Gasschip

Reuzenvaartuig moet ons voorzien van groen gas

Olie en steenkool zitten in het verdomhoekje, maar aardgas heeft nog een toekomst. Een vloot enorme varende raffinaderijen gaat gas winnen in velden die diep in de zeebodem liggen en voorheen niet bereikbaar waren.

Shell

Drie sleepboten in de Indische Oceaan verrichten zwaar werk. Al is elke boot ruim 75 meter lang, in vergelijking tot het
gigantische rode vaartuig dat ze achter zich aan slepen, lijken het wel speelgoedbootjes.

De Shell Prelude, zoals de rode kolos heet, is niet alleen het grootste schip ooit, maar ook een van de eerste boten met een complete gasraffinaderij.

De Shell Prelude is de aanvoerder van een nieuwe vloot van varende platformen die gas uit onderzeese gasvelden ver uit de kust winnen.

Deze velden zijn belangrijk, want ze bevatten het grootste deel van al het aardgas op aarde. Schepen als de Prelude zijn dan ook cruciaal voor de overstap van de wereld op groenere energie.

Het systeem is zo stevig dat het zelfs bestand is tegen de extreme orkanen die maar eens in de 10.000 jaar voorkomen.

Schip is bestand tegen orkanen

De Prelude heeft twee grote voordelen ten opzichte van een traditioneel boorplatform. Ten eerste drijft het en zit het niet vast aan de zeebodem. Daardoor is het schip zelfs opgewassen tegen de tropische orkanen van 300 km/h die huishouden in het zuidoosten van de Indische Oceaan.

Hier zal de Prelude gas winnen uit het zogeheten Browse Basin, dat 275 meter diep onder water ligt op meer dan 200 kilometer uit de noordwestkust van Australië. Het vaarwater wordt er regelmatig geteisterd door enkele van de allerzwaarste tropische orkanen die op aarde voorkomen. Daarom hebben ingenieurs een toren door de hele steven van het vaartuig laten lopen.

Deze toren zit vast aan de zeebodem met 16 van de krachtigste kettingen ter wereld, en de rest van de Prelude kan daar vrij omheen draaien. Het systeem is zo stevig dat het zelfs bestand is tegen de extreme orkanen die maar eens in de 10.000 jaar voorkomen.

De sterke verankering van het vaartuig

16 reuzenankers houden het schip vast

De Prelude zit vast aan 16 ankerkettingen. Elk anker is een 65 meter lange pijler die in de zeebodem gaat. Vanuit een permanente gasbron op de bodem van de zee wordt het gas naar de Prelude opgepompt.

  • Draaitoren van het gasschip

    De steven is hol

    Door de steven loopt een holle toren van 100 meter hoog, 30 meter in doorsnee en 11.000 ton zwaar, waardoor gas uit de bodem naar de verwerkingsinstallatie loopt.

  • Het hele schip kan om zijn ankerkettingen draaien

    Beweeglijk vaartuig kan tegen orkanen

    De romp draait vrij om de verankeringstoren heen, waardoor het schip bestand is tegen categorie 5-orkanen.

Het tweede voordeel van de Prelude is dat het schip in zijn 488 meter lange romp een complete raffinaderij heeft. Daardoor kan het gas zuiveren, veredelen tot allerlei producten en koelen tot -162 °C.

Bij deze temperatuur gaat aardgas in een andere fase over: van gas naar vloeistof, net zoals waterdamp op een koud oppervlak tot water condenseert. In vloeibare toestand neemt aardgas 600 keer zo weinig plek in als in zijn gasvormige toestand.

Daardoor is het met een tankschip direct van het boorplatform naar consumenten overal op de aardbol te brengen. De techniek waarmee dat gebeurt is FLNG: floating liquefied natural gas.

