Le fonti di energia non rinnovabili, come gli idrocarburi di estratti dal sottosuolo, sono destinate a finire. Negli scorsi decenni questa eventualità è stata temuta più volte. La disponibilità di queste riserve viene stimata secondo un modello che prevede che ogni giacimento raggiunga un picco di sfruttamento. Dopo questo picco la produzione cala.
Negli Stati Uniti il picco di consumo di petrolio è stato raggiunto negli anni ’70, ma questo non è vero a livello globale. Complessivamente, il picco si è spostato nel tempo. Con lo sviluppo di nuove tecnologie è diventato sempre più conveniente estrarre idrocarburi a maggior profondità (e di minore qualità).

Dal 2000 ad oggi lo scenario è cambiato in maniera significativa: soprattutto negli Stati Uniti è entrato in prepotentemente in gioco lo shale gas, che rappresenta più del 25% del totale degli idrocarburi estratti nel paese.
Il problema dello shale gas è che necessita di tecniche di estrazione e sfruttamento molto invasive. Nella popolazione è cresciuta in poco tempo un’avversione verso queste tecniche, anche per via dei timori (fondati o meno) che queste tecniche di estrazione possano causare terremoti. Come vedremo non è l'unico possibile pericolo.

Shale

Lo shale gas è gas naturale,  si parla soprattutto metano, estratto da rocce di natura argillosa (gli shale).
                                                 
                                                       un pezzo di shale.  fonte

Si origina, come la stragrande maggioranza degli idrocarburi, dalla decomposizione di organismi vissuti milioni di anni fa.
Infatti, i resti di questi organismi sono stati trasportati a una profondità di 2000-4000 metri, sufficiente a causarne il riscaldamento e a provocare una decomposizione anaerobia (ossia in assenza di ossigeno) della materia organica, che viene così trasformata in idrocarburi. Questi restano poi intrappolati nei pori della roccia.
La concentrazione di idrocarburi degli shale varia da zona a zona e non sempre un giacimento risulta produttivo.
Chi vuole estrarre shale gas deve porsi delle domande: 

• Quanto carbonio organico è presente? 
• Qual è la qualità del materiale organico? 
• Quanto è spesso lo strato di suolo da cui si dovrà estrarre il materiale?

Soprattutto alle prime due domande non è facile rispondere. Le riserve di shale gas presentano una grande variabilità verticale. Ricordate che stiamo parlando di idrocarburi intrappolati nel suolo. Uno strato di pochi metri può essersi formato in un arco di tempo che varia da poche decine di migliaia di anni fa (per lo strato più superficiale) fino a milioni di anni fa. 

Il processo di estrazione

Per poter accedere agli idrocarburi intrappolati è necessario perforare il suolo fino al punto in cui la qualità del materiale organico è sufficientemente alta. Questo avviene a 2-3-4 Km di profondità. Durante la perforazione viene cementata la parete del pozzo, per conferire stabilità alla struttura e per impedire la fuga di inquinanti. Una volta che la profondità è quella giusta, viene gradualmente cambiata la direzione di perforazione, fino a farla diventare orizzontale, in linea con lo strato di shale. Quando la perforazione è ultimata, tutto viene rivestito di cemento. A questo punto vengono pompati grossi volumi di liquido all’interno del pozzo, fino al raggiungimento della pressione necessaria a fratturare le rocce (fracking).


Solitamente il liquido è acqua, ma vengono anche usati gas compressi, schiume, sabbie che contengono materiale radioattivo, per tracciare le fratture che si formano nel suolo. Una volta terminata la fratturazione, il liquido è richiamato in superficie. Facendo ciò il gas contenuto nelle rocce fratturate è libero di risalire.
Il liquido di estrazione viene successivamente purificato e iniettato nuovamente nel sottosuolo.  

Lo schema del processo di estrazione. Sono rappresentati anche i potenziali danni. fonte

Dove?

