CO₂ is hot. De atmosfeer, met de gassen zoals CO₂ erin, zorgt voor een natuurlijke broeikas. Hoe natuurlijk is dat nu nog? Fossiele brandstoffen zorgen jaarlijks voor een enorme uitstoot van CO₂ de atmosfeer in. Aangezien CO₂ een broeikasgas is, menen veel onderzoekers dat de opwarming van de aarde in de laatste dertig jaar van de 20e eeuw komt door de almaar stijgende CO₂ concentratie. Oftewel: het versterkte broeikaseffect waardoor hele klimaatzones op aarde verschuiven.

Het verminderen van de CO₂ -uitstoot is een moeizaam proces waarin de politiek een grote rol speelt. Een mogelijk snelle oplossing is het direct opvangen en opslaan van CO₂ in de plaats waar het vooral vandaan komt. De aarde. Suzanne Hangx deed onderzoek naar opslag van CO₂ in de Nederlandse ondergrond. Hangx: “De resultaten van mijn onderzoek suggereren dat opslag van CO₂ veilig is.” Veiligheid is van essentieel belang omdat het lekken levensgevaarlijk kan zijn. Ze promoveert op dit onderzoek op 14 september.

De opslag van CO₂ in de ondergrond in een poreus reservoir en onder een afdekkende laag. Nummers 1-4 worden in de volgende plaatjes uitgelegd.

Hangx (2009)

CO₂ opslag

Het afvangen van CO₂ vindt voornamelijk plaats bij energiecentrales. Vervolgens wordt de CO ₂ enkele kilometers diep de ondergrond ingepompt om daar in relatief poreuze aardlagen te worden opgeslagen (het reservoirgesteente). Daarbovenop zit een afdekkende aardlaag bestaande uit bijvoorbeeld klei. Doordat aardolie of –gas uit de poreuze aardlagen gepompt is, is er nu ruimte voor opslag van CO₂. Andere opslagmogelijkheden zijn waterhoudende gesteentelagen en diepe steenkoollagen. In Nederland gaat het echter vooral om lege olie- en gasvelden.

Suzanne Hangx: “Van nature bevatten olie- en gasreservoirs ook CO₂, in Nederland ongeveer 10%. Daarnaast zijn er wereldwijd natuurlijke CO₂ -velden bekend, met soms wel 90% puur CO₂ dat zich al duizenden jaren diep in de ondergrond bevindt. De aanwezigheid van CO₂ in reservoirs diep onder het oppervlak is dus geen nieuw concept. Ondergrondse opslag van CO₂ door de mens wel.”

Mogelijke problemen met opslag

Gat dichtmaken en klaar is kees. Die CO₂ zien we nooit meer terug. Zo simpel is het echter niet. Er kunnen zich allerlei problemen voordoen na de opslag ondergronds. Zo kan het CO₂ mineraliseren en dus in een vaste vorm worden omgezet. Veranderingen in de afdekkende laag en breuken hierin, als het gevolg van CO₂ injectie, kunnen er echter wel voor zorgen dat het CO₂ weer ontsnapt naar de atmosfeer. Hangx onderzocht onder meer de effecten van de drukveranderingen door CO₂-injectie. De druk op dieptes van een paar kilometer is ongeveer 100 tot 300 keer atmosferische druk van 1 bar. De nadruk van het onderzoek lag op zandsteen als reservoirgesteente en anhydriet (gips zonder water opgeslagen in de moleculen) als dekgesteente. Deze gesteentes komen voor in de Nederlandse ondergrond.

Nummer 1 (links) en 2 (rechts) van het eerste plaatje. Links: CO₂ komt in de ruimte tussen de korrels (poriën) in de zandsteen terecht. Rechts: CO₂ kan via een reactie met een mineraal in een vaste vorm overgaan.

Hangx (2009)

Opslag veilig

Uit het onderzoek van Hangx blijkt dat mineralisatie van CO₂ een eeuwenlang proces is. Kleien en veldspaten kunnen reageren met CO₂ en andere mineralen vormen. Deze mineralen komen echter weinig voor in reservoirs (ongeveer 5%) en hierdoor kan het reservoir ietsje inklinken.

Het pompen van CO₂ in zandsteen zorgt voor expansie van het reservoir en mogelijke buiging in de overliggende deklaag. De experimenten van Hangx tonen echter aan dat dit geen invloed heeft op de doorlatendheid van de afdekkende laag. Geen breuken of plotselinge doorlatendheid in de deklaag waardoor het CO₂ weer kan ontsnappen dus. Het onderzoek wijst uit dat er geen gevaar is voor verlies van CO₂.

De resultaten van het onderzoek zijn hoopgevend voor ondergrondse opslag in Nederland. Dat zou een mogelijkheid kunnen zijn bij Slochteren waar al 40 jaar aardgas wordt gewonnen. Opslag zou dan plaats kunnen vinden als het gasveld leeg is. Door de winning van aardgas vindt er nu nog steeds daling van het land plaats, maar ook niet tot nauwelijks voelbare aardbevingen. Als het mogelijk is om CO₂ op te slaan in dit reservoir dan kan verdere verzakking worden voorkomen. Geen slecht idee met de zeespiegelstijging in het achterhoofd.

Nummer 3 (links) en 4 (rechts) van het eerste plaatje. Links: expansie van het reservoir en buiging van de deklaag door de injectie van CO₂. Rechts: door een breuk in de deklaag kan veel CO₂ ontsnappen.

Hangx (2009)