Schadelijke stoffen uit het gas gehaald

De Prelude kan het gas koelen tot -162 °C en vloeibaar maken. Maar eerst moet de ruwe grondstof door een aantal chemische zuiveringsstations worden gehaald om onzuiverheden te verwijderen die de kwaliteit van het gas verminderen en kwetsbare apparatuur aan boord dreigen te vernielen.

Afgieten vloeistof

In een tank worden water en condensaat – dunne, lichte olie – gescheiden en afgetapt.

Toevoegen aminen

Voor afvoer van waterstofsulfiden en CO2 worden ammoniakverbindingen (aminen) toegevoegd.

Afvoer waterdamp

De laatste waterdamp wordt verwijderd door een stof die zich hecht aan watermoleculen en bezinkt.

Zeewater koelt gas

Het gas wordt tot -162 °C gekoeld, waar 50 miljoen liter koud zeewater per uur voor wordt gebruikt.

Gas wordt vloeistof

Gas wordt vloeistof

Koud gas condenseert en wordt dan gecomprimeerd tot 1/600 van zijn eerdere volume.

Met een compleet veredelings- en koelsysteem aan boord van de Prelude is het niet nodig om een lange pijpleiding te bouwen naar de dichtstbijzijnde grote havenstad, waardoor het gas onbetaalbaar zou worden.

Feitelijk is de FLNG-technologie de enige waarmee het mogelijk is het gas op te diepen uit de vele onderzeese gasvelden op aarde. Geologen schatten dat ongeveer 60 procent van de totale gasreserves ter wereld zich op plekken bevindt waar het alleen met FLNG rendabel kan worden gewonnen.

De Prelude zit vast aan de zeebodem met 16 ankerkettingen, die elk meer dan 60 meter de bodem in gaan. Zie hoe de ingenieurs dit voor elkaar kregen.

600.000 ton blijft drijven

De Prelude is niet alleen het allereerste FLNG-platform dat er is, maar ook veruit het grootste. Desondanks was het een enorme taak voor de ingenieurs om ruimte te maken op het gevaarte voor alle apparatuur die een aardgasfabriek op het land zou hebben.

Halverwege de jaren 1990 begon Shell er al mee, en de ingenieurs zijn er ten slotte in geslaagd om de fabriek tot een kwart van de gebruikelijke omvang te beperken. En toch komt het gewicht van de Prelude nog op 600.000 ton: evenveel als de vijf grootste vliegdekschepen bij elkaar, waarmee de Prelude het zwaarste schip ooit is. De kosten zijn geheim, maar kenners houden het op 12 miljard euro.

Juist door zijn omvang kan de Prelude zijn enorme onkosten terugverdienen. Op volle capaciteit levert het schip jaarlijks 3,6 miljoen ton vloeibaar aardgas, genoeg om het gasverbruik van 2 miljoen huishoudens te dekken. De bijproducten van de zuivering van het gas zijn 0,4 miljoen ton propaangas en 1,3 miljoen ton condensaat, de dunne olie die onder meer wordt gebruikt bij de vervaardiging van kunststof.

De Prelude is een vaartuig vol records. Zo zijn de ankerkettingen die het schip op zijn plek houden, de grootste kettingen die ooit zijn gemaakt.

Gas verbetert lucht en klimaat

De investering zal zichzelf pas na tientallen jaren terugbetalen, maar alles wijst erop dat aardgas in de toekomst alleen maar meer gewild zal zijn. En hoewel gas een fossiele brandstof is, verslaat het olie en steenkool op twee belangrijke gebieden.

Ten eerste stoot gas bij de verbranding minder CO2 uit dan de andere brandstoffen. Energieonderzoekers bepalen de impact van brandstof op het klimaat aan de hand van het aantal gram CO2 dat wordt uitgestoten per geproduceerde kilowattuur (kWh). Steenkool is de grootste boosdoener met 350 à 400 gram. Stookolie ligt rond de 280 gram, en aardgas op 200 gram. Als de warmte in je radiator afkomstig is van aardgas is het klimaateffect dus maar half zo groot als wanneer je steenkool zou stoken.

