Skiffergas

Skiffergas är naturgas som bildas och binds i berggrund som består av skiffer. Det är främst organiskt rika, mörka skiffrar, som har en potential att innehålla skiffergas.

Gasen består till merparten av ren metangas. Man skiljer på skiffergas som bildas genom termisk (värme-) nedbrytning och gas bildad genom biologisk nedbrytning av skifferns organiska material.

Termiskt bildad skiffergas förkommer på större djup i berggrunden (> cirka 1 km) medan biologisk nerbrytning och gasbildning sker i mer ytligt liggande skifferformationer, som till exempel alunskiffern i Östergötland och på Öland.

Merparten av den skiffergas som utvinns idag, framför allt i USA, är termiskt bildad i djupt liggande mörka skiffrar.

Termiskt bildad skiffergas

För att en skiffer ska kunna innehålla termiskt bildad skiffergas krävs:

• Att den innehåller > 2 % organiskt material och att det organiska materialet är av kerogen typ 2 så att gas kan bildas.
• Att skiffern har en termisk mogenhet på mellan 1,1–3,5 (värdet beror på vilka tryck och temperaturer berggrunden utsatts för).
• Att skiffertjockleken är >20 m för att det ska vara ekonomiskt och tekniskt möjligt att exploatera gasen.
• Att skiffern är spröd och lämplig att spräcka.
• Att överlagrande berggrund har sådan uppbyggnad att den begränsar utbredningen av sprickor orsakade av spräckning.
• Att skiffern ligger djupare än 600 m, dvs. minimidjup för så kallad fracking.
• Att skiffern ligger tillräckligt djupt så att stora volymer gas kan komprimeras och bindas i skiffern, dvs. höga tryck i berggrunden.
• Att berggrunden har haft en gynnsam geologisk utveckling som gjort att gasen inte försvunnit, till exempel i samband med bergskedjeveckning, förkastningsrörelser, upphöjning.

Många skifferområden som uppfyller dessa krav ligger i bergsområden, befolkningstäta områden eller i havsområden vilket gör att de inte går att exploatera.

Sammantaget gör detta att flertalet mörka skiffrar antingen inte innehåller gas eller är inte lämpliga för skiffergasexploatering.

Biogen gas

Biogen gas bildas i organiskt rika skiffrar eller sediment på djup ner till någon eller några hundra meters djup i berggrunden. Berggrunden har då inte varit upphettad till mer än cirka 50 grader och den bildade gasen ansamlas bara i fri form i porutrymmen i berggrunden och är inte så hårt bunden till skiffern som den termiskt bildade skiffergasen. Gasen består också oftast av en stor andel svavelväte och kvävgas förutom metan. Ansamling av biogen skiffergas kräver en naturlig tillgång på porutrymmen, sprickor, hålrum i bergarten samt en tät överliggande berggrund. Volymen gas i förhållande till bergmassans volym är också avsevärt mindre på grund av att biogen gas påträffas ytligt eftersom gasen då inte är lika komprimerad som dess djupare variant. Förekomster av biogen gas kan exploateras genom vanlig borrning utan någon ”fracking”.

Finns det förutsättningar för skiffergas i Sverige?

I Sverige förekommer mörka skiffrar, så kallad alunskiffer, av kambrisk ålder i delar av Skåne, Västergötland, Östergötland, Närke, Öland, fjällkedjan och i södra Östersjön. Förutom i Skåne och i södra Östersjön påträffas alunskiffern relativt ytligt i berggrunden, ner till som mest ett par hundra meters djup.

Alunskiffern är den skiffer som uppfyller flest av de egenskaper som krävs för att den ska kunna innehålla gas. Inom Sveriges gränser är det bara inom delar av utbredningsområdet i Skåne där skiffern finns på lämpligt djup, har en tillräckligt hög termisk mogenhet, hög organisk halt och tjocklek som gör den intressant för prospektering. Däremot har berggrunden i Skåne påverkats av stora förkastningsrörelser som gjort att gasen i skiffern sannolikt inte kunnat stanna kvar. Utförda borrningar av Shell i Skåne 2011 bekräftar att skiffern inte innehöll exploaterbara mängder gas.

Den gas som påträffas inom alunskifferområdena i Östergötland, Västergötland, Närke och Öland utgörs av så kallad biogen gas. Lokalt kan denna skiffer innehålla utvinningsbara mängder gas men ur ett internationellt perspektiv handlar det om små volymer. Skiffern förekommer i dessa områden på djup mellan 0 och 120 meter och är maximalt cirka 20 m tjock.

Inom Östgötaslätten strömmar gas upp ur marken genom sprickor och spricksystem, främst i dagbrott där grundvattnet inte längre fungerar som en barriär. Gasen som kommer från alunskiffern är också till stor del ansamlad i den kambriska sandstenen. Ett flertal borrningar utfördes i området på 1930-talet. Ur ett av dem, borrat år 1934 ett par kilometer utanför Vadstena (Broby), kunde man under ett par månader erhålla 60 m³ gas per dygn. Gasen innehåller förutom metan höga halter av kväve och, vid åtminstone en provborrning (Granlund), förekom dessutom ansenliga mängder giftigt svavelväte (Westergård, 1940).

I förhållande till andra länder i Europa, till exempel Polen, bedöms potentialen för skiffergas som mycket liten i Sverige, speciellt avseende så kallad djup skiffergas. Analyser av alunskiffer i Skåne har visat att det organiska materialet är övermoget, vilket medfört att skiffern inte innehåller någon utvinningsbar gas.

