Opslag van CO2

 
Vanaf het begin van de Industriële Revolutie rond 1800 is de aarde steeds warmer geworden. Tot voor kort is dat langzaam gegaan. Deskundigen verwachten dat die opwarming de komende decennia versneld doorzet, tenzij we er krachtige maatregelen tegen nemen om een belangrijke oorzaak hiervan aan te pakken: uitstoot van CO2 door activiteiten van mensen. We zouden die uitstoot steeds meer moeten beperken en ten slotte tot nul terugbrengen. Doen we dat niet, dan zal het voor veel mensen wereldwijd steeds kwalijker gevolgen hebben.

co2

Doen we dat wel, dan zal de opwarming minder snel gaan en zullen die gevolgen ervan beperkt blijven.

Dat is precies wat de Verenigde Naties willen bereiken. De lidstaten van de Verenigde Naties hebben daartoe in 2015 afspraken met elkaar gemaakt. Zo hopen ze te voorkomen dat de aarde in 2100 verder is opgewarmd dan 1,5 graden Celsius ten opzichte van 1800.

Een manier om dat doel te halen is CO2 op te vangen voordat het in de dampkring terechtkomt. Dat kan bijvoorbeeld door rookgassen van fabrieken en krachtcentrales op te vangen en ondergronds op te slaan. Hier zijn al enkele proeven mee gedaan.

 



opdrachtHoe gaat dat in zijn werk? Wat voor plekken zijn hiervoor geschikt? Is het veilig voor mensen die op die plekken wonen? Vinden mensen die op plekken wonen waar opslag van CO2 technisch mogelijk is, het wel goed dat hiertoe wordt overgegaan? Blijft het gas voor altijd, althans zeer lang voor menselijke begrippen, in de grond zitten of treedt er na verloop van hooguit enkele jaren lekkage op?

Kortom: moeten we het wel willen, of wegen de bezwaren tegen ondergrondse opslag van CO2 zwaarder dan het klimaatdoel dat mede hiermee kan worden behaald?

Ga voor jezelf na of je ondergrondse opslag van CO2 ziet zitten als middel om de opwarming van de aarde af te remmen, of juist niet.

Maak dan je mening kenbaar en onderbouw die aan de hand van de bronnen die in de les zijn opgenomen.

 


 
werkinuitvoeringeenuurVoor deze opdracht krijg je 1 lesuur de tijd. Hiervan gebruik je de eerste 25 minuten voor bronnenonderzoek.

De resterende tijd besteed je aan het maken van een petitie, pamflet of informatiefilmpje.

Werk in groepen van drie. Eerst bestudeer je samen met twee klasgenoten de bronnen in de les.

Ga na: zijn jullie als groep voor of tegen ondergrondse opslag van CO2 als middel om de opwarming van de aarde af te remmen?

Maak naar keuze een petitie, pamflet of kort informatiefilmpje om je beargumenteerde standpunt hierover kenbaar te maken.

Laat datgene wat jullie gemaakt hebben aan je leerkracht zien.

 



CO2 kan in verschillende ondergronden, poreuze lagen, worden geïnjecteerd. De ondergrond is bepalend voor de eindtoestand van het geïnjecteerde gas en daardoor voor de risico’s die aan de opslag zijn verbonden. Op dit moment is opslag mogelijk in aquifers, lege gasvelden en olievelden en steenkool. De injectietechnieken en de eindresultaten verschillen van geval tot geval. In vrije vorm heeft CO2-gas een neiging tot stijgen, en daarom is normaal gesproken een afsluitende laag nodig die het gas verhindert zich een weg naar boven te banen. Die afsluitende laag mag niet te broos zijn vanwege de kans op scheurvorming. CO2-injectie in aquifers is uit veiligheidsoogpunt aantrekkelijk, omdat het CO2 uiteindelijk in water oplost. Het in water opgeloste gas stijgt niet omhoog, maar gaat juist naar beneden.

Injectie in gasvelden:
Kooldioxide kan ook in gasvelden worden geïnjecteerd als deze economisch niet meer interessant zijn voor gaswinning. Veel Nederlandse aardgasvelden hebben als groot voordeel dat zij onder een dikke, relatief buigzame laag steenzout liggen, die het gas verhindert naar boven toe weg te lekken. Het feit dat de gasvelden zo lang hun gas hebben vastgehouden, bewijst ook wel dat die velden uitstekend afgesloten zijn. Op dit moment moet men nog onderzoeken hoe kooldioxide zo opgeslagen kan worden, dat men er op kan vertrouwen dat het voor lange tijd goed geïsoleerd in de ondergrond blijft, met een minimale kans op ontsnapping van dit gas.

opslaanlegeveldenHet bedrijf Neptune Energy wil 120 tot 150 miljoen ton CO2 opslaan in lege gasvelden

Injectie in diepe aquifers:
Diepgelegen watervoerende lagen bevatten zout water en komen daarom meestal niet voor de waterwinning in aanmerking. Als zij aan de bovenkant en van opzij door een ondoorlatende laag worden afgesloten, zijn zij wel geschikt voor CO2-opslag.

