Experimenten met de opslag van CO2 in Poolse steenkool moeten de weg vrijmaken voor een ondergrondse oplossing van het broeikasprobleem: aardgas er-uit, broeikasgas er-in.

© 2003 Henk Leenaers

Zolang we autorijden op benzine en niet op een batterij met windenergie, neemt de productie van broeikasgas toe. Lukt het niet de uitstoot van CO2 in te dammen, dan zit er weinig anders op dan het teveel aan gas weg te bergen, willen we voorkomen dat het klimaat verder van slag raakt. Naast opslag in verlaten olie- en gasvelden en in diepe, met zout water gevulde zandlagen, wordt nu ook onderzoek gedaan naar het inspuiten van koolzuurgas in economisch niet-winbare steenkool. Tegelijk wordt zo de winning van methaangas - de vakterm voor aardgas - flink verbeterd: het ene gas verdrijft het andere uit de kool.

Omdat de Nederlandse ondergrond rijk is aan het zwarte goud - naast de royale resten in de Limburgse mijnstreek zitten er onaangeroerde koolvoorraden onder de Peel, de Achterhoek en Zeeland - betaalt de Nederlandse overheid mee aan een experiment dat CO2-opslag en aardgaswinning combineert. In het 'Silesische kolenbekken' ten zuiden van de Poolse stad Katowice, wordt vanaf september op een kilometer diepte koolzuurgas in de ondergrond geïnjecteerd. Lukt het zo CO2 in de Poolse kool op te slaan dan kan deze methode op termijn ook in in Nederland worden toegepast. Met de veiligheid zit het wel goed, volgens Henk Pagnier van Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO: 'Het gas blijft heus goed in de steenkool zitten, methaangas wist er tenslotte ook in miljoenen jaren niet uit te ontsnappen.'

'Iedere molecuul methaangas die je uit steenkool haalt biedt ruimte aan twee moleculen koolzuurgas,' vervolgt Pagnier zijn uitleg over gasopslag in steenkool, 'bovendien "plakt" koolzuur beter aan de kolen dan aardgas.' Adsorptie noemen geologen de fysische binding van gasmoleculen aan kooldeeltjes, een proces dat in Polen in de praktijk wordt onderzocht. Bij een temperatuur van 35 graden Celsius en onder de druk van een duizend meter hoge waterkolom gedraagt koolzuurgas zich als een vloeistof, die de poriën in het gesteente moet vullen. Het is geen ondergrondse LPG-tank waar het gas in terechtkomt - zonder dop zou die snel weer leeglopen - maar eerder een poreuze baksteen. In talloze, minuscule holtes, alles bij elkaar een paar procent van het gesteentevolume, kleven gas en gesteente stevig aan elkaar. Hoe snel het gas er in stroomt moet blijken tijdens de proef. Pagnier: 'Misschien zakt de CO2 via de injectieput in één keer naar beneden, misschien moeten we het met een beetje druk naar binnen persen.'

De weg naar de Poolse kool loopt door het hart van drie holle, metalen cilinders, van dik naar dun, als een op de aardkern gerichte, uitschuifbare antenne. De ruimste ring houdt de eerste dertig meter bodem buiten het gat. Aan zijn voet omsluit hij een dubbelwandige stalen cilinder die voorkomt dat de volgende tweehonderd Poolse meters, een waterverzadigde deklaag van Tertiaire kleien, als blubber het boorgat inloopt. Driekwart kilometer dieper, te bereiken via een stalen pijp door de "hardrock" van zandsteen, schalies en steenkool, zitten de koollagen waarin de komende maanden CO2 wordt geïnjecteerd. Kernen van dit gesteente zijn met een oversized appelboor losgesneden en in het lab getest op het vermogen CO2 aan zich te binden, terwijl geluidsgolven in het boorgat speurden naar breuken en de maat namen van koollaagjes. Tussen 950 en 1120 meter diepte verbinden vingerdikke gaatjes in de stalen pijp het verticale gat met het horizontale gesteente. Op die diepte aangekomen stroomt het CO2 straks het boorgat uit, de steenkool in.

In de Nederlandse steenkool zit een gasbel half zo groot als die van Slochteren, zo heeft de Nederlandse Organisatie Voor Energie en Milieu, Novem, becijferd. De gaatjes die dat gas na winning in het gesteente laat vallen bieden zoveel ruimte dat de jaarlijkse Nederlandse CO2-uitstoot er veertig keer in past. Maar hoe groot de ondergrondse bergruimte ook is, de prijs van dit nieuwe recept tegen klimaatverandering is voorlopig nog te hoog: met CO2 gewonnen methaangas is twee keer zo duur als aardgas uit Groningen. Pagnier verbaast zich er over dat het netjes opbergen van broeikasgas niet wordt beloond: 'Net als Coca-Cola moeten we nu betalen voor koolzuurgas. Willen we echt wat doen aan de klimaatverandering dan zouden we juist geld moeten ontvángen voor het opslaan van CO2.'

Een installatie voor koolzuurgestuurde aardgaswinning zit grotendeels onder de grond; een rij ja-knikkers verbonden door gasleidingen is alles wat je er van ziet. Toch denkt Pagnier dat het bovengrondse ruimtebeslag straks een knelpunt is bij de toepassing van deze techniek in Nederland. Want waar laat je al die injectie- en productieputten? Omdat de techniek eigenlijk alleen betaalbaar is als een industriële bron van zuivere CO2 zo ongeveer óp een steenkoolvoorraad ligt, denk je al gauw aan Zuid-Limburg. 'Maar als we alle door DSM geproduceerde CO2 ondergronds willen opslaan is een gebied van bijna zeventig vierkante kilometer nodig - om de zevenhonderd meter een put, samen een dikke tweehonderd.' Het gas vóór opslag transporteren naar de dunbevolkte Achterhoek is geen alternatief; de aanleg van een leidingeninfrastructuur is daarvoor te kostbaar. Schuin boren dan, net zoals de NAM van plan was onder de Waddenzee? 'Technisch is het mogelijk vanuit één punt zo'n tien putten te slaan,' bevestigt Pagnier, 'maar dat is complex en duur. Nu slokken de boorkosten al de helft van ons budget op, boren we vanuit één punt dan wordt dat al gauw het dubbele.'