11 Augustus 2011 - Steenkoollaagmethaangas

Deze bronnen leveren onder meer gas. Schaliegas, uit leisteen, is een voorbeeld. Maar steenkoollaagmethaangas is dat ook. Er wordt aan gedacht het in Europa te winnen. Er moet wel aan heel wat randvoorwaarden worden voldaan om dit veilig te laten verlopen.

De ontginning van methaangas uit steenkoollagen (Coalbed Methane, CBM) wint aan belang. In Noord-Amerika en Australië maakt het al jaren een aanzienlijk deel uit van de bestaande energiemix. In Europa vindt nog geen commerciële productie plaats, maar er zou wel een groot potentieel zijn. Mogelijks ook in Limburg, waar een theoretisch potentieel van 7 miljard m³ ontginbaar methaangas aanwezig is. Dit komt overeen met een gemiddeld verbruik van 175.000 gezinnen over een periode van 20 jaar. Interessant op milieuvlak is dat methaangas de schoonste fossiele brandstof is: bij de verbranding ervan wordt alleen maar water en een weinig CO₂ (minder dan bij bijvoorbeeld stookolie) uitgestoten. En bij het gebruik ervan worden zo goed als geen stikstofoxiden geproduceerd, er is zowat geen lokale vervuiling door zwaveloxiden, stof, enzovoort.

Methaan vs. CO₂
Steenkoollaagmethaangas is een zogenaamd ‘onconventioneel gas’, net als dat uit leisteen. Ook de winningsmethode is vergelijkbaar: water, vermengd met zand en chemicaliën, wordt via buizen in de aardkorst geïnjecteerd; de druk die daardoor ontstaat, doet het opgesloten methaangas ontsnappen. De twijfels die omtrent deze winningsmethode bestaan, zijn eveneens verwant. Te beginnen met het gedeelte niet opgevangen methaangas, dat 23 maal sterker de warmte in de atmosfeer vasthoudt als dezelfde hoeveelheid CO₂. Dat wordt enigszins getemperd doordat methaan ook tienmaal sneller afbreekt, maar toch.

Brand?
Er moet bij de winning goed op worden gelet dat de afstand tussen de aardlagen en het grondwater minstens 300 meter is. Anders kunnen situaties als de volgende ontstaan:
 

Overigens kunnen zo’n situaties ook optreden wanneer de waterput niet lekdicht is, zodat methaan uit de ondergrond in het water terecht komt. En in sommige milieus bevat het grondwater standaard methaan, gewoon door natuurlijke oorzaken. Het is dus niet zeker of de effecten te zien in deze, en andere vergelijkbare Amerikaanse filmpjes door koolbed- (of schalie-)gas is veroorzaakt. In ons eigen Limburg zal het alleszins niet voorvallen, aangezien het methaan daar ruim 1.000 meter diep zou worden gewonnen.

Water
Voorts worden vragen gesteld bij het gebruik van al dat water. Zo zijn in de Verenigde Staten door het winnen van CBM belangrijke dalingen van grondwaterspiegels vastgesteld. Ook moeten de nodige voorzorgen worden genomen om te vermijden dat grondwater in de buurt van de winningsplaatsen wordt bezoedeld.

Toevoegingen
Het gebruik van additieven in het water wekt eveneens twijfels op. Tegenstanders vinden dat teveel schadelijke producten worden gebruikt: in de Verenigde Staten, bijvoorbeeld, werden in een document van gasgigant Chesepeake pesticiden genoemd (om algen in het afvalwater te doden), chloorzuur, ammoniumsulfaat, ethyleenglycol (antivries) en kaliumchloride. En door contact met de steenkoollagen bevat het gebruikte water nog bijkomstig vuil.

Voorstanders van CBM, echter, spreken dit tegen. De chemicaliën, zeggen ze, zijn eenvoudig detergenten, toeslagmiddelen (zoals cellulose, fijnkorrelige kleien,…), zuren,… die in kleine hoeveelheden worden gebruikt, en bovendien grotendeels biodegradeerbaar zijn. Pesticiden of andere biociden worden enkel gebruikt in ‘gesloten systemen’, waarin hetzelfde water vaak opnieuw wordt gebruikt. En de rest van de vervuiling, opgelopen ondergronds, bestaat grotendeels uit mineralen die het gebruikte zoete water vooral zouter maken, zodat het uiteindelijk een zuiverheid heeft die is te vergelijken met die van zeewater.

Vloeibare stikstof
Bij het winnen van steenkoollaagmethaangas zou het zelfs niet langer noodzakelijk zijn water te gebruiken. Vloeibare stikstof is volgens ingewijden intussen perfect bruikbaar. Het veroorzaakt geen problemen wanneer het vergast en zo in de atmosfeer terechtkomt, aangezien het er sowieso 78 % van uitmaakt.

Tenslotte…
Tenslotte ontstaat bij het winnen van het kolengas soms, weliswaar beperkte, seismische activiteit, of kunnen bij het onttrekken van het water uit de boorput (moeilijk blusbare) kolenbranden ontstaan. En het boorgruis moet ergens worden gestort.

Opgeslagen CO₂
Sommigen verwachten veel van ECBM: Enhanced CoalBedMethane. Daarbij wordt gebruik gemaakt van het gegeven dat het broeikasgas CO₂ sterker dan methaan bindt aan steenkool. Dit maakt een uitwisseling van beide gassen mogelijk: ongeveer twee moleculen CO₂ nemen dan de plaats in van één molecule methaan (CH₄). Indien geen methaan ontsnapt, zou dit zelfs, in principe, de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer verminderen.
Nu is daaromtrent reeds heel wat onderzoek verricht, maar tot op heden is geen van die ECBM-technieken echt succesvol gebleken. Eén van de problemen is dat CO₂ de steenkool laat zwellen, zodat verdere winning van CH₄ wordt bemoeilijkt. Daarom wordt CO₂ vandaag enkel in een laat stadium van steenkoollaagmethaangaswinning gebruikt: om de laatste beetjes CH₄ uit de steenkoolporiën te verwijderen.

BBT
Bij het winnen van steenkoollaagmethaangas moet dus aan heel wat randvoorwaarden worden voldaan om ervoor te zorgen dat het milieu enigszins wordt gevrijwaard. Allicht mag dat geen verbazing wekken wanneer we het hebben over fossiele brandstoffen. Algemeen wordt evenwel verwacht dat kolengas, net als andere niet-conventionele gassen, in de toekomst enorm aan belang zullen gaan winnen. De inzet van BBT’s, best beschikbare technieken, kan helpen de daarmee gepaard gaande risico’s te beperken.

Video:
Trailer van de Amerikaanse documentaire ‘Gasland’ over gevaren die moeten worden voorkomen bij het winnen van onconventioneel gas, inclusief dat uit steenkoollagen. Deze is van de hand van een scepticus ter zake. De documentaire kreeg heel wat prijzen, en kreeg een Oscar-nominatie in de categorie ‘beste lange documentaire’. Er is evenwel geen wetenschappelijke consensus omtrent de inhoud ervan.