Slik skal Arktis sikres

Ni oljeselskaper jobber på spreng for å få på plass løsningene som kreves for sikker oljeutvinning i arktiske områder.

Denne artikkelen stod på trykk i PetroMagasinet 5/2013. Les digitalversjonen .

Ifølge US Geological Survey (USGS) befinner 13 prosent av jordens uoppdagede petroleumsressurser og 30 prosent av naturgassen seg i Arktis – mesteparten under havbunnen. Dette gjør Arktis til et av de mest lovende, potensielle områdene for energiutvinning i fremtiden.

Nå er det imidlertid ikke slik at det bare er å slepe opp en rigg og bore i vei. En av de viktigste problemstillingene knyttet til arktisk petroleumsutvinning er hvordan man skal gardere seg mot miljøkatastrofer.

LES OGSÅ: Skal knekke arktiske nøtter

Samarbeider om beredskapspakke

Dette er i korte trekk bakgrunnen for at ni oljeselskaper lanserte ”Arctic Oil Spill Response Technology – Joint Industry Programme (heretter JIP), under Arctic Frontiers Conference i Tromsø i 2012.

Det overordnede målet i programmet er å få på plass en komplett verktøykasse for oljevernberedskap. Joseph Mullin, som leder det faglige arbeidet i JIP-organisasjonen, forteller at mye av arbeidet går på å videreutvikle og kombinere allerede eksisterende løsninger.

LES OGSÅ: Oppdager små lekkasjer med dråpeteller

– Flere av metodene vi har med i programmet har allerede vært i bruk av oljebransjen i flere tiår. Vårt mål med JIP-en er å forstå de miljømessige utfordringene og videreutvikle teknologien, slik at vi til slutt sitter igjen med en komplett og fungerende verktøykasse for oljevernberedskap i arktiske områder, forteller Mullin til PetroMagasinet.

På arbeidslisten sin har JIP-en satt opp ti forskjellige prosjekter fordelt på seks forskjellige emner de skal forske videre på. Før 2016 er omme skal det publiseres totalt 18 forskjellige rapporter. Den første puljen – 6 rapporter – ble frigitt nå i høst.

– Vi har et omfattende program, som inkluderer laboratoriearbeid, feltarbeid og datainnsamling, med et overordnet mål om å demonstrere forbedring i oljevernberedskapen.

På spørsmål om hva som er den største utfordringen med arktiske områder sammenlignet med varmere strøk, svarer Mullin – ikke helt overraskende – is. Samtidig understreker han at tilstedeværelse av is også kan være positivt.

– I noen tilfeller vil isen spille på lag med beredskapsutstyret. Den vil for eksempel kunne fungere som en naturlig lense som samler oljen i et tettere område, mens kolliderende is kan bidra til å sette fart på oljens nedbrytningsprosess, sier Mullin.

LES OGSÅ: Is er ingen hindring

Det nærmer seg to år siden programmet ble lansert, og Mullin ser frem til fortsettelsen.

– Det er nå den morsomme delen med lab-tester, prosjektering og praktiske forsøk begynner, sier han.

Beredskapspakken

JIP-organisasjonen har diskutert, valgt og valgt bort en rekke forskjellige løsninger for oppsamling av oljesøl, og sitter igjen med en solid samling som skal analyseres, testes og videreutvikles. Her er de viktigste:

Fjerndeteksjon og -måling

Det er kritisk å oppdage et eventuelt utslipp så tidlig som overhodet mulig.

I en beredskapspakke for oljeutslipp er det én komponent som er spesielt kritisk, og det er utstyret man har for å oppdage utslippet så tidlig som mulig. Det er også viktig å få lest av hvor mye oljen har spredt seg, tykkelsen på utslippet og andre data som vil være avgjørende for hvilke tiltak man iverksetter for å rydde opp.

Det er allerede utviklet en rekke forskjellige sensorer til dette formålet, hver og én med sine spesifikke styrker og svakheter. JIP-prosjektet har som mål å systematisk teste og sammenligne de forskjellige sensorene under kontrollerte forhold.

Arktiske områder byr på en rekke utfordringer, der is er det mest opplagte problemet. Her må man ha på plass sensorer som ikke bare registrerer oljesøl i vannflaten, men oppå, under og inni isen. Alle områder er like viktige, og det trengs derfor en pakke som har oversikt fra alle vinkler.

Satelitter, undervannssensorer og hunder

Hvor man kan plassere sensorer og radarer ser ikke ut til å ha noen definerbare grenser. Satelitter kan holde et øye med enorme områder, mens fly med sofistikert utstyr for overvåkning av forurensing allerede patruljerer arktiske områder med skipstrafikk.

Luftbasert overvåkning egner seg imidlertid best i områder som har små til moderate mengder is og forholdsvis god sikt, mens fullstendig islagte områder krever andre metoder. Her kan man for eksempel bruke en AUV (Autonomous Underwater Vessel), altså et ubemannet undervannsfartøy utstyrt med sensorer for å avsløre oljesøl nedenfra og opp.

Det finnes også overflatepenetrerende radarer som kan taues fysisk over isen, og oppdage olje som befinner seg under snø eller inni is. En annen effektiv metode er å bruke spesialtrente hunder, som kan lukte seg frem til olje.

Vil ha komplett overvåkning

I JIP-programmet jobbes det systematisk med å sammenligne de forskjellige sensorene og metodene som finnes i dag, og det jobbes også med å utvikle nye, eksperimentelle sensorer. Et eksempel er en såkalt FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)-radar som bruker et lignende prinsipp som ved seismikkskyting. Her sender man en signalbølge ned mot isen fra et lavtflygende helikopter, som ut fra de reflekterte dataene vil registrere mistenkelige avvik.

Den langsiktige målsetningen er å sette sammen en fjernmålingspakke som er i stand til å oppdage oljesøl under alle forhold man kan støte på i Arktis.

Mekanisk oppsamling

Oljelenser er en effektiv måte å få kontroll over overflateoljen på.

Mekanisk oppsamling av oljesøl er regnet som det vanligste, og oftest foretrukne, tiltaket i mange regioner, da denne metoden innebærer at man får gjenvunnet oljen.

Her brukes oftest en eller flere lenser i kombinasjon med en skimmer for å få opp oljen. Mens de fleste mekaniske oppsamlingssystemer er utviklet for bruk i åpent hav, er det i senere tid utviklet flere typer skimmere spesielt for oppsamling av olje i is.

Disse skimmerne bruker vanligvis en beltebørste for å skille ut oljen, og kan være utstyrt med oppvarmingsapparater, isdelere og avanserte systemer som kan pumpe opp tyktflytende blandinger av is, olje og vann.

Kombinasjonen av lenser og skimmere fungerer best der iskonsentrasjonen er på 30 prosent eller mindre. I områder der man har en konsentrasjon på 60 prosent eller mer, vil isen i seg selv ofte fungere som en lense, og kan dermed bidra til å gjøre oljesølet lettere å få opp.

In situ-brenning (ISB)

In situ-brenning kan fjerne over 90 prosent av oljesølet på kort tid.

In situ-brenning (ISB) er en velutprøvd og effektiv metode for fjerning av oljeutslipp som ligger i havoverflaten. Som navnet antyder innebærer in situ-brenning at man setter fyr på oljen mens den fremdeles ligger i havoverflaten, og forbrenner den. Under optimale forhold kan man på denne måten bli kvitt over 90 prosent av oljen på kort tid. Metoden er tatt i bruk jevnlig siden 1950-tallet, blant annet i opprydningsarbeidet etter Deep Horizon-ulykken i Mexicogolfen i 2010.

En av fordelene med in situ-brenning er at det kreves lite utstyr for å ta metoden i bruk. Bryter man det ned til basisen er det i praksis kun tre elementer som må være på plass: Olje, oksygen og en antenningskilde. Olje og oksygen har man av opplagte årsaker nok av i situasjonene der in situ-burning vil være aktuelt, og antenningskilden kan være alt fra en propanfakkel til poser med brennbart materiale som antennes fra et fartøy eller helikopter.

Oljelaget som skal brennes av må også ha en viss tykkelse. Minstegrensen er satt til mellom 1 og 10 millimeter, litt avhengig av forholdene man står overfor.

I den første rapport-puljen fra JIP-en bekreftes det at det allerede finnes teknologi for å gjennomføre kontrollert ISB av oljesøl under et bredt spekter av isforhold, og at det finnes en betydelig mengde vitenskapelig og teknisk kunnskap på feltet. ISB regnes derfor som en av de viktigste teknikkene for fjerning av oljesøl i arktiske områder.

Metoder for avgrensning av In Situ-brenning

I praksis er det selvsagt ikke slik at man bare lokaliserer utslippet og slenger en fakkel på sjøen. Det er en rekke faktorer som skal tas hensyn til med tanke på både sikkerhet og for å forsikre seg om at man får forbrent så mye som mulig av oljen.

Det kanskje viktigste punktet før man setter fyr på et oljeutslipp er å dra oljen sammen i et begrenset område. Dette sørger for at man har mer kontroll over brannen, samtidig som forbrenningsprosessen går raskere da oljelaget blir mer kompakt.

En effektiv måte å begrense området på er å bruke lenser laget av flammehemmende materialer. Denne metoden innebærer at et skip tauer lensene gjennom utslippsområdet, og drar med seg råoljen som ligger på toppen. En 150 meter lang lense er tilstrekkelig til å svi av mellom 50 og 100 kubikkmeter råolje på under to timer.

Det er imidlertid ikke alltid mulig å bruke lenser i arktiske områder, spesielt ikke der det er høy konsentrasjon av pakk- og drivis. Her har man et annet verktøy – såkalte ”kjemiske gjetere”. Dette er kjemikalier som sprøytes langs yttergrensen av oljeutslippet, og presser oljeflakene sammen. Dette gjør oljelaget konsentrert nok til at man kan svi det av.

Selv om is i seg selv er den største utfordringen når det kommer til oljeberedskap i arktis, kan den i noen tilfeller bidra til å gjøre jobben enklere. I delvis islagte områder vil den kunne fungere som en naturlig barriere, og med riktig vindretning eller bruk av kjemiske gjetere vil oljen samles mot denne, slik at ISB kan iverksettes.

Dispergering

Dispergeringsmidler bryter opp oljelaget i mindre flak, og gjør oljen mer apetittelig for bakterier.

I likhet med de fleste andre naturressurser har også råolje en nedbrytningsprosess, men hvor lang tid denne tar avhenger av mange ytre faktorer. For eksempel vil vind og sterke bølger bryte opp oljelaget i mindre flak, som igjen blir små dråper før de til slutt blir mat for bakterier i sjøen.

Ved et stort oljeutslipp er det urealistisk at naturen rydder opp før det allerede har fått store konsekvenser for miljøet, og da kan bruk av dispergeringsstoffer være redningen. Dette foregår i praksis ved at oljen blir tilsatt en kjemisk blanding som bryter opp oljelaget – litt samme prinsipp som når du bruker håndsåpe – slik at bakteriene kan gjøre jobben raskere.

For få ytterligere fart på prosessen kan man tilsette naturlige næringssalter som får bakteriene til å blomstre opp i antall. Man forsterker altså hæren som skal ta seg av den allerede svekkede fienden.

Det er flere faktorer som i mange tilfeller vil kunne gjøre dispergering til det mest aktuelle tiltaket ved et oljeutslipp. Det viktigste punktet er lav responstid og høy effektivitet. Dispergeringsmidlene kan slippes fra både skip, helikopter og fly, og kan derfor tilsettes over store områder på kort tid.

Et av forskningsområdene JIP har lagt mye vekt på er hvordan dispergeringsmidler vil fungere i arktiske farvann, der temperaturen ligger vesentlig lavere enn andre steder man har brukt metoden.

De foreløpige rapportene mer enn antyder at det er liten grunn til bekymring. Bakteriene i arktiske områder har tilpasset seg de lave temperaturene, og vil begynne å fortære dispergert olje iløpet av få dager. Under enkelte omstendigheter vil kjemikaliene faktisk være mer effektive enn under varmere forhold, og tilstedeværelse av is kan bidra til å øke tidsvinduet man har til å få på plass midlene.

LES OGSÅ:

• Fremtidens informasjonshub for Arktis
• – Vi har ingen problemer, bare utfordringer (Digitalutgaven av PetroMagasinet 2/13)