Decennialang heeft olie de energie geleverd die onze huizen verwarmt en onze auto’s laat rijden.
De Noordzee levert veel van dit kleverige zwarte goedje, want daar pompen olieplatforms al tientallen jaren miljoenen kubieke meters op. Het winnen, distribueren en verbranden van de olie stoot echter heel veel CO2 uit.
Op de Noordzee wemelt het van deze klimaatzondaars uit het verleden, maar nu moeten ze de CO2-schuld terugbetalen door verzameld kooldioxide in de bodem te pompen waar de olie vandaan kwam.
Binnenkort varen schepen volgeladen met CO2 naar het olieveld Nini in de Deense Noordzee om de waarde van de methode te bewijzen. Als de proef een succes wordt, kunnen we aan de vooravond staan van een van de grootste CO2-opslagprojecten ooit.
Gas ter plekke opgevangen
De wereld schakelt over op hernieuwbare energie en vermindert de CO2-uitstoot. Het CO2 dat we al hebben uitgestoten en blijven uitstoten terwijl we de overgang maken, vormt echter een groot probleem.
Willen de klimaatveranderingen geen wereldwijde rampen van hongersnood, overstromingen en oorlog veroorzaken, dan moeten we de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer verminderen.
Daarom ontwikkelen ingenieurs installaties die CO2 uit de lucht kunnen opvangen. Zo heeft het energiebedrijf Climeworks in IJsland een proefinstallatie opgezet die lucht aanzuigt, kooldioxide eruit filtert en schone lucht uitstoot.
In IJsland heeft het bedrijf Climeworks de Orca-fabriek gebouwd, die CO2 uit de atmosfeer filtert en schonere lucht uitstoot.
Maar bij het Project Greensand, dat een proef doet met CO2-opslag in de oude olievelden, wordt het kooldioxide al vóór het in de atmosfeer komt opgevangen: bij chemische fabrieken in Antwerpen.
Chemisch proces vangt broeikasgas op
1: Gas wordt gebonden aan vloeistof
Rook met CO2 (zwart) van 40 °C uit bijvoorbeeld een fabriek wordt in een absorber gestuurd, waar een basisvloeistof (wit) de CO2-moleculen aan zich bindt (geel).
2: Vloeistof geeft CO2 af
In een desorber wordt de vloeistof (geel) verhit tot 105 °C, zodat het CO2 vrijkomt en wordt doorgepompt. De basisvloeistof (wit) gaat terug naar de absorber.
3: Kooldioxide wordt opgevangen in tanks
Het CO2 wordt afgevoerd en verzameld. Onder hoge druk wordt het kooldioxide een vloeistof die per schip kan worden vervoerd en in de Noordzeebodem kan worden gepompt.
Het gas wordt dan in tanks gepompt, waar het zozeer onder druk wordt gezet dat het vloeibaar wordt – net als het gas in een aansteker. Maar het vloeibare CO2 blijft niet in de tanks.
Het zal worden opgeslagen waar ooit olie was – diep in de zeebodem.
Het Siri-olieveld zal tot 30 miljoen ton CO2 per jaar opslaan. Dit is ongeveer een zevende van de jaarlijkse uitstoot van Nederland.
De bodemlagen waaruit we in het verleden olie hebben opgepompt, zijn bijna de perfecte CO2-opslagplaats. Totdat we in de lagen gingen boren, vormden ze duizenden jaren lang een van nature afgesloten, luchtdichte CO2-val.
En daar kunnen we ze weer voor gaan gebruiken.
Olieval is perfecte opslag
Olie bestaat uit plantaardige resten die langdurig aan een hoge druk en temperatuur blootgesteld zijn geweest. Veel olieafzettingen dateren uit het krijt en de jura, meer dan 100 miljoen jaar geleden.
De bodemlagen waarin de olie zich vormt, worden bronlagen genoemd. Van hieruit welt de olie langzaam op door scheuren en poreuze gesteentelagen, tot hij een ‘olieval’ bereikt – zoals een dichte bedekking van leisteen.
Om de olie te winnen, wordt er door dit ‘deksel’ heen geboord en wordt de olie omhoog gepompt uit bijvoorbeeld een zandsteenlaag die enkele kilometers onder de zeebodem kan liggen.
En als een olieveld leeg is, zit er niets anders op dan het platform te slopen.
Maar na tal van onderzoeken hebben ingenieurs ontdekt dat een deel van de platforms kan worden hergebruikt voor de opslag van CO2-.
Zandsteen kapselt gas in
In zijn Antwerpse fabrieken produceert INEOS ethyleenoxide, dat onder meer wordt gebruikt in wasmiddelen, oplosmiddelen en kunststoffen.
INEOS maakt deel uit van Project Greensand, dat de belangrijke pilottest leidt om olieplatforms als CO2-opslagtechnologie te testen.
Het CO2 dat wordt verzameld in de chemische fabrieken van INEOS, wordt in speciale koel- en druktanks ter grootte van een container gepompt.
Een speciaal gebouwd schip brengt de containers vervolgens naar het Nini-veld in de Noordzee. Tijdens de proeven wordt CO22 via een bewegend platform door het Nini West-olieplatform naar een oud olieveld gepompt.
