
ทำได้ทุกที่ที่มีก๊าซธรรมชาติ

ตั้งแต่ทะเลทรายอันห่างไกล

ไปยังไม่กี่ร้อยเมตรจากหลังบ้านของคุณ

มันเริ่มจากการขุดเจาะในแนวดิ่ง
ที่เรียกว่าหลุมเจาะ

ที่ถูกเจาะผ่านชั้นดินตะกอน

เมื่อหลุมเจาะลึกถึง 2500 - 3000 เมตร
มันจะถึงจุดหักเห

ที่จะเริ่มกระบวนการขุดเจาะตามแนวนอน

มันจะหักมุม 90 องศาและขยายหลุมเจาะ
ตามแนวนอนออกไปประมาณ 1.5 กิโลเมตร

ผ่านชั้นหินสีดำที่ถูกอัดแน่นที่เรียกว่า
ชั้นหินดินดาน

จากนั้นก็หย่อนปืนเจาะรูชนิดพิเศษลงไปยิง

เพื่อเจาะรูเล็กยาวหนึ่งนิ้วหลายรูเป็นชุด ๆ

ซึ่งจะเจาะผ่านท่อกรุภายในชั้นหิน

ภายหลังจากการเริ่มขุดเจาะขั้นแรก
ประมาณสามถึงสี่เดือน

หลุมนั้นก็พร้อมสำหรับเริ่มแฟรกกิ้ง

ของไหลที่ใช้ในการแฟรกกิ้ง
จะถูกอัดลงไปในหลุมด้วยแรงดันที่สูงมาก

จนทำให้ชั้นหินดินดานแตก

ทำให้เกิดการแตกร้าวไปจนถึงบริเวณที่ก๊าซ
และน้ำมันสามารถเล็ดลอดออกมาได้

ของไหลดังกล่าวมีน้ำเป็นส่วนประกอบ
มากกว่า 90%

ที่เหลือจะเป็นสารเคมีเข้มข้นที่เติมลงไป

ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามลักษณะเฉพาะของ
แหล่งแฟรกกิ้งนั้น ๆ

แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีอยู่สามประเภท

กรดสำหรับกำจัดเศษชิ้นเล็ก ๆ
และละลายแร่ธาติ

สารประกอบที่ช่วยลดแรงต้านทานเพื่อทำให้

เกิดเป็นน้ำลักษณะลื่น
ที่เรียกว่า สลิควอเตอร์

และสารฆ่าเชื้อเพื่อป้องกัน
การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

