kunstbus

Ben jij de slimste mens? Test je kennisniveau op YaGooBle.com.
Dit artikel is 27 01 2018 15:05 voor het laatst bewerkt.

steenkool

Steenkool is een kaustobioliet. ( "Kaustos" staat voor verbranden, "bio" voor leven en "liet" komt van "lithos", wat steen betekent. Kaustobioliet betekent dus: steen die uit oorspronkelijk levend materiaal is gevormd en die je kunt verbranden.) Steenkool is ontstaan uit planten die leefden in moerassig gebied. Daar hoopten resten van afgestorven planten zich onder water op, omdat er in het zuurstofarme water geen afbraak kon plaatsvinden. Er ontstond een dikke laag plantaardige resten: een veenlaag. Deze werd vervolgens door steeds nieuwe lagen sediment bedekt. In de loop van miljoenen jaren steeg daardoor de druk en de temperatuur in de veenlaag zodanig dat steeds meer water en gassen eruit werden geperst. De chemische samenstelling en de structuur van de verbindingen veranderde. De veenlaag veranderde in turf, deze ging over in bruinkool en als het proces nog verder doorging, ontstond steenkool. Dit proces wordt inkoling genoemd. In de loop van dit proces wordt het koolstofgehalte van het overblijvende product steeds hoger. Bij de inkoling ontstaan gassen. Hoeveel gas geproduceerd wordt hangt af van de temperatuur en de druk waarbij de inkoling plaatsvindt.

Koolstofgehalten (inkolingsgehalten) van de stoffen die bij inkoling achtereenvolgens ontstaan:
Turf < 60%
Bruinkool 60-77%
• Steenkool 77-97%

Steenkool valt ook nog weer te verdelen in 5 groepen:
• Vlamkolen                77-80%
• Gaskolen                  80-85%
• Vetkolen                   85-87%
• Ess- of magerkolen  87-91%
• Antraciet                   91-97%

Zowel turf als steenkool en bruinkool worden op grote schaal uit de grond gehaald en gebruikt als brandstof. Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe meer energie er vrijkomt bij de verbranding, dus des te beter is de betreffende stof als brandstof te gebruiken.

Opslag van CO2 in steenkoollagen
Het ‘Enhanced Coalbed Methane process’ slaat twee vliegen in één klap: CO2 wordt opgeslagen in steenkoollagen in de bodem en tegelijkertijd wordt er methaan (CH4) uit gewonnen. De injectie van CO2 in steenkoollagen in de bodem is een nieuwe techniek waaraan nog het nodige ontwikkelingswerk valt te verrichten. Ook Nederland doet veel onderzoek op dit gebied. De techniek is gebaseerd op het gegeven dat CO2 zich aan steenkool kan hechten (dit wordt adsorptie genoemd) en daarbij nagenoeg zuiver methaan vrijmaakt. Methaan kan weer als brandstof gebruikt worden, het is het belangrijkste bestanddeel van aardgas. Als CO2 door een steenkoollaag wordt geperst, wordt het methaan dat geadsorbeerd is aan de steenkool door het CO2 verdrongen, omdat CO2 een sterkere binding heeft met de kooldeeltjes. Hierdoor komt het methaangas vrij en kan het gewonnen worden. Als je het methaangas als brandstof gebruikt, komt er per molecuul methaan 1 molecuul CO2 vrij. Maar bij gelijke druk en temperatuur wordt er door steenkool ongeveer 2 keer zoveel CO2 geadsorbeerd als methaan. In de ruimte die vrijkomt door het verdrijven van het methaangas kun je dus twee keer zoveel CO2 kwijt als er ontstaat door het verbranden van de hoeveelheid uit deze ruimte gewonnen methaan

In vergelijking met opslag van CO2 in andere bodem/aardlagen heeft opslag van CO2 in steenkoollagen als voordeel dat het CO2 zich aan de steenkool bindt en dus zijn gasvorm verliest, waardoor een afsluitende toplaag tegen het weglekken van het gas overbodig is. In veiligheidsopzicht is CO2 in gasvorm het meest risicovol, de aan steenkool gebonden vorm is dat juist het minst.

De opslag van CO2 in steenkoollagen staat in Europa nog in de kinderschoenen. Dat heeft alles te maken met de ‘leeftijd’ van de steenkool. De steenkool in Europa dateert uit het Carboon (300 miljoen jaar geleden). In Amerika beschikt men over lagen uit het Krijt (ca. 100 miljoen jaar geleden) bv. in de staat Colorado. Deze lagen zijn vanwege de structuur geschikter om het koolstofdioxidegas te adsorberen. Hier bevinden zich dan ook ongeveer 3000 boorputten waar men CO2 injecteert en CH4 wint. Tien procent van de totale Amerikaanse methaanproductie komt zo tot stand!

Conventionele methaangasproductie uit kolen (in de USA al ongeveer 10% van al het aardgas) gebeurt via drukverlaging in de kolenlagen. De drukverlaging wordt behaald door het aanwezige water weg te pompen. Deze gasproductie-operaties zijn vaak meer waterproductie-operaties dan iets anders. Je ziet dan ook meestal "ja-knikkers" op zulke velden staan, voor het water. Het methaangas desorbeert bij lagere druk uit de kolen weg, en borrelt met het opgepompte water naar boven.
Het interessante is inderdaad dat de kolen liever CO2 adsorberen dan methaan, dus de gasproductie kan worden verhoogd/versneld door CO2 te injecteren. Het is waarschijnlijk nog steeds noodzakelijk om toch ook in dat geval eerst het water weg te pompen. Shell heeft aanwijzingen gevonden (en gepubliceerd) dat dat inderdaad zo kan zijn. Opnieuw is het misschien een kwestie van tot welk detail je wilt gaan. Maar het blijft een feit dat de huidige methaanproductie uit kolen op behoorlijk grote schaal in de USA wordt uitgevoerd, en dat daar (nog) geen CO2 injectie aan te pas komt. Het mooie van de uitbreiding met CO2 is dat je twee vliegen in 1 klap vangt: meer methaanproductie in combinatie met opslag van CO2.

Creative Commons bronnen:
 • http://betavak-nlt.nl/dmedia/media/site-files/a8381/b502a/75629/13b5f/9fef1/nlt3-v118-CO2-opslag-versie1-3-Mei-2015.pdf - CO2-opslag: Zin of onzin?


Test je competentie op YaGooBle.com.

Pageviews vandaag: 38.