Questa è la mappa dei giacimenti sparsi in giro per il mondo:

fonte

Come vedete sono presenti in tutto il mondo: Nord e Sud America, Australia, nord Europa.
La Cina sta combattendo una battaglia contro l'inquinamento. Per vincerla vuole sostituire il carbone con il gas, e sta diventando il principale consumatore mondiale di tale risorsa.
Anche in Italia sono presenti dei giacimenti. Tuttavia, la geologia italiana è molto diversa da quella degli Stati Uniti. Qui i giacimenti sono molto ridotti, e gli esperti sono scettici sul reale vantaggio economico di un eventuale sfruttamento.

Rischi

Lo shale gas è abbondante e poco costoso. Per il Canada e gli Stati Uniti è molto importante anche da un punto di vista geopolitico: garantisce una grande autonomia energetica, e rende i due paesi meno dipendenti dalle importazioni estere. La grande campagna di sfruttamento di queste risorse non è però stata accompagnata da sufficienti ricerche scientifiche volte a stabilire l’impatto ambientale e sulla salute che le tecniche di sfruttamento possono avere.

Si è parlato di attività sismica dovuta alla re-iniezione del fluido nel sottosuolo. In alcune, zone nelle quali l’attività sismica era stata storicamente assente, si sono registrate scosse evidentemente collegate all’attività di fracking. Inoltre fratturando la roccia si pone il problema della creazione di nuove fratture che permettono il collegamento tra il giacimento e, per esempio, una falda acquifera. La minaccia è quella di un possibile inquinamento delle acque superficiali e sotterranee. In alcuni siti di estrazione poi non è possibile re-iniettare il fluido estrattivo. Si pone dunque il problema dello smaltimento di tale fluido, che riemerge dal giacimento inquinato da numerose sostanze.

Alcuni ricercatori della Stanford University hanno rilevato la presenza di metano in numerosi pozzi per l’acqua potabile situati nei pressi di una zona estrattiva di shale gas. La composizione isotopica del metano del sito estrattivo, simile a quella del metano presente nei pozzi d’acqua, è un indizio molto forte a favore dell’ipotesi di contaminazione.
La realizzazione delle infrastrutture necessarie allo sfruttamento dello shale gas ha un forte impatto ambientale: qual è l’impatto sulla qualità della vita?

Indagini

L’Unione Europea, nell’ambito del programma Horizon 2020, ha finanziato il progetto SHEER. È un progetto di ricerca a cui prendono parte numerosi istituti ed università europee.
Il progetto SHEER vuole sviluppare le linee guida per la valutazione dell’impatto ambientale: contaminazione delle falde acquifere, sismicità indotta, inquinamento atmosferico.
Queste valutazioni possono poi essere usate per valutare l’impatto socio-economico che lo sfruttamento di shale gas ha sulle comunità locali.
Come molti dei progetti di ricerca europei, i dati raccolti da SHEER verranno resi pubblici una volta che il progetto di ricerca sarà terminato.   

Conclusioni

Lo shale gas sta rappresentando una grande opportunità di sviluppo per diversi paesi nel mondo.
Occorre però valutare con attenzione i rischi e i benefici, perché non è tutto oro quel che luccica.
Le fonti di energia rinnovabile sono oggi ancora troppo inefficienti, siamo obbligati alla dipendenza da fonti fossili. Personalmente, spero che questa nuova grande disponibilità di combustibili fossili non sia un incentivo ad arrestare la corsa alle energie rinnovabili. Non possiamo permettercelo.

Fonti:

•  https://www.scientificamerican.com/article/drilling-for-earthquakes/ 
•  https://www.osti.gov/biblio/1273069
•  https://www.eia.gov/energyexplained/?page=us_energy_home
•  https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=427&t=3
•  http://www.sheerproject.eu/     
•  http://energiaoltre.it/nel-2018-pechino-al-top-dei-consumi-mondiali-gas/
•  https://energy.stanford.edu/research/fossil-nuclear-energy/natural-gas