ทรายหรือดินเหนียวจะถูกผสมลงไปในน้ำ
เพื่อช่วยเปิดรอยแยกให้คงอยู่

ก๊าซและน้ำมันจะได้ไหลออกไปได้เรื่อยๆ
แม้กระทั่งเมื่อความดันได้ลดลงแล้ว

ได้มีการประมาณการณ์ว่าการสูบน้ำและ
การชะล้างอย่างหนักหน่วงของการแฟรกกิ้ง

โดยเฉลี่ยแล้วใช้น้ำ 3-6 ล้านแกลลอนต่อหลุม

ซึ่งจริงๆแล้วไม่มากเลย
เมื่อเทียบกับการกสิกรรม

โรงงานไฟฟ้า

หรือแม้แต่น้ำที่ใช้ในการดูแลรักษาสนามกอล์ฟ

แต่มันก็สามารถส่งผลกระทบต่อ
ปริมาณน้ำใช้ของชุมชนที่เห็นได้ชัด

และการกำจัดน้ำทิ้งจากการแฟรกกิ้ง
ก็เป็นปัญหาอีกอย่างหนึ่ง

สิ่งที่ถูกสูบขึ้นมายังผิวดินนั้น
นอกจากก๊าซที่ถูกกักเอาไว้

ยังมีของเหลวหลายล้านแกลลอน
ไหลย้อนพุ่งกลับขึ้นมาด้วย

ของเหลวพวกนี้ปนเปื้อนสาร
อย่างธาตุกัมมันตรังสี

เกลือ

โลหะหนัก

และไฮโดรคาร์บอน

ที่ต้องถูกจัดเก็บและนำไปกำจัด

ซึ่งปกติแล้วจะถูกเก็บในหลุมลึก
ที่อยู่ในบริเวณขุดเจาะนั่นเอง

หรือแหล่งบำบัดน้ำเสียที่อื่น

อีกวิธีก็คือการนำน้ำที่ไหลย้อนกลับขึ้นมา
กลับมาใช้ใหม่

แต่การนำกลับมาใช้ใหม่นั้นจะทำให้
เกิดการปนเปื้อนมากยิ่งขึ้นไปอีก

เพราะน้ำนั้นจะยิ่งเป็นพิษมากขึ้น
ทุกครั้งที่ถูกนำมาใช้ซ้ำ

หลุมเก็บน้ำนั้นโดยทั่วไปแล้วจะถูกกรุด้วย
เหล็กและซีเมนต์

เพื่อป้องกันการรั่วไหลของ
สิ่งปนเปื้อนลงสู่น้ำใต้ดิน

แต่ความประมาทเลินเล่อใด ๆ
หรืออุบัติเหตุจากการแฟรกกิ้ง

สามารถส่งผลกระทบที่ร้ายแรงได้

การรั่วไหลลงสู่น้ำใต้ดินโดยตรง

อันตรายที่เกิดจากการรั่วไหลใต้ดิน

และการบำบัดและกำจัด
น้ำเสียเป็นพิษร้ายแรงที่ไม่ดีพอ

อาจทำให้น้ำบริโภคในบริเวณแหล่งขุดเจาะ
เกิดการปนเปื้อนสารพิษได้

นอกจากนี้ยังมีความกังวล
ในเรื่องการเกิดแผ่นดินไหว

และโครงสร้างพื้นฐานที่อาจเสียหาย

จากความดันและการฉีดน้ำเข้าไป

ความเชื่อมโยงระหว่างการแฟรกกิ้ง
และกิจกรรมแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้น

ยังคงเป็นคำถามที่ยังไม่มีคำตอบ
เกี่ยวกับความดันขาดสมดุลในระยะยาว

ที่อาจกำลังเกิดขึ้นอยู่ลึกลงไป
ใต้ฝ่าเท้าของเรา

ข้อโต้แย้งที่ใหญ่ที่สุดของการแฟรกกิ้งนั้น
กำลังเกิดขึ้นเหนือพื้นดิน

ความคิดส่วนใหญ่เห็นว่าการเผาไหม้
ก๊าซธรรมชาตินั้นดีต่อสิ่งแวดล้อม

กว่าการเผาไหม้ถ่านหิน

เนื่องจากก๊าซที่ได้จากการแฟรกกิ้งนั้น

ปล่อยก๊าซคร์บอนไดออกไซด์
ต่อพลังงานหนึ่งหน่วย

เพียงครึ่งหนึ่งของถ่านหิน

แต่ว่าเราก็ไม่สามารถมองข้าม
มลภาวะจากการแฟรกกิ้ง

ไปได้

มีเทนที่รั่วออกมาระหว่าง
กระบวนการขุดเจาะและการสูบขึ้นมา

เป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีอานุภาพกว่า
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

หลายเท่า

นักวิทยาศาสตร์บางคนเถียงว่า
ในที่สุดแล้วมีเทนก็จะกระจายหายไป

ดังนั้นจึงมีผลกระทบในระยะยาวค่อนข้างน้อย

แต่คำถามหนึ่งที่ยิ่งใหญ่กว่านั้น
ก็ยังค้างคาอยู่

การแฟรกกิ้งนั้นทำให้เกิดการเบี่ยงเบน
เวลา เงินและการวิจัย

ออกจากการพัฒนาแหล่งพลังงานทดแทน
ที่สะอาดกว่าหรือเปล่า

ก๊าซธรรมชาติไม่ใช่พลังงานทดแทนได้

และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจระยะสั้น
ที่สนับสนุนการแฟรกกิ้ง

อาจจะไม่เป็นไปตามคาด หากต้องเผชิญ
สภาพอากาศโลกที่เปลี่ยนแปลง

ผู้เชี่ยวชาญยังคงตรวจสอบผลกระทบ
ที่ครอบคลุมทั้งหมดของการแฟรกกิ้ง

ถึงแม้ว่าการแฟรกกิ้สมัยใหม่
จะมีมาตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1940

มันเพิ่งเป็นที่นิยมเมื่อ
ไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมานี่เอง

ในขณะที่แหล่งก๊าซธรรมชาติอื่นร่อยหรอ
และราคาของพลังงานที่ทดแทนไม่ได้แพงขึ้น

และเทคโนโลยีที่ทันสมัยล่าสุด
ทำให้เราสามารถเข้าถึงมันได้ง่าย

แต่หลายประเทศและหลายภูมิภาค
ได้สั่งห้ามการแฟรกกิ้งไปแล้ว

เพื่อตอบสนองต่อความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม

ปฏิเสธไม่ได้ว่าการแฟรกกิ้งได้เปลี่ยน
ภูมิทัศน์ด้านพลังงานไปทั่วโลก

แต่เพื่อผลประโยชน์ระยะยาวในด้านใด
และต้องแลกมาด้วยอะไรบ้าง