Taai teerzand voor Shell in Canada…

250 kilometer verder, bruinkoolmijnen open voor Duits energiebeleid

In dit zaterdagse archiefverhaal mijn publicatie op 6 oktober 2006 voor De Ingenieur, het vakblad van ingenieursvereniging KIVI. De wildernis van het Canadese Alberta werd in hoog tempo vervuild en ontbost om teerzand te winnen. Een ecologisch geluk bij een ongeluk is dat de grootste voorraden zware olie juist diep onder het oppervlak liggen.

Prof ir. Cor van Kruijsdijk verhuisde  in 2005 (tot 2009) voor Shell van de TU Delft naar Canada om die diepe voorraden op een slimmere manier aan te boren. “De teerzandwinning heeft op milieugebied nog een lange weg te gaan.” Nu werkt Van Kruijsdijk als ‘principal phycisist’ bij Shell New Energy Research. Ter illustratie van open dagbouw de bruinkoolmijnen van RWE bij Hambach. (DE)

Bruinkool Tagebau Hambach

Teerzandwinning is een heet onderwerp, nu de olieprijs piekt door schaarste en politieke crises (net als nu in 2022). In hoog tempo ontginnen oliemaatschappijen als Shell daarom de zware oliezanden in het Canadese Alberta. In dit Athabasca Oil Sands Project wordt de productie opgevoerd van 1,5 miljoen vaten per dag nu naar 4,5 miljoen vaten in 2020. Theoretisch moeten 1,7 biljard vaten naar boven kunnen, zeven maal de voorraad van Saoudi Arabie.

Maar de winning begint nu al onder haar eigen omvang te lijden door de kolossale milieuproblemen die teerzandexploratie met zich meebrengt. Zo vreet de winning van de zware Canadese olie energie en water, omdat deze harde teerkoek van zand wordt gescheiden met heet water. De CO2-uitstoot is een ruime factor 3 hoger dan bij reguliere oliewinning. De oliewinning slurpt water uit de aanliggende Peace River; ’s winters meer dan 60 procent van de totale afvoer van de rivier.

Bovendien blijft het gebruikte water na teerzandwinning jarenlang vervuild achter in hectares grote afvalwater-bassins, de zogenaamde tailingponds. Hier moeten zware koolwaterstoffen bezinken voor het water hergebruikt kan worden, of na zuivering geloosd. Niet alleen zonde voor al het schone rivierwater, ook nadelig voor de oliewinning omdat nu nog teveel olie te lang in water achter blijft.

Niet moraal of de milieubeweging, maar economische noodzaak drijft oliemaatschappijen nu in een zoektocht naar milieuvriendelijker techniek. “De oplossing van die milieuproblemen zijn voor alle oliemaatschappijen een prioriteit omdat energie en waterverbruik ook de uitbreiding van productie remmen”, zegt Delfts hoogleraar petroleumwinning Cor van Kruijsdijk. Hij werd voor Shell naar Calgary gehaald om energiezuiniger methodes te vinden om het teerzand te winnen.

“Om energie te besparen is Shell bijvoorbeeld nu bezig met een project voor co-generatie”, zegt Van Kruijsdijk. “Hier gebruik je de afvalwarmte die vrijkomt bij de opwekking van elektriciteit, om water tot stoom om te zetten om de olie te winnen. Oliemaatschappijen doen daarnaast veel onderzoek naar manieren om minder water te verbruiken, bijvoorbeeld door afvalwater sneller in de productiekringloop terug te voeren.

Bruinkoolmijn RWE Hambach.

Van Kruijsdijk zijn werk voor Shell is een typisch voorbeeld van hoe economische noodzaak leidt tot milieuzorg. Hij werkt als exploitatie-ingenieur aan slimmere manieren om de dieper gelegen teerzandlagen te winnen. De grootste voorraad olie, ongeveer tachtig procent ligt namelijk dieper dan 50 meter en is alleen bereikbaar via boorputten, niet door afgraving. Bij de winning van diepe lagen is energiebesparing de belangrijkste issue.

“Die winning van diepe lagen vindt plaats via putten volgens de In-situmethode”, zegt Van Kruijsdijk. “Hierbij boor je tot ongeveer 500 meter diepte naar teerzand. De olie pomp je op door hem vloeibaar te maken met injectie van stoom. Na openen van de put stroomt de warme olie met stoom dan naar buiten. Op dit moment krijgen we de stoom nog niet precies waar we hem hebben willen en dus verbruik je veel te veel energie om die taaie Canadese olie vloeibaar te krijgen .”

