Снижение Вреда От Добычи Газа Для Ферм В Австралии
Австралия располагает богатыми запасами нетрадиционного газа, в том числе газа из угольных пластов (ГУП), темпы добычи которого в последние годы заметно возросли. Однако этот способ добычи газа влечет за собой ряд негативных последствий, наиболее серьезным из которых является проседание грунта на полях. Данное явление наносит значительный ущерб сельскохозяйственным угодьям по всей стране, но особенно остро проблема стоит в штате Квинсленд, где более 20 млн га полей находятся под угрозой проседания из-за разработки газовых месторождений.
В рамках нашего видения об использовании космических технологий для сохранения жизни на Земле мы продолжаем воплощать в жизнь специальные социальные проекты. На этот раз мы взглянем на проблему глазами г-жи Зены Роннфельдт, фермера из Австралии, чье поле расположено рядом с шахтой по добыче газа из угольных пластов, и расскажем о ее попытках инициировать изменения в масштабах всей страны для решения этой проблемы.
Стремительный Рост Добычи Газа Из Угольных Пластов В Австралии
Добыча нетрадиционного газа из угольных пластов – быстро развивающаяся отрасль в Австралии. Два основных бассейна газа из угольных пластов – Боуэн и Сурат – расположены в штате Квинсленд, и добыча в них началась в 1996 и 2005 годах соответственно. Такой шаг был обусловлен сокращением добычи традиционного газа на существующих месторождениях и одновременным принятием правительством Квинсленда постановления, согласно которому к 2005 году тринадцать процентов электроэнергии должно вырабатываться на газовом топливе . Эта цифра была увеличена до 15% к 2010 году и до 18% к 2020 году .
Процесс добычи газа предполагает вскрытие угольных пластов (слоев угля, залегающих в недрах земли) с целью извлечения содержащегося в них газа метана. Этот газ является побочным продуктом углеобразования, он чист и нетоксичен, что делает его коммерчески востребованным энергоресурсом.
Сначала в угольном пласте бурят скважину. Затем из подземных водоносных пластов, содержащих газ, откачивается вода, чтобы снизить давление в пласте и обеспечить сбор газа. Откачиваемая вода называется попутной; она имеет высокое содержание солей, а также включает другие химические компоненты. После откачивания воды газ может быть собран и переработан для дальнейшего использования .
Влияние Добычи Газа Из Угольных Пластов На Окружающую Среду
Несмотря на то, что добыча нетрадиционного газа из угольных пластов вносит существенный вклад в энергоснабжение Австралии, она также влечет за собой ряд негативных экологических последствий.
При добыче ГУП часто применяется технология гидравлического разрыва пласта (также известная как “фрекинг”) – процесс подачи в угольный пласт воды, песка и химических веществ под давлением, что может приводить к загрязнению грунтовых вод опасными химикатами. В частности, в австралийском штате Квинсленд были зафиксированы случаи попадания газа в реку Кондамин, что, вероятно, связано с проводимыми неподалеку работами по добыче газа .
В ходе исследования, проведенного в 2017 году, было установлено, что добыча газа из угольных пластов приводит к загрязнению воздуха, которое может представлять значительную угрозу для здоровья населения; особенно высок риск развития респираторных заболеваний . Кроме того, она является источником выбросов парниковых газов как за счет прямого выделения метана при добыче, так и за счет сжигания газа для получения энергии.
В Австралии в рамках проектов по добыче ГУП часто проводится расчистка больших площадей земли. Это может нарушить местные экосистемы, создать угрозу для дикой природы и привести к разрушению среды обитания, а также потере биоразнообразия.
И, наконец, немаловажным фактором является то, что процесс добычи предполагает сооружение сети добывающих скважин, трубопроводов и подъездных дорог, в результате чего может существенно измениться ландшафт и существующие виды землепользования, преимущественно сельскохозяйственного. В 2016 году ожидалось, что к 2030 году количество эксплуатационных скважин в восточной части австралийского бассейна Сурат и южной части бассейна Боуэн достигнет 20 000 .
Как показывает практика, забор больших объемов подземных вод в процессе добычи газа приводит к понижению уровня поверхности земли . В результате меняется схема естественного дренажа ландшафта, что усиливает затопление и заболачивание, а также в дальнейшем способствует ухудшению качества почвы и снижению продуктивности сельского хозяйства .
