La perforazione di gas naturale con fratture idrauliche orizzontali ad alto volume (di seguito denominate "fracking") è esplosa sulla scena energetica negli ultimi 5 o 6 anni e la promessa di vaste riserve di gas naturale sotto il suolo americano ha provocato una vera e propria corsa al gas naturale. Una volta sviluppata la tecnologia, nuove piattaforme di perforazione apparvero in tutti i paesaggi in Pennsylvania, Ohio, Virginia Occidentale, Texas e Wyoming. Molti sono preoccupati per le conseguenze ambientali di questo nuovo approccio alla perforazione; ecco alcune di queste preoccupazioni.
Durante il processo di perforazione, grandi quantità di roccia macinata, mescolata con fango di perforazione e salamoia, vengono estratte dal pozzo e trasportate fuori dal sito. Questi rifiuti vengono quindi sepolti nelle discariche. Oltre al grande volume di rifiuti che deve essere sistemato, una preoccupazione per i tagli di trapano è la presenza di materiali radioattivi naturali presenti in essi. Il radio e l'uranio possono essere trovati nelle talee di trivellazione (e acqua prodotta - vedi sotto) da una proporzione di pozzi, e questi elementi alla fine fuoriescono dalle discariche nel terreno circostante e nelle acque superficiali.
Una volta che un pozzo è stato perforato, grandi quantità di acqua vengono pompate nel pozzo ad altissima pressione per fratturare la roccia in cui si trova il gas naturale. Durante una singola operazione di fracking su un singolo pozzo (i pozzi possono essere frackizzati più volte nel corso della loro vita), vengono utilizzati in media 4 milioni di litri d'acqua. Questa acqua viene pompata da corsi d'acqua o fiumi e trasportata su camion al sito, acquistata da fonti idriche municipali o riutilizzata da altre operazioni di fracking. Molti sono preoccupati per questi importanti prelievi idrici e temono che possa abbassare la falda acquifera in alcune aree, portando a pozzi asciutti e habitat ittico degradato.
Un lungo e vario elenco di additivi chimici viene aggiunto all'acqua nel processo di fracking. La tossicità di questi additivi è variabile e molti nuovi composti chimici vengono creati durante il processo di fracking quando alcuni degli ingredienti aggiunti si rompono. Quando l'acqua fracking ritorna in superficie, deve essere trattata prima dello smaltimento (vedere Smaltimento dell'acqua di seguito). La quantità di sostanze chimiche aggiunte rappresenta una frazione molto piccola del volume totale di acqua fracking (circa l'1%). Tuttavia, questa piccolissima frazione toglie il fatto che in termini assoluti vengono utilizzati volumi piuttosto grandi. Per un pozzo che richiede 4 milioni di litri d'acqua, vengono pompati circa 40.000 litri di additivi. I maggiori rischi associati a questi prodotti chimici si verificano durante il loro trasporto, poiché i camion cisterna devono utilizzare le strade locali per portarli alle pastiglie. Un incidente che riguardava versamento di contenuti avrebbe significative conseguenze per la sicurezza pubblica e per l'ambiente.
Una grande parte delle prodigiose quantità di acqua pompata nel pozzo torna indietro quando il pozzo inizia a produrre gas naturale. Oltre alle sostanze chimiche dannose, ritorna anche la salamoia che era naturalmente presente nello strato di scisto. Ciò equivale a un grande volume di liquido che viene rilasciato in uno stagno fiancheggiato, quindi pompato in camion e trasportato per essere riciclato per altre operazioni di perforazione o per essere trattato. Questa "acqua prodotta" è tossica, contenente sostanze chimiche fracking, alte concentrazioni di sale e talvolta materiali radioattivi come il radio e l'uranio. Anche i metalli pesanti provenienti dallo scisto sono preoccupanti: l'acqua prodotta conterrà piombo, arsenico, bario e stronzio, ad esempio. Si verificano fuoriuscite da stagni di ritenzione falliti o trasferimenti falliti ai camion che hanno un impatto sui corsi d'acqua locali e sulle zone umide. Quindi, il processo di smaltimento dell'acqua non è banale.
Un metodo è pozzi di iniezione. Le acque reflue vengono iniettate nel terreno a grandi profondità sotto strati rocciosi impermeabili. L'altissima pressione utilizzata in questo processo è accusata di sciami di terremoti in Texas, Oklahoma e Ohio. Il secondo modo in cui è possibile smaltire le acque reflue di fracking è negli impianti di trattamento delle acque reflue industriali. Ci sono stati problemi con trattamenti inefficaci negli impianti municipali di trattamento delle acque della Pennsylvania, quindi ora la pratica è terminata e possono essere utilizzati solo impianti di trattamento industriale approvati.
I pozzi profondi utilizzati nell'idrofracking orizzontale sono rivestiti con involucri di acciaio. A volte questi involucri falliscono, permettendo alle sostanze chimiche fracking, alle salamoie o al gas naturale di sfuggire negli strati rocciosi più superficiali e contaminando gravemente le acque sotterranee che possono raggiungere la superficie da utilizzare per l'acqua potabile. Un esempio di questo problema, documentato dalla Environmental Protection Agency, è il caso di contaminazione delle acque sotterranee di Pavillion (Wyoming).
Il metano è un componente importante del gas naturale e un gas serra molto potente. Il metano può fuoriuscire da involucri danneggiati, teste di pozzi o può essere scaricato durante alcune fasi di un'operazione di fracking. Insieme, queste perdite hanno impatti negativi significativi sul clima.
Le emissioni di anidride carbonica derivanti dalla combustione di gas naturale sono molto più basse, per quantità di energia prodotta, rispetto alla combustione di petrolio o carbone. Il gas naturale sembrerebbe quindi un'alternativa ragionevolmente buona a più CO2 carburanti intensivi. Il problema è che durante l'intero ciclo di produzione del gas naturale viene rilasciata una grande quantità di metano, annullando alcuni o tutti i vantaggi del cambiamento del gas naturale rispetto al carbone. Si spera che le ricerche in corso forniranno risposte su ciò che è meno dannoso, ma non vi è dubbio che l'estrazione e la combustione di gas naturale producano grandi quantità di gas a effetto serra e quindi contribuiscano al cambiamento climatico globale.
Pozzi, strade di accesso, stagni di acque reflue e condutture attraversano il paesaggio nelle regioni produttrici di gas naturale. Ciò frammenta il paesaggio, riducendo le dimensioni delle zone di habitat della fauna selvatica, isolandole l'una dall'altra e contribuendo all'habitat dannoso del bordo.
Il fracking per il gas naturale nei pozzi orizzontali è un processo costoso che può essere fatto solo economicamente ad alta densità, industrializzando il paesaggio. Le emissioni e il rumore dei camion diesel e delle stazioni di compressione hanno un impatto negativo sulla qualità dell'aria locale e sulla qualità della vita generale. Il fracking richiede grandi quantità di attrezzature e materiali che sono essi stessi estratti o prodotti a costi ambientali elevati, in particolare acciaio e sabbia frac.