Břidlicový plyn je zemní plyn (metan) vázaný hluboko v usazených horninách, které vznikly z nánosů bahna s příměsí organického materiálu na dně prehistorických moří. Těmto horninám se říká břidlice. Vyznačují se velmi těsnou zrnitou a vrstevnatou strukturou, která zabraňuje přesunu plynu vzhůru. Plyn tedy zůstává zachycen mnohem hlouběji, než jsou plynové kapsy, ze kterých se až dosud zemní plyn těžil.

 

Břidlice, které mají ekonomicky využitelné množství plynu se nacházejí tři až šest kilometrů pod povrchem, kde je teplota natolik vysoká, že z většiny organického materiálu vznikne zemní plyn. Část vytvořeného plynu se drží v přirozených zlomech, část se nachází v pórech a část se navázala na organický materiál. Plyn, který je ve zlomech, je uvolněn při těžbě okamžitě. Ten, který se navázal na organický materiál, se do vrtu uvolňuje postupně.

  

 

 

Odhaduje se, že břidlicového plynu je ohromné množství. Podle studií z roku 2011 je jenom ve Spojených státech 2,3 x 1 013 kubických metrů břidlicového plynu, což je přibližně třetina veškerých odhadovaných zásob plynu v USA. Toto číslo je ale více než dvojnásobek odhadu z roku 2010. Je možné, že zásoby jsou ještě větší.

 

 

Poprvé se začalo těžit v roce 1825 ve Spojených státech. V roce 1970 byla poprvé vyzkoušena těžba ve větším měřítku, protože americká vláda se rozhodla dotovat výzkum. Tento krok vedl k vývoji technologie šikmých vrtů a hydraulického štěpení. Až v roce 1998 použila texaská firma Mitchell Energy zmíněné technologie k těžbě plynu v průmyslovém měřítku. Od té doby je to prudce se rozvíjející obor. V roce 2009 bylo už 14 % spotřeby zemního plynu v USA pokryto břidlicovým plynem.

 

 

 

Břidlice jsou usazené horniny. Jsou spíše "široké" než "hluboké". A jsou tedy uloženy v ploše spíš rovnoběžně, souběžně s povrchem. Klasický vertikální vrt tedy zasahuje do břidlice jen velmi malou částí a byl by tudíž pro těžbu neučinný. U těžby plynu z břidlic je proto nutné, aby co nejdelší vrt procházel břidlicí, protože plyn se dá extrahovat jen v relativně blízkém okolí vrtu. Těžaři tedy nejprve vrtají vertikálně. V blízkosti vrstvy břidlice hlavu vrtáku stočí do úhlu a pokračují ve vrtání samotnou břidlicí. 

 

Vytvořit samotný vrt ale nestačí, protože množství plynu, uniklé z břidlice samovolně, je velmi malé. Je proto nutné v hornině vytvořit velké množství malých trhlin, které plynu umožní uniknout. Tomuto procesu se říká hydraulické štěpení.

 

 
Při hydraulickém štěpení se do vrtu pod tlakem napumpuje velké množství vody a písku s malou příměsí různých chemických přísad. Vysoký tlak vody v břidlici vytvoří trhliny, písek je pak podrží otevřené i po odčerpání vody a zemní plyn pak může takto vytvořeným systémem kanálků unikat vrtem vzhůru.

 

 

Hlavní problém s hydraulickým štěpením je v tom, že se do vrtu musí napumpovat velké množství vody. Navíc s příměsí látek, které by se neměly dostat do podzemních vod a zdrojů pitné vody, které jsou nad vrstvami břidlice. V některých lokalitách je problém pro těžbu najít dostatek vody a pro hydraulické štěpení je jí zapotřebí enormní množství. Uvádí se 7-11 tisíc krychlových metrů vody na vrt.

Směs, která se do vrtů vstřikuje, je složena z 98 až 99,5 procent vody a písku a dále obsahuje malá množství různých chemických přísad, jejichž složení se obvykle v průběhu štěpení obměňuje. Přídavné chemikálie plní mnoho různých funkcí a jsou hlavním ekologickým problémem těžby, ať už domnělým nebo reálným. Popis jejich škodlivostí se dokument od dokumentu liší a různý je i přístup zemí. Spojené státy těžbu břidlicového plynu podporují, zatímco například Francie ji zatím zcela zakázala.