По результатам совокупного анализа потери доходов, связанных с отдельными скважинами, было установлено, что в 2016 году средние потери доходов при выращивании сельскохозяйственных культур составили от 7,5 до 16 тыс. долл. на одну стандартную скважину по добыче ГУП .
Нормативно-Правовое Регулирование Отрасли Добычи Газа Из Угольных Пластов В Австралии
Как же обеспечить баланс между экономической выгодой от добычи ресурсов, защитой окружающей среды и продуктивности сельского хозяйства?
В Австралии правовое регулирование добычи ГУП в большей степени относится к компетенции правительств штатов, однако федеральное правительство также играет определенную роль. Закон об охране окружающей среды и сохранении биоразнообразия, подписанный в 1999 году, косвенно регулирует добычу ГУП на сельскохозяйственных угодьях или вблизи них, если подобная деятельность может существенно повлиять на объект общегосударственного экологического значения .
В штате Квинсленд важнейшую роль в регулировании сосуществования газовой промышленности и сельского хозяйства играет Комиссия по газовым месторождениям. В ее задачи входит консультирование правительства по возникающим вопросам, проведение исследований и упрощение информационного взаимодействия между землевладельцами, населением и представителями газодобывающей отрасли .
Правительство Австралии разработало адаптивный управленческий подход к снижению экологических рисков, связанных с проектами по добыче газа из угольных пластов. Он предусматривает мониторинг последствий и проведение изменений, если такие последствия превышают определенный порог.
Например, в проектах по добыче ГУП зачастую определены условия, ограничивающие понижение уровня грунтовых вод. Если воздействие на уровень грунтовых вод достигает определенной доли от этого ограничения, компания обязана выяснить причину и принять меры для прекращения дальнейшего снижения уровня вод .
Несмотря на принятые меры регулирования, по-прежнему существует обеспокоенность по поводу эффективности действующих законов и стандартов, регулирующих отрасль добычи газа из угольных пластов. В связи с очевидным комплексным воздействием на местное население Австралии, сельскохозяйственную промышленность, качество воздуха и воды, а также на окружающую среду назрела необходимость в обновлении общегосударственных законов и стандартов, регулирующих эту отрасль.
Борьба Фермеров За Справедливые Компенсации
Различные меры регулирования в Австралии призваны обеспечить защиту интересов фермеров. В соответствии с нормативно-правовой базой правительства штата Квинсленд, компании, занимающиеся добычей газа из угольных пластов, обязаны выплачивать компенсацию землевладельцам, если будет установлено, что их деятельность нанесла ущерб. Это правило действует независимо от наличия предварительного соглашения или газовой инфраструктуры на участках земли, принадлежащих землевладельцам, или под ними .
Однако возможности требовать компенсации ограничены для фермеров, и сама процедура неясна, поскольку сложно точно предсказать, какой ущерб будет нанесен и когда это произойдет. Поэтому вместо того, чтобы заранее определять размер компенсации, ее часто выплачивают по факту нанесения ущерба.
К моему ужасу выяснилось, что правительство регулирует только региональные экологические вопросы, не требуя от добытчика ГУП сбора каких-либо данных, позволяющих отслеживать воздействие, которое его деятельность оказывает на сельское хозяйство.
Действующий закон – Закон о минеральных и энергетических ресурсах (Общие положения) от 2014 г. – предписывает выплачивать компенсацию землевладельцам только в том случае, если ущерб нанесен в пределах территории, на которой разрешена добыча ГУП. Соответственно, если ущерб нанесен за пределами этой территории, землевладельцы не могут претендовать на получение компенсации.
В случае, когда поле фермера расположено в пойме реки или было выровнено с целью орошения, а после добычи газа земля начала проседать, власти в своих последних отчетах соглашаются с тем, что это может привести к серьезным и необратимым последствиям . Однако доказательство того, что ущерб был нанесен именно добычей ГУП в пределах разрешенной территории, может оказаться сложным и дорогостоящим процессом, требующим консультации экспертов, и потенциально вылиться в судебный спор.