Dit najaar start Van Kruijsdijk daarom een virtueel experiment om deze vorm van oliewinning beter te sturen. “Wat wij nu gaan doen is kleppen in zo’n olieput zetten zodat je putten met elkaar laat praten”, zegt Van Kruijsdijk. “Je kunt de kleppen aan en uit zetten. Afhankelijk van waar de stoom in het reservoir zit, zet je een klep open of dicht waardoor je de stoom met olie dan ”stuurt”. De temperatuurverandering meet je met seismiek, of met radar-imaging door een Insar-satelliet. Door de druk en temperatuur in de olieput zet de bodem namelijk centimeters uit en dat kun je vanuit de ruimte met die satelliet meten.”

De methode is vergelijkbaar met de smart wells-technologie die wordt toegepast bij ‘gewone’ oliewinning als de put leegraakt: door te variëren met druk in verschillende boorputten stuur je de olie richting winningsput. De stoom die de olie verhit komt sneller waar hij moet zijn en draagt dus efficiënter de warmte over.

Klein hoefblad aan de rand van Tagebau Garzweiler

Is de slimme teerzandbron eenmaal in bedrijf, over ongeveer vijf jaar, dan valt er nog veel energiewinst te halen. Van Kruijsdijk en collega’s zoeken daarom ook naar manieren om de hoeveelheid stoom op andere manieren verder terug te dringen. “Je kunt in plaats van stoom een oplosmiddel gebruiken, zoals kooldioxide waarmee je de olie minder stroperig maakt”, zegt Van Kruijsdijk. “Als het lukt om je CO2-uitstoot ondergronds te injecteren waarin je olie oplost sla je namelijk twee vliegen in een klap. Je wint meer olie met meer minder stoom en je bent een deel van je emissies kwijt.”

In theorie valt zo 30 tot 40 procent stoom te besparen. Maar in werkelijkheid loopt het mengproces van kooldioxide en olie erg traag. Bovendien is alleen redelijk zuivere CO2 te gebruiken. Hiervoor is een scheidingsinstallatie nodig die bijvoorbeeld stikstof verwijdert.

Een nog iets wilder idee is om gewoon ondergronds lucht te injecteren en de zwaarste olie te laten branden. Met de warmte van dit verbrandingsproces moet de lichtere olie dan vloeibaar worden en uitlopen richting put.

“Dat lijkt erg aantrekkelijk, want je raakt de slechtste olie kwijt en houdt hoogwaardiger olie over”, zegt Van Kruijsdijk. “Grootste probleem is nu om bij dat verbrandingsproces controle te houden, bijvoorbeeld door de luchttoevoer goed af te regelen. In maart startte het bedrijf Petrobanks een veldtest waaruit dat moet blijken.”

De hele insitu-wereld kijkt uit naar de resultaten van Petrobanks. “Alle ingenieurs die bij oliezandwinning zijn betrokken houden hun hart vast”, zegt Van Kruijsdijk. “Als je pech hebt komt er teveel lucht in de productieput en krijg je explosiegevaar. Ook kan de verbranding te snel gaan bij lage temperatuur. Dan verkoolt ook bruikbare olie tot waardeloze cokes.”

Met een deel van de vervuiling en het hoge energieverbruik valt dus op termijn mee af te rekenen dankzij ‘de vooruitgang’. “Veel milieuproblematiek is techniekafhankelijk”, zegt Van Kruijsdijk. “Bij de verhoging van de energie-efficiënte maar ook bijvoorbeeld op microbiologisch niveau. Oliemaatschappijen doen ook onderzoek naar bacteriën die zorgen dat in de tailingponds de olie eerder wordt afgebroken. Dan kun je het afvalwater sneller hergebruiken. Maar het kan nog wel een aantal jaren duren voor die oplossingen er zijn, er is op milieugebied nog een lange weg te gaan.”

Tagebau Hambach vanaf Sofienhohe

Google Earth
Tot nu toe onderbelicht, is de ecologische ravage die de teerzandwinning achterlaat in het Canadese boslandschap. De machinale monstertrucks met metalen klauwen die het land ontbossen lijken bijna afkomstig uit sciencefiction-stripalbum Storm. Zij laten kale woestijnen van tientallen vierkante kilometers achter waar de komende decennia nauwelijks meer iets wil groeien.