aquivers
CO2 als drijfgas:
Enkele jaren geleden wezen verkennende studies erop dat CO2 ook bruikbaar is als drijfgas in oudere aardgasvelden. CO2-injectie maakt zo een deel van het restgas alsnog economisch winbaar. De techniek is nog in de beginfase, er lopen haalbaarheidsstudies. Vergelijkbaar is de injectie van CO2 in olievelden, ter verhoging van de olieproductie. Menging van CO2 met ruwe olie verlaagt de stugheid van de olie, waardoor die gemakkelijker te winnen is. De olie raakt door de menging wel verontreinigd, maar het kooldioxide kan gemakkelijk weer worden verwijderd en opnieuw worden geïnjecteerd.

Injectie in steenkool:
Tenslotte is er nog de injectie van CO2 in steenkool, een nieuwe techniek waaraan nog het nodige aan te ontwikkelen is. Ook Nederland doet veel onderzoek op dit gebied. Kern van de techniek is het feit dat CO2 zich aan steenkool kan hechten en daarbij nagenoeg zuivere methaan vrij maakt, wat ook nog zeer effectief is. Voordeel van deze techniek is 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 het minst.

bron: ‘Ondergrondse opslag van CO2’ op http://www.natuurinformatie.nl/ndb.mcp/natuurdatabase.nl/i000699.html.

 



CO2, of voluit koolstofdioxide is een kleurloos en reukloos gas.

De atmosfeer bestaat voor 0,039% uit CO2. In die concentratie is dit gas niet schadelijk voor onze gezondheid. Naarmate de concentratie hoger wordt, neemt de schadelijkheid toe. In hoge concentraties is het gas giftig en zelfs dodelijk.

In de omgeving van het Nyosmeer in Kameroen in Afrika kwamen op 26 augustus 1986 meer dan 1700 mensen om bij een overigens zeldzaam soort natuurramp, waarbij vanaf grote diepte plotseling veel CO2 vrijkomt.

Op 16 augustus 2008 moesten in Mönchengladbach in Duitsland 107 mensen in een ziekenhuis worden opgenomen, omdat uit een brandblusinstallatie 25.000 m3 CO2 was vrijgekomen en een woonwijk was binnengestroomd.

CO2 is zwaarder dan lucht en kan zich ophopen in grotten en (wijn)kelders. Een voorbeeld is de zogenaamde 'Hondsgrot' bij Napels in Italië, waar de bodem bedekt is met een 'deken' van kooldioxide. Mensen kunnen er overleven, maar honden stikken er, omdat ze zich met hun kop dichter bij de grond bevinden. De mogelijkheid van het ontsnappen van grote hoeveelheden CO2 is één van de belangrijkste punten van bezorgdheid bij ondergrondse opslag.

co2nee

CO2 heeft de volgende effecten op mensen, gemeten naar volumepercentage in lucht:

Aan ondergrondse opslag van CO2 kleven, behalve dat het gas giftig is en dus gevaar oplevert als het uit de grond opstijgt, nog andere nadelen. Kijk op ‘Vijftien redenen waarom ondergrondse CO2-opslag niet mag gebeuren’  op http://www.co2ntramine.nl/informatie/informatie-over-ccs/vijftien-redenen-waarom-ondergrondse-co2-opslag-niet-mag-gebeuren/.

 



Het Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC is in 1988 door de Verenigde Naties in het leven geroepen, om na te gaan hoe het klimaat op aarde verandert, in welke mate dat gebeurt en wat de gevolgen ervan zijn voor mens en natuur. Ook geeft het IPCC verwachtingen uit over wat er de komende decennia zal gebeuren met het klimaat, afhankelijk van wat de mens doet om klimaatverandering tegen te gaan.

ipcc

Dat doet het IPCC omdat die verandering hierop neerkomt dat de aarde vanaf het begin van de Industriële Revolutie rond 1800 warmer is geworden. Dat heeft er vooral mee te maken dat mensen vanaf 1800 steeds meer fossiele brandstoffen zijn gaan verbruiken. Aanvankelijk was dat vooral steenkool, daarna werd er ook steeds meer aardolie en aardgas verbruikt. Door het stijgende verbruik van fossiele brandstoffen en ook door ontbossing is de hoeveelheid CO2 in de dampkring van de aarde toegenomen. Aangezien CO2 een broeikasgas is, werd het broeikaseffect, dat de dampkring van nature al vertoont, steeds sterker. Gevolg: de gemiddelde temperatuur op aarde is vanaf 1800 aan het stijgen.

Indien niet wordt geprobeerd om de uitstoot van CO2 door activiteiten van mensen te beperken, zal de temperatuur op aarde in 2100 met enkele graden Celsius zijn opgelopen ten opzichte van 1800.

Nu al heeft de opwarming geleid tot het vaker optreden van bosbranden, droogtes, hittegolven en ander extreem weer.