По состоянию на лето 2023 года землевладельцы, представители сельскохозяйственной и ресурсодобывающей отраслей, юристы, правозащитные организации, научно-исследовательские институты и различные правительственные организации активно участвуют в оценке существующей системы компенсаций . В настоящее время продолжается обсуждение возможных ее усовершенствований.
Случай Зены Роннфельдт Как Иллюстрация Проблемы
Поле Зены Роннфельдт расположено в регионе Вестерн-Даунс штата Квинсленд, между городами Далби и Коган. На протяжении последних нескольких лет она отмечает повышение уровня влажности почвы на некоторых участках своего поля. Изменения оказались настолько значительными, что во время сильных дождей на нем стали образовываться водоемы.
Каждый раз избыток воды превращал почву в темное, мокрое и вязкое месиво. На заболоченной местности появлялся налет водорослей, разбавляя черноту болотистой почвы яркими зелеными оттенками. Отсутствие питательных веществ, вымывание азота и отмирание микоризы в почве – в результате поле стало непроходимым для сельскохозяйственной техники, которая увязала в трясине, оставляя на ней глубокие колеи.
Хотя еще десять лет назад Центр изучения изменения климата Квинсленда предсказывал рост количества осадков в связи с изменением климата , последние данные указывают на то, что в период с 2013 по 2019 год на большей части территории штата, включая регион Вестерн-Даунс, преобладали более сухие условия, чем обычно .
Поэтому Зена начала подозревать, что изменения уровня влажности на самом деле вызваны проседанием грунта. Кроме того, она начала испытывать трудности с выращиванием культур.
Мы прорыли дренажные каналы в середине 2020 года и еще раз в конце 2022 года, но обнаружили, что другие участки поля и сами каналы продолжают неравномерно проседать, что приводит к еще большему скоплению воды. В 2022 году нам не удалось ничего вырастить на 120 га поля, и мы не смогли избавиться от сорняков.
Тогда она попыталась выяснить, не вызвано ли проседание грунта добычей газа из угольных пластов.
Ее подозрения подтвердились. Более того, к таким же выводам пришли авторы нескольких комплексных исследований и отчетов, проведенных в регионе за последние несколько лет.
В одном из исследований сообщалось о негативном влиянии добычи газа из угольных пластов в Квинсленде на проседание грунта, использование добываемых вод и сельское хозяйство в целом . Отчет Управления по оценке воздействия на грунтовые воды за 2021 год показал, что сотни метров разгерметизации вблизи месторождений ГУП в районе аллювия реки Кондамин привели к тому, что поверхность земли просела на несколько сантиметров . Год спустя в другом отчете того же управления говорилось, что за последние 18 месяцев проседание, вызванное добычей ГУП, увеличилось со 100 мм до примерно 120 мм в местах зрелых газовых месторождений вблизи аллювия реки Кондамин .
Это привело к поляризации мнений среди местного населения по поводу разработки месторождений ГУП, а также возросшей обеспокоенности последствиями такой деятельности .
В то же самое время Зена Роннфельдт проводила полевые исследования.
Наиболее эффективным способом подтверждения проседания грунта является применение наземных инструментальных методов исследования. Такие методы, как тахеометрическая съемка, обеспечивают высокую точность измерения отдельных точек по вертикали и горизонтали, а также наблюдения с использованием современных датчиков LIDAR могут предоставить достаточно точные данные.
Однако для подтверждения того, что проседание грунта происходило в течение многих лет с помощью подобных методов, их необходимо было применить гораздо раньше. Зена выбрала альтернативный способ: она планирует провести анализ почвы.
Проводя анализ почвы как на просевших, так и на нетронутых участках поля, она сможет сравнить изменения с течением времени, особенно с учетом того, что последние семь лет удобрения вносились равномерно на всей площади. Этот метод мониторинга поможет Зене выявить различия в содержании питательных веществ, вызванные проседанием почвы.
Приняв во внимание неутешительные результаты аналогичных тестов, проведенных местным фермером, Зена также дополнительно проверит содержание углеводородов и BTEX (бензол, толуол, этилбензол и ксилол – летучие органические соединения, содержащиеся в нефтепродуктах). Эти исследования могут выявить взаимосвязь между добычей газа из угольных пластов и появлением в почве вредных соединений.
Кроме того, она собирает исторические данные, например, архивные спутниковые снимки и аэрофотоснимки с самолетов и БПЛА, в поисках полезной информации.
В процессе поиска альтернативных способов для демонстрации того, как изменился отвод воды на моем поле после начала эксплуатации скважин ГУП, я узнала, что у платформы EOS Data Analytics для мониторинга посевов есть так называемые “глаза в небе”, которые отслеживали изменения влажности почвы в нужный мне период времени.
По просьбе Зены ученые EOSDA провели собственное исследование, чтобы выяснить, поможет ли в ее случае аналитика спутниковых данных.
Оценка Проседания Грунта С Помощью Дистанционного Зондирования
Несмотря на то, что анализ оптических спутниковых снимков не позволяет отследить последствия добычи газа из угольных пластов, он может предоставить полезную косвенную информацию.
В некоторых случаях проседание грунта (и вызванное им уплотнение почвы) приводит к повышению влажности почвы. Проседание грунта может вызвать изменения в схеме естественного дренажа и скопление воды на просевших участках. Это может быть особенно заметно после дождей.
Для отслеживания уровня влажности почвы по спутниковым снимкам мы решили использовать EOSDA Crop Monitoring – спутниковую онлайн-платформу точного земледелия для мониторинга полей. Данная платформа, помимо прочего, позволяет изучать динамику значений NDMI. Нормализованный разностный индекс влажности (NDMI) – это показатель, рассчитываемый на основе данных дистанционного зондирования для оценки влажности растительности и выявления водного стресса. Области с более высокими значениями NDMI могут указывать на регионы с повышенной влажностью почвы, что может быть вызвано проседанием грунта.
Из данного видеоматериала видно, что с каждым годом для отвода воды из почвы требуется все больше времени. Именно поэтому Зена была вынуждена в определенный момент вырыть дренажные каналы с целью ускорить этот процесс.
Для того чтобы выяснить, позволяют ли карты NDMI выявить аномальные уровни влажности почвы, ученым EOSDA потребовалось сравнить их с предыдущими схемами дренажа.
Для этого была использована размещенная в открытом доступе цифровая модель рельефа. Она показала, что рельеф на поле Зены имеет уклоны к востоку и северо-востоку, формируя существующую систему водотоков, которые обеспечивают беспрепятственный отток воды. Модель также продемонстрировала, что проседание грунта в центре западной части участка может привести к образованию ряда бессточных впадин.
Сопоставляя динамику NDMI поля с его гидрологической моделью, можно отметить изменения в уровне влагонакопления в западной и южной частях поля, вызванные проседанием грунта.
В данном конкретном случае доказательство того, что проседание является следствием ведущейся поблизости добычи газа из угольных пластов, выходит за рамки возможностей инструментов анализа оптических спутниковых данных.
В конечном итоге мы сообщили Зене, что косвенно и, скорее всего, на основе технологии NDMI можно выявить изменения в динамике влажности почвы, но спутниковых данных недостаточно, чтобы доказать в суде, что они вызваны именно добычей газа вблизи полей.
Что касается спутниковых технологий SAR, то в отчете за 2022 год, опубликованном Geoscience Australia, говорится, что с их помощью в бассейне Сурат, где расположено поле Зены, были обнаружены участки проседания грунта до 100 мм. О том, что это связано с добычей газа из угольных пластов, свидетельствует тот факт, что месторасположение очагов резко отрицательных скоростей движения земной поверхности (которые указывают на проседание) совпадает с расположением скважин .
Параллельно Зена использовала инструмент OGIA LiDAR для сбора дополнительных данных. LiDAR (что означает “обнаружение и определение дальности с помощью света”) – это еще один метод дистанционного зондирования, использующий свет в виде импульсного лазера для измерения расстояния до Земли. В данном случае данные LiDAR были получены в результате пролета самолета на высоте около 2,5 км над поверхностью Земли. Этот инструмент обеспечивает дополнительный слой данных, позволяющий выявить неровности почвы, которые могут быть связаны с проседанием.
Точность этого инструмента LiDAR при разрешении 1×1 м составляет +/-70 мм или +/-50 мм при уровне достоверности 68%, однако полученные с его помощью данные имеют свои недостатки, особенно при использовании на густо поросших растительностью или влажных полях, таких как поле Зены, где сложный рисунок насыпей и борозд может привести к значительному искажению данных. Густая растительность или пожнивные остатки также могут повлиять на точность отражения лазерного луча LiDAR от почвы, еще больше снижая эффективность его использования.
Несмотря на эти трудности, Зена пришла к выводу, что данные LiDAR могут сыграть важную роль в обосновании проседания грунта, но только в сочетании с другими данными. Сам по себе инструмент LiDAR не смог бы точно определить участки проседания на неорошаемом поле, а в связке с картами NDMI и аэрофотоснимками он помогает сформировать более четкую и достоверную картину.
Как Нестандартное Мышление Меняет Мир
Зена собрала множество информации, доказывающей, что проседание грунта на ее поле является прямым следствием начавшейся в ноябре 2012 года добычи газа из угольных пластов. Следующим ее шагом может стать обращение в суд с требованием компенсировать понесенные в связи с этим убытки.
Но, как было сказано ранее, система компенсаций в ее ситуации еще требует значительной доработки в целях оптимизации. Таким образом, видение Зены выходит далеко за рамки ее собственной фермы.
Поскольку путь Зены выражает всеобщую обеспокоенность фермеров по поводу будущего их земель и возможности себя обеспечить, она стремится создать на основе своего случая законодательный механизм, который позволил бы им требовать компенсации в простой и понятной форме.
Мы, фермеры, наслаждаемся своей работой, и именно мысль о том, что мы кормим и одеваем людей, поддерживает в трудные времена, когда наступает засуха или град. Но мы должны стремиться оставить свои поля в лучшем состоянии, чем когда мы их покупали. Это наша ответственность перед будущими поколениями.
В качестве промежуточного результата своих усилий Зена смогла представить свои критические замечания к выводам Комиссии по газовым месторождениям Квинсленда. Ей удалось успешно повлиять на членов комиссии, вынудив их признать в своем заключительном отчете риск необратимых негативных последствий добычи ГУП для близлежащих полей.
Для команды EOSDA пример Зены Роннфельдт является доказательством силы индивидуальных действий в борьбе с систематическими проблемами. Это напоминание о том, что каждый из нас может внести свой вклад в сохранение окружающей среды и обеспечение устойчивого сельского хозяйства.
Мы очень гордимся тем, что наша технология является катализатором устойчивого развития сельского хозяйства, отражая дух нашей компании. Нас очень вдохновляют такие фермеры, как Зена, которые изучают свои поля с помощью технологий, подобных нашим, и стремятся нормативно закрепить требования более бережного отношения к земле на государственном уровне. Их приверженность принципам устойчивого развития придает смысл нашей работе и укрепляет наше стремление к внедрению инноваций во благо всей планеты.
Когда речь идет об окружающей среде, каждое действие и каждый голос имеет значение.
Этот социальный проект создан в соответствии с видением EOSDA сделать космические технологии глобальной движущей силой устойчивого развития на Земле. Если вы хотите рассказать историю, связанную с этой идеей, и считаете, что наши решения могут помочь в ее развитии, пишите нам на pr@eosda.com.
Об авторе:
Максим Сущук работает над реализацией визии EOSDA – сделать космические технологии двигателем устойчивого развития на Земле. Имеет более 15 лет опыта в журналистике и создании контента для известных украинских стартапов, благотворительных фондов и ESG-бизнесов. Являясь руководителем и соучредителем PR Army, Максим привлекает внимание к человеческим и социальным потерям от агрессии против Украины.
Последние cтатьи
Антракноз: Как Выявить И Контролировать Заболевание
Антракноз быстро распространяется и может уничтожить многие сельскохозяйственные культуры. Узнайте о методах раннего выявления и вариантах лечения для защиты посевов.
Выращивание Табака От А До Я: Посев, Уход, Сбор И Сушка
Выращивание табака сопряжено со сложностями из-за высоких требований культуры к климату, почве и питанию. Однако современные технологии точного земледелия помогают справляться с этими вызовами.
Калийные Удобрения: Как И Когда Вносить
Калийные удобрения укрепляют растения, помогая им процветать. Узнайте, как использовать калий для поддержания продуктивности полей на высшем уровне.