Aardgas — Energie voor het huishouden

AARDGAS levert meer dan 20 procent van de totale energiebehoefte in de wereld. Waar komt aardgas vandaan? Hoe schoon is het? En hoeveel is er nog over?

Veel wetenschappers zijn van mening dat aardgas in het verre verleden is ontstaan uit verteerde plantaardige en dierlijke resten, met inbegrip van plankton. Volgens die theorie hebben microben, samen met de druk van de groeiende afzettingslaag erboven en de hitte diep in de aarde eronder, het organische afval in de loop van miljarden jaren omgezet in fossiele brandstoffen: steenkool, gas en aardolie. Na verloop van tijd heeft veel van het gas zich een weg gebaand naar poreus gesteente, waar zich onder een hermetisch afgesloten laag gesteente soms enorme gasvelden of gasbellen vormden. Sommige gasvelden zijn zeer groot en bevatten biljoenen kubieke meters gas. Hoe vindt men aardgasvoorraden?

Het opsporen van aardgas

Met gebruik van satellieten, gps-systemen, seismisch onderzoek en computers is het opsporen van aardgas geen giswerk meer. Seismisch onderzoek is gebaseerd op het principe dat geluid terugkaatst van gesteentelagen in de ondergrond, waardoor wetenschappers een akoestisch beeld krijgen van wat zich daar bevindt. De geluidstrillingen worden meestal opgewekt met kleine explosieven of met behulp van speciale boortrucks. De schokgolven die daardoor ontstaan, dringen in de aardkorst en worden teruggekaatst en opgevangen door meetapparatuur waarmee wetenschappers driedimensionale computermodellen van rotsformaties kunnen produceren. Met die modellen kan weer worden vastgesteld of er een potentieel gasveld is.

Bij seismisch onderzoek op zee worden geluidsgolven veroorzaakt met speciale luchtdrukkanonnen die samengeperste lucht, stoom of water uitstoten. De ontstane drukgolven dringen in de zeebedding en worden opgevangen  door hydrofoons die bevestigd zijn aan een lange kabel achter het onderzoeksschip. Ook hier worden de signalen gebruikt om computermodellen te maken voor verder onderzoek.

Om de kosten van winning te rechtvaardigen, moet er op een locatie voldoende gas aanwezig zijn. Daarom moeten geologen niet alleen de druk maar ook de inhoud van een gasbel bepalen. De druk kan vrij nauwkeurig worden gemeten met een manometer. De precieze inhoud vaststellen is lastiger. Bij één methode wordt eerst de druk gemeten, vervolgens laat men een bepaalde hoeveelheid gas ontsnappen, en dan wordt de druk nogmaals afgelezen. Een kleine daling in de druk wijst op een groot reservoir; een grote daling op een klein reservoir.

Het gas behandelen voor gebruik

Als het aardgas is gewonnen, wordt het naar een raffinaderij geleid waar ongewenste chemische stoffen zoals kooldioxide, waterstofsulfide, zwaveldioxide en ook waterdamp (waardoor de leidingen kunnen gaan roesten) eruit worden gehaald. Vervolgens wordt het aardgas bij zeer lage temperaturen gedistilleerd om onbrandbare stikstof te verwijderen en waardevolle bestanddelen als helium, butaan, ethaan en propaan te onttrekken. Het eindproduct is in wezen puur methaan — kleurloos, geurloos en zeer brandbaar.

Om aardgas veilig te maken voor huishoudelijk gebruik voegen producenten kleine hoeveelheden scherp ruikende, zwavelhoudende bestanddelen toe zodat een eventueel lek snel getraceerd en goed gedicht kan worden en een explosie kan worden voorkomen. Toch is aardgas een veel schonere brandstof dan andere fossiele brandstoffen zoals steenkool en olie.

Om het transport te vereenvoudigen, wordt aardgas soms gekoeld tot zeer lage temperaturen en omgezet in vloeibaar aardgas. Butaan en propaan worden vaak vermengd tot lpg, dat veel wordt gebruikt als brandstof voor auto’s en andere voertuigen, gasbarbecues, enzovoorts. In de chemische industrie worden butaan en propaan verwerkt tot onder andere plastic, oplosmiddelen en synthetische vezels.

Een beperkte energievoorraad

Zoals voor alle fossiele brandstoffen geldt, zijn ook de aardgasreserves niet onuitputtelijk. Volgens schattingen moet zo’n 45 procent van het te winnen gas nog opgespoord worden. Als dat cijfer klopt, zal de voorraad misschien voldoende zijn voor zo’n zestig jaar. Maar in veel landen neemt het energieverbruik toe, dus het kan zijn dat de huidige voorspellingen erg onnauwkeurig zijn.

Uit de bijna koortsachtige snelheid waarmee sommige landen industrialiseren, zou iemand de conclusie kunnen trekken dat de energievoorraad op aarde onuitputtelijk is. En uiteraard is er ook kernenergie en bestaan er duurzame energiebronnen zoals zonne- en windenergie. Maar zullen die kunnen voldoen aan de toenemende energiebehoefte? En zullen ze schoon en veilig zijn voor het milieu? De tijd zal het leren.

[Diagram/Illustratie op blz. 14]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

Aardgas gaat na winning via een pijpleiding naar een raffinaderij om te worden behandeld voor huishoudelijk en industrieel gebruik

[Diagram]

Gasbron

Raffinaderij

Gasbedrijf

[Illustratie op blz. 13]

Met speciale apparatuur worden geluidsgolven opgewekt die terugkaatsen naar de meetapparatuur

[Illustratie op blz. 13]

Geologen analyseren driedimensionale modellen die met behulp van geluidsgolven zijn gemaakt

[Illustratieverantwoording op blz. 13]

Top: © Lloyd Sutton/Alamy; bottom: © Chris Pearsall/Alamy