Ten tweede bevat aardgas veel minder onzuiverheden dan olie en vooral steenkool. Daarom komt er bij een energiecentrale op gas minder vervuiling vrij in de vorm van zwavelverbindingen en andere schadelijke deeltjes.

200 gram CO2 stoot aardgas uit per kWh energie die het produceert. Dat is maar half zo veel als steenkool.

Zwavelhoudende deeltjes in de lucht kunnen dodelijk zijn, want ze vormen meestal het hoofdingrediënt van de giftige smog die wereldwijd boven tal van grote steden hangt. De slechte luchtkwaliteit is er de reden van dat tot 7,2 miljoen mensen elk jaar een vroegtijdige dood sterven.

Aardgas vormt zelf echter een potentieel probleem wanneer het wordt uitgestoten, want het bevat veel methaan, CH4. Gemeten over een periode van 100 jaar heeft een ton methaan als broeikasgas ongeveer 30 keer zo veel effect als een ton CO2. Daarom is het belangrijk dat alle leidingen en tanks 100 procent dicht zijn en dat er geen gas uit het systeem ontsnapt tijdens het pompen, de verwerking of het transport.

Methaan is ook een uiterst brandbare stof. De explosieve kracht van het gas levert de chemische energie voor krachtcentrales en motoren, maar omdat de Prelude tot wel 436 miljard liter methaan kan bevatten, is de veiligheid aan boord een heikele kwestie.

Daarom zijn alle bemande gebieden van de Prelude zo ver mogelijk verwijderd van de gasverwerking en moeten andere schepen 1500 meter afstand tot het schip houden.

Geologen zoeken gas in de zeebodem

1 / 3

undefined

De wereld verbruikt steeds meer aardgas. In 2035 kan gas steenkool hebben ingehaald als de op een na meest gebruikte brandstof, na olie. Volgens geologen zit 60 procent van het gas vast in velden onder zee, en slechts vijf landen beschikken over 90 procent van de bekende diepzeereserves. Maar dit kan veranderen, want veel zeegebied is nog niet verkend. In 2018 begon Shell gas te winnen in de zee ten noordwesten van Australië, en de energiemaatschappij Eni wil vanaf 2022 boren bij de kust van Mozambique.

© Shutterstock

De wereld vraagt om groen gas

Tot nu toe zijn er op aarde maar een paar FLNG-schepen, en wat de productie van vloeibaar aardgas betreft komt er niet een daarvan in de buurt van de Prelude – een groot probleem volgens het internationale energieagentschap IEA, dat berekend heeft dat de vraag naar gas, de zuiverste van de fossiele brandstoffen, de komende jaren hand over hand zal toenemen.

Een van de grote spelers is China, een land dat steeds meer gas invoert, vooral om de enorme hoeveelheid smog tegen te gaan. Uit prognoses blijkt dat China in 2023 zo’n 60 procent meer gas zal kopen dan in 2017.

Het IEA wijst er ook op dat aardgas deel uitmaakt van allerlei industriële processen – niet als brandstof, maar als grondstof. Zo wordt aardgas gebruikt om kunstmest te maken, wat hard nodig is: alleen daarmee kan de wereldwijde voedselproductie gelijke tred houden met de toenemende bevolking.

Daarom moedigt het IEA andere grote energiemaatschappijen aan om miljarden te investeren in eigen FLNG-schepen, zodat een vloot van varende gasraffinaderijen straks alle gasvelden kan afgaan om in de toekomst klimaatvriendelijk te leveren.

Lees ook:

Techniek

Bitcoin stoot meer CO2 uit dan sommige landen

4 minuten
Batterijen

Bacteriën leveren stroom in nieuwe batterij

1 minuut
Zonnecellen

Zonne-installatie laadt 1,1 mln batterijen op

1 minuut
Meest populair

Log in

Fout: Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
ToonVerberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!