Ook smelt het landijs op Groenland steeds sneller en raakt het zuidpoolgebied steeds meer landijs kwijt. Daardoor stijgt de zeespiegel wereldwijd, en ook in een steeds hoger tempo.

Laaggelegen kustgebieden en laaggelegen eilanden lopen daardoor een steeds groter risico op overstromingen en die eilanden dreigen op den duur definitief onder water te verdwijnen.

Al in de jaren ’90 hebben de lidstaten van de Verenigde Naties afspraken met elkaar gemaakt om de uitstoot van CO2 (en van methaan en andere broeikasgassen) te beperken en bossen te beschermen. Zo werd in 1997 het Klimaatverdrag van Kyoto aangenomen.

In december 2015 namen de Verenigde Naties tijdens een conferentie in Parijs een nieuw verdrag aan, het Klimaatverdrag van Parijs. Hierin staat dat alle lidstaten die dit verdrag hebben getekend alles moeten doen om te voorkomen dat de aarde in 2100 meer dan 1,5 graad Celsius warmer is geworden ten opzichte van 1800. Hiertoe moeten alle lidstaten hun uitstoot van CO2 beperken en ten slotte helemaal tot nul terugbrengen.

 


 
Als gevolg van uitstoot van CO2 door activiteiten van de mens is de aarde vanaf 1800 warmer geworden. Om te helpen voorkomen dat die opwarming de komende decennia steeds sneller gaat, kunnen we die uitstoot beperken en tot nul terugbrengen. Hiertoe hebben de lidstaten van de Verenigde Naties afspraken gemaakt, die zijn vastgelegd in het Klimaatverdrag van Parijs.

Kan ondergrondse opslag van CO2 van menselijke makelij (bijvoorbeeld uit gas- en kolengestookte krachtcentrales en fabrieken) hieraan bijdragen? En willen we dat ook, als dat technisch haalbaar blijkt te zijn?

Plan van aanpak:
Voor deze les trekt u 1 uur uit. Hiervan ruimt u de 30 minuten in voor bronnenonderzoek.

De resterende tijd gebruikt u om de leerlingen een petitie, pamflet of informatiefilmpje te laten maken.

U deelt de klas in groepen van drie in. Elke groep neemt de bronnen door. Aan de hand hiervan bepalen de leerlingen van elke groep of ze voor of tegen ondergrondse opslag van CO2 zijn, en waarom. Let er wel op dat niet alle groepen voor of tegen zijn.

Daarna maakt elke groep zijn petitie, pamflet of informatiefilmpje. Als iedereen klaar is, kijk u deze eindproducten na.

Enkele argumenten vóór de ondergrondse opslag van CO2:

Enkele bezwaren tegen de ondergrondse opslag van CO2:

Een gedetailleerder lijst van bezwaren tegen ondergrondse opslag van CO2 is te vinden op http://www.co2ntramine.nl/informatie/informatie-over-ccs/vijftien-redenen-waarom-ondergrondse-co2-opslag-niet-mag-gebeuren/

Eindtermen voor HAVO:
Subdomein C2: Samenhangen en verschillen op aarde
7. De kandidaat kan met betrekking tot samenhangen en verschillen op aarde:
7a. Natuurlijke verschijnselen aan het aardoppervlak en in de atmosfeer beschrijven, herkennen en verklaren, rekening houdend met verschillende tijd- en ruimteschalen.
Het betreft:
7a 2. De betekenis van exogene krachten aan het aardoppervlak voor de vorming van het aardoppervlak.
7a 4. Het externe systeem aarde (lithosfeer, atmosfeer, hydrosfeer en de betekenis voor klimaatsystemen; inclusief luchtcirculatie en zeestromen)
7b. de betekenis van de landschapszones op aarde en de veranderingen hierin beschrijven, analyseren en aan elkaar relateren.
7b 2. Veranderingen in landschapszones door menselijke activiteiten.

Eindtermen voor VWO:
Domein C: Aarde
Subdomein C1: De aarde als natuurlijk systeem; samenhangen en diversiteit
5. De kandidaat kan met betrekking tot de aarde als natuurlijk systeem:
5a. de aarde als een uniek natuurlijk systeem beschrijven en deze kennis toepassen bij het analyseren van veranderingen aan het aardoppervlak op verschillende tijd- en ruimtetijdschalen;
5b. de kenmerken van landschapszones op aarde en de veranderingen hierin beschrijven, analyseren en aan elkaar relateren;
5c. de natuurlijke en landschappelijke kenmerken van een nader aan te wijzen fysisch-geografische macroregio in onderlinge samenhang en in relatie tot de samenlevingen in de betreffende macroregio analyseren.

 


 

 


 
De leerlingen hebben de opdracht in de les goed gemaakt als de boodschap in hun eindproduct helder en bondig is en het standpunt inzake de wenselijkheid van ondergrondse opslag van CO2 met feiten beargumenteerd is.

Een film met een boodschap mag niet (veel) langer zijn dan 30 seconden, omdat de aandacht van kijkers na die 30 seconden snel verslapt.

 

verwante lessen