Förutom alunskiffer finns, inom samma områden men i den ordoviciska och siluriska berggrunden, också mörka skiffrar som kan innehålla skiffergas. I dessa yngre skiffrar är dock det organiska innehållet är avsevärt lägre jämfört med alunskiffern.

Alunskifferförekomsten i den svenska fjällkedjan har påverkats av den Kaledoniska bergskedjebildningen vilket gjort att skiffern med all sannolikhet förlorat sitt innehåll av skiffergas. Dessutom är skiffern inte tillräckligt tjock för att vara lämplig för exploatering.

Hur utvinns skiffergas?

Gasen i skiffern finns dels bunden till organiska partiklar och lermineral, dels i mikroskopiska porer som fri gas och i lösning tillsammans med formationsvatten (det vatten som finns i porutrymmen och sprickor i en sedimentär bergart) och bitumen eller olja. Att skiffer på stora djup är relativt tät, har låg genomsläpplighet, gör det mycket svårt att producera gas ur den.

För att öka tillströmningen av gas till borrhålen spräcker man, med högt vattentryck i borrhålet, upp skiffern och skapar sprickor kring borrhålet där gasen kan strömma till. Denna metod kallas hydraulisk spräckning och den används bara på djup större än 1000 meter. Den engelska termen är fracking. I samband med spräckningen injekteras kvartssand som håller sprickorna öppna. Förutom sand och vatten tillförs cirka 1 % kemiska tillsatser för att minska friktionen i sprickorna. För spräckningen krävs även stora volymer vatten.

De hål som borras för skiffergasutvinning är ofta mer eller mindre horisontella i den gasförande skiffern. Antalet borrhål varierar beroende på gasinnehåll, berggrundens täthet och djup. Från varje borrplats kan flera borrhål borras och vinklas ut horisontellt i skiffern. Normalt krävs många fler borrhål än vid traditionell gasutvinning.

Biogen skiffergas kan i många fall utvinnas utan spräckning eller stimulering av borrhålet eftersom ytnära skiffrar innehåller fler naturligt öppna sprickor.

Vilka är riskerna med utvinning av skiffergas?

De största riskerna med utvinning av skiffergas är:

• Att det vid hydraulisk spräckning kan uppstå vibrationer som skapar sprickor i berggrunden som i sin tur leder till att närliggande grundvattenmagasin och fastigheter skadas.
• Att grundvattnet kan blir förorenat och att grundvattentryck samt grundvattennivå kan förändras.
• Att marken i samband med borrning och utvinning påverkas.
• Att kemikalier läcker i samband med hydraulisk spräckning.
• Att det uppstår störande buller och transporter från borrplatser.
• Läckage av metan från borrhål, rörledningar, ventiler, med mera. Studier från USA indikerar att flera procent av den producerade gasen läcker ut till atmosfären.

Tillstånd att undersöka skiffer

I Sverige krävs prövningar enligt bland annat minerallagen och miljöbalken för såväl undersökning som utvinning av skiffergas. Minerallagen uppställer särskilda krav på tillgång till tekniskt kunnande och ekonomiska resurser för den som vill undersöka och utvinna gasförekomster.

Ansökan om tillstånd enligt minerallagen görs till Bergsstaten, på vars webbplats det finns ytterligare information om tillståndsprocesserna.

I Sverige finns för närvarande (i december 2012) sjutton undersökningstillstånd enligt minerallagen som uttryckligen avser gas i områden med alunskiffer. Fem av dessa finns på Öland och de övriga tolv i Östergötlands län. Det finns också ytterligare tillstånd som ger rätt att undersöka alunskiffern i sin helhet. I ett fall har bearbetningskoncession (rätt till utvinning) meddelats. Det gäller ett område beläget i Mjölby och Motala kommuner som benämns Tornby K nr 2. Utvinning i området är inte aktuellt i dagsläget.

Bergsstatens webbplats (nytt fönster)

Var finns de största förekomsterna i Europa?

De största bedömda tillgångarna av skiffergas i Europa finns i Polen. Bedömda tillgångar finns även i centraleuropeiska länder som Tyskland, Holland och Belgien och i Storbritannien. Frankrike och Bulgarien har lagstiftat mot fracking och andra länder kan komma att följa efter.

I Danmark har det nyligen gjort en studie av alunskifferns potential som gaskälla och två tillstånd för borrning på Själland och Jylland är under beredning.
Läs mer på De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS) (nytt fönster)

Fortfarande finns en stor osäkerhet kring vilken potential skiffergasen har i Europa. Objektiva bedömningar saknas ofta.

EU och skiffergasen

Inom EU pågår utredningar om skiffergasens betydelse och risker förknippade med eventuell utvinning, särskilt vad gäller hydraulisk spräckning. Det pågår arbete med att ta fram ett förslag till ett tydligt regelverk för hur man nationellt ska hantera tillstånd och tillsyn av skiffergasexploatering.

Källor

Skiffergas och biogen gas i alunskiffern i Sverige, förekomst och geologiska förutsättningar – en översikt. SGU-rapport 2014:19

AEA Technology plc, 2012: Support to the identification of potential risks for the environment and human health arising from hydrocarbons operations involving hydraulic fracturing in Europe. European Commission DG Environment report, ref 07.0307/ENV.C.1/2011/604781/ENV.F1.

Andersson, A., Dahlman, B., Gee, D.G. and Snäll, S., 1985: The Scandinavian alum shales. SGU Ca 57.

Tillväxtanalys - Okonventionell gas och olja. En internationell utblick (nytt fönster)