Schepen met tanks die CO2 onder druk opslaan, zullen het gas naar oude olieplatforms brengen, die het vervolgens in de zeebodem kunnen pompen.
Op termijn kunnen er CO2-putten worden bijgeboord en nieuwe leidingen worden gelegd van de oude platforms naar de zeebodem. Dit zal gebeuren als ingenieurs inschatten dat de buizen die voor de olie gebouwd zijn, beschadigd dreigen te worden door het CO2.
Als de ingenieurs nieuwe olieputten boren voor CO2-opslag, kunnen ze de oude, lege oliepijpleidingen gebruiken om sensoren in neer te laten die controleren hoe CO2-opslag het gesteente in de opslaglagen beïnvloedt.
In principe zal de CO2-opslag er voor altijd zijn, dus is het noodzakelijk om na te gaan of het gas niet weglekt.
Platform pompt CO2 de zeebodem in
Een test op het Nini West-platform in de Noordzee zal aantonen of oude olieplatforms CO2 in de zeebodem kunnen pompen. Een mobiel platform sluit aan op het oude platform en pompt het gas in de lege oliebron.
1: Schip levert vloeibaar CO2
Een speciaal gebouwd schip (geel) met druktanks vol CO2 arriveert en pompt het vloeibare gas in tanks op een bewegend platform (blauw), dat verbonden is met het vaste platform (rood).
2: CO2 wordt naar beneden gepompt
De leidingen op het oude platform (rood) kunnen aangetast worden door het vloeibare CO2. Daarom wordt het kooldioxide via een smalle metalen buis op het bewegende platform (blauw) naar beneden gepompt.
3: Klei houdt CO2 vast
CO2 (geel) wordt 1800 meter diep in de zeebodem gepompt, waar het vloeibare gas de holtes vult in een poreuze zandsteenlaag (lichtbruin). Daarboven fungeert een laag klei (donkerbruin) als een dicht deksel.
Op de zeebodem monitoren andere sensoren het CO2-niveau in het water om na te gaan of er gas lekt, en seismische activiteit, die de opslag kan verwoesten.
Het is de bedoeling dat de eerste liter vloeibaar CO2 in 2025 naar beneden wordt gepompt, en vanaf 2030 zullen het Nini-veld en de nabijgelegen platforms in het zogeheten Siri-gebied jaarlijks 4 tot 8 miljoen ton CO2 afvangen. Daarmee kan Project Greensand alleen al ruim 15 procent van de CO2-reductie leveren waartoe Nederland zich voor 2030 heeft verplicht.
Geologische analyse duidt erop dat het Siri-gebied uiteindelijk tot 30 miljoen ton CO2 per jaar zou kunnen opslaan. Dit komt overeen met een zevende van de totale uitstoot van Nederland op dit moment.
‘De opslag kan ons tijd geven om nieuwe CO2-neutrale technologie te ontwikkelen.’ EU-verslag over CO2-opslag
Tijdens de proefperiode zal het CO2 worden vervoerd door een schip dat 40 containers met in totaal 800 ton vloeibaar koolstofdioxide kan verwerken. Later zal de capaciteit worden verhoogd tot 20.000 ton per tocht, terwijl de frequentie kan oplopen tot een schip per dag. Dat wordt dus veel verkeer in het Siri-gebied.
Nini-veld kan eerste van vele zijn
Als we op grote schaal CO2 opslaan in de Noordzeebodem, winnen we kostbare tijd om CO2-neutrale technologieën te ontwikkelen zonder daarbij onherstelbare schade toe te brengen aan het klimaat.
Deskundigen schatten dat het broeikasgas duizenden jaren kan sluimeren en dat de kans op lekkage minimaal is. Net zoals aardgas niet zomaar uit zichzelf uit de grond opborrelt, zal ook de CO2-opslag in de ondergrondse olieval zitten.
Als de proef van Project Greensand slaagt, zijn de mogelijkheden voor koolstofdioxideopslag enorm. Wereldwijd hebben honderden boorplatforms olie en aardgas uit de grond gepompt, maar nu kunnen ze de pomp omkeren en CO2 wegpompen om het klimaat te redden.
De hele wereld stoot tegenwoordig zo’n 40 gigaton CO2 per jaar uit. Britse wetenschappers schatten in 2022 dat de Noordzee 440 gigaton CO2 kan opslaan – ruwweg 11 keer de jaarlijkse uitstoot van de wereld.
CO2-opslag in de bodem – zowel op het land als in zee – kan van cruciaal belang zijn om de opwarming van de aarde af te remmen. Klimaatwetenschappers hebben berekend dat als we 2700 gigaton CO2 opslaan in 2100, de temperatuurstijging onder de bekende 2 °C kan worden gehouden die in het Akkoord van Parijs is vastgelegd.
Of de Noordzee gaat veranderen in een gigantische CO2-opslagplaats, zal de komende vijf tot tien jaar worden beslist. Dan staan de platforms misschien weer op de websites van milieuorganisaties – niet in paniekverhalen, maar om aan te tonen hoe bestaande technologie kan worden verfijnd en gebruikt in de strijd tegen klimaatverandering.