Ecologisch herstel verloopt in het koude taigaklimaat namelijk bijzonder traag, en door het diepe afgraven wordt een in duizenden jaren opgebouwde humuslaag met zaden verwijderd.De ravage wordt voorlopig alleen maar groter. De meeste nieuwe investeringen in oliezandwinning vinden nu plaats in de destructieve open dagbouw terwijl concrete oplossingen moeilijk zijn te bedenken zonder de oliewinning te remmen.

De gevolgen op ecologisch gebied beginnen zich na 15 jaar teerzandwinning al flink af te tekenen, zo blijkt uit een presentatie van ecologen van de Alberta Chamber of Resources. De omvang van kuddes kariboes (een soort rendier) in de regio van Peace River halveren in aantal sinds 1997, grizzlybeerpopulaties lopen scherp terug.

De waslijst is langer. Zo drogen rivieren op door het waterverbruik bij oliewinning.De grootschalige ontbossing en wegenaanleg om exploratiestations toegankelijk te maken versnipperen het landschap. Soms tot ongenoegen van de bosbouwsector die in haar belangen soms recht tegenover de oliemaatschappijen staat.

“Je kunt met Google Earth precies zien waar de teerzandwinning plaatsvindt”, zegt Van Kruijsdijk. “De open dagbouw, waarbij je bovengronds teerzand afgraaft laat namelijk grote open plekken in het landschap achter. De regering en oliemaatschappijen zoeken nu naar oplossingen, zoals met landfilling en herbebossing maar voorlopig gaat de ontbossing en ontginning van nieuwe teerzanden sneller dan het herstel. ”

Ecologisch geluk bij een ongeluk: de voorraden teerzand die je kunt afgraven raken als eerste op.“De insitu-winning zal de landschappelijk meer destructieve dagbouw vervangen”, zegt Van Kruijsdijk. “Wat het bos betreft is dat gunstig, want voor de aanleg van een boorlocatie kan je het meeste laten staan. Maar voorlopig heeft de dagbouw de overhand en op het gebied van landhergebruik ligt deze nog achter op bijvoorbeeld Duitse bruinkoolwinning, waar tegelijk met de winning de oude gaten meteen worden opgevuld.”

Garzweiler

De regering van Alberta heeft nu een ambtelijke krachtterm gevonden waaronder zij de problemen de baas wil worden: Integrated Land Management. Met dit toverwoord moeten de nu vaak tegengestelde belangen in landgebruik tussen bosbouw en natuurbescherming aan de ene kant, en de oliewinning aan de andere kant door een deur kunnen. Ook start de regering van Alberta een Biodiversity Monitoring Programma dat de impact van oliewinning op wildlife moet bijhouden.

Maar hoe zwaar zal de eventueel alarmistische uitkomst van die monitor wegen? De keus valt dan tussen 1,7 biljard vaten olie die voor een prijs van 70 dollar over de toonbank kunnen gaan of een kudde kariboes. De hoofdstad van het Canadese Alberta, Calgary is bovendien economisch geëxplodeerd dankzij de teerzandwinning. Haar inwonertal verdubbelde in 13 jaar tijd tot een miljoen en ook voorheen vaak werkeloze indianen uit het gebied vinden werk in de oliesector.

Hardliners in Alberta benadrukken dat het behoud van een met muggen vergeven moerasbos verwaarloosbaar is vergeleken met de economische voordelen. Valt Shell hier ook onder? “Het is niet van deze tijd om zo te denken”, zegt Van Kruijsdijk. “Natuurlijk moet je een oplossing vinden voor hoe je het land na oliewinning achterlaat, bijvoorbeeld door herbebossing. Maar om het voorbeeld van de Duitse mijnbouw nog eens te nemen, zij hebben 100 jaar kunnen oefenen op manieren om land te herstellen na mijnbouw. De Canadese teerzandwinning loopt nu ruim twintig jaar en heeft ook tijd nodig om die milieukwesties eigen te maken.”

  • In 2012 heeft Shell een deel van haar teerzand-activiteiten verkocht in Alberta, Canada, het deel dat ze van Blackrock Ventures hadden gekocht in 2006, aldus Analist.nl.

Geef een reactie

Je e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *