フラッキング、正しくは水圧破砕法は特別な掘削技術です。この技術では、深く埋まった岩の中から原油や天然ガスを抽出することができ、今までは到達しえなかった天然資源の活用が可能になります。
これは１９５０年代に完成した技術ですが、今もなお経済性や環境保全に関する議論が続いています。以下はフラッキングの手順や歴史、社会への影響について議論します。
分かりやすく言うとどんな工程があるの？
アメリカの環境保護庁（以後EPA）は、フラッキングは効率の良い採掘方法だといいます。この方法では従来の方法よりシェール岩や他の岩からの天然資源の採掘量を増やすことができるのです。この技術の二つの特徴的な要素は水圧ドリリングとフラッキング水の注入です。
水圧ドリリングでは、初めは垂直そしてのちに水平に穴の掘削が行われます。フラッキング水の注入では、掘削された穴の中に高圧でフラッキング水を注入することで隅々まで水を浸透させます。
フラッキング水の組成は？
一般的にフラッキング法で用いる水はフラッキング水と呼ばれ、酸、潤滑剤、アルコール、様々な化学物資が混ざっています。これに加えてなくてはならないのがプロパントです。
プロパントは少量の砂のような土成分で、従来は未処理の砂などが用いられてきました。ただ、未処理の砂では細粒土層の影響で砂の粒の大きさにばらつきが出てしまいます。理想的な粒径を保つために、レジンで覆われた硬化レジン砂が用いられるようになってきました。
EPAはアメリカでのフラッキングに用いられる水から平均で１４種類ほどの化学物質を検出しました。石油分、アルコール、塩酸が最も一般的に検出された化学物質でした。
詳しい作業工程は？
まずは地球表面から３㎞下まで垂直の穴が掘られます。ミネラル岩のある場所まで穴が掘り進むと、掘る方向を９０°回転させ、今度は水平に掘り進めていきます。テキサスA＆M大学によると、水平方向への掘削は、方向転換後１.６kmほど掘り進めることができるそうです。
掘削が終わると、地下水中にフラッキング水や炭化水素を流し入れるために、穴はセメントや鋼鉄で作られた空洞のチューブを挿入することで補強されます。その後フラッキング水は、６２００パスカルもの高圧をかけて穴に挿入されます。これは、たった１インチ四方に９０００パウンドもの圧がかかるのと同様の数値です。
この高圧でフラッキング水は、岩に亀裂やヒビを作り、炭化水素や原油、天然ガスが自由に流出できるようになります。この時プロパントには、亀裂を閉じないように固定する役目があります。このような工程により、多様な資源を継続して抽出できるようになります。
フラッキング水の注入後、大量の残り水が穴から抜き出されます。この液体は、水はもちろん、重金属や輔車性物質など様々な毒性物質を含有している。この水は、廃棄もしくは処理後に再利用されます。廃棄もしくは再利用、どちらにしても問題があり、議論がされています。
フラッキングの歴史
初の岩の掘削作業は１８６６年に行われました。この時期は、原油の採掘量を増やすために、主にダイナマイトが使用されました。アメリカの南北戦争の専門家によれば、この技術はのちに魚雷の開発に応用されたそうです。
魚雷法では、ニトログリセリンや火薬などの爆薬を詰め込んだ缶を、爆圧を効率よく伝えるために水で満たされた穴に吊るし入れます。この衝撃は、原石を破砕し油の通り道を塞ぐパラフィンを除去します。
この缶を用いる以前は、熱湯やベンゼンが注入されていました。現代のようなフラッキング技術は、１９６０年代後半にアメリカで開発されました。
フラッキングの利点と、その経済的な影響
フラッキングの技術により、エネルギー会社は貴重な資源の獲得や従来より多くの原油や天然ガスの生産が可能になりました。また、フラッキング技術は地下水の穴の調査や、地下深くにしみ込んだ有害物質の除去など、他の作業にも応用できます。
アメリカでは、この技術の凄まじい進歩により、原油や天然ガスの生産が大幅に増えました。２００８年にはアメリカの天然ガスの生産量はロシアのそれを上回り、世界でトップの天然ガス生産国となりました。ちなみに、原油の生産も２０１３年にはサウジアラビアを抜きトップとなっています。
天然ガスの需要は、国際的にも上がっています。マッキンジーというコンサルティング会社の２０１９年の報告によれば、液化天然ガス市場は２０３５年までは１年ごとに３.５％上昇していく計算になるそうです。広範囲のシェールガスの埋蔵は、フラッキング技術を向上させ、アメリカは世界の天然ガス生産の過半数を担うことが期待されています。
フラッキングが行われた以降の経済的な影響について様々な研究があります。２０１７年のブルッキングス研究所からの報告では、シェールガスの抽出により、アメリカ全土で一人当たり４３２＄もの個人消費が増加したそうです。さらに、フラッキングの増加は年間のガスに対する支出を大きく削減していて、総経済利益は７４０億ドルに上ります。
ただ、農業分野では悪影響もあります。ある町の井戸の１１～２０km周囲で掘削が行われ。灌漑農地の作物の収穫が５.７%も低下したという研究があります。同様の研究でカナダのアルバータ州では農業部門の損失が１４８０万ドルもの損失が出たといいます。
フラッキングは安全なの環境などへの影響は？
広範囲のフラッキングによって、アメリカのエネルギー市場が変革し、本国を天然ガス大国のにしたのは疑いようがありません。また、アメリカの経済界を躍進させ、周囲の国々もこれに張り合おうとしてきました。
しかし、今ではアメリカにおいてさえ、この技術が批判にされされているのです。なぜなら、長期にわたるフラッキングの使用は多くの点で環境を脅かす可能性が出てきたからです。地下水の汚染、地震の頻発、騒音被害、水の大量消費、気候変動、さらに健康被害までもがフラッキングと関連しているのではないかと言われています。
何十年も、この技術の賛成派と反対派で議論が続いてきました。賛成派の人々は、しばしばふらっきんぐによる経済的な利益や、石炭と比較してのエネルギーとしてのクリーンさを主張します。ただ、この技術の使用においての最大の懸念は、地下および地上の水資源の汚染です。
２０１６年にEPAの元科学者ドミニク・デギュオリオの研究では、パビリオンの井戸がフラッキング水による汚染を受けている可能性があると示しました。ほかにも同様の研究が行われ、２０１２年にはEUの環境総局はフラッキングは潜在的な空気や地下水への汚染リスクが高いことを結論づけました。
さらに、この技術には大量の水が必要となることも大きな問題となっています。平均的な施設でさえ、３５０万ガロンの水を必要とし、さらに大きな施設での消費量５００万ガロンにも上ります。また、フラッキングは地震との関連も指摘されています。少量では大きな被害はないものの、オクラホマ、コロラド、テキサス、ニューメキシコ、カンザスなどのアメリカ各地に住む人８００万人がこのリスクにさらされていることになります。
また、フラッキングは急性、そして慢性ともに健康被害があり、アメリカ疾病予防管理センターの予備研究では、２０１４年、フラッキング施設でで働く人々のベンゼン（発がんのリスクを伴う物質）への暴露が危険レベルに達していると予測しました。子の暴露がつづけば珪肺という病気にもなりかねません。
各国でのフラッキング
アメリカの他でもフラッキングは各地で行われています。今まさにフラッキングが行われ始めたのは南アフリカです。また、カナダでもこの技術が広まりつつあり、２０１２年には３５６もの掘削リグがあります。一方、ドイツやイギリスなどヨーロッパの国々では、この技術の全面禁止もしくは一時規制の議論がされています。
フラッキング規制の動き
フラッキング技術を使用している国々は現在、少なくとも国、州などのレベルで規制を設けています。アメリカでは一般的にフラッキング過程で用いた化学物質の詳細情報の開示が免除されている。連邦政府の法律はの準拠したものが要請されている一方、新たに条例を制定することもできる。そして、テキサス、フォーミング、ミシガンなどは掘削会社に情報の開示を義務付けている。
べモントは、アメリカでフラッキングを禁止した初めての州で、ニューヨークでもこの３年後に同様の規制を設けている。
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