Carbon capture and storage (CCS) – waarmee kolen-en gascentrales CO2 van hun rookgassen kunnen scheiden voordat ze in ondergrondse reservoirs worden opgeslagen, waardoor hun effect op de atmosfeer wordt geëlimineerd-wordt al lang geprotesteerd als een belangrijke technologie om de milieu-impact van op fossiele brandstoffen gestookte energie-infrastructuur te beperken, die praktisch nergens naartoe gaat, vooral in ontwikkelingslanden.

ondanks jaren van investeringen en ontwikkeling is CCS echter nog steeds verre van een gevestigde technologie, aangezien de processen die momenteel worden onderzocht, te lijden hebben van wankele milieuprestaties (de energie die wordt gebruikt om CO2 te scheiden compenseert enigszins de voordelen van het verwijderen ervan) en een onzekere zakelijke situatie voor een wijdverbreide toepassing in termen van commerciële waarde.

met CCS on the rocks is het nu misschien tijd voor wat onconventionele ideeën. Slechts een dergelijk idee werd onlangs naar voren gebracht door de Universiteit van Aberdeen senior lecturer in chemical engineering, Professor Tom Baxter.Geïnspireerd door de spraakmakende Keep it in the Ground-campagne van The Guardian, die de industrie en regeringen ervan overtuigde dat koolwaterstofvoorraden onbenut moeten blijven om de gevolgen van de opwarming van de aarde te beperken, brainstormde Baxter een nieuw idee: wat als olie – en gasvoorraden in de grond zouden kunnen blijven, maar toch beschikbaar blijven als energiebron? Met andere woorden, wat als we onze taart konden eten en het ook opeten?

“mijn ‘keep it in the ground’ was: ‘Yeah well, we could do that and still get the prize, which is the energy from it,'”zegt Baxter, die tientallen jaren ervaring heeft in de olie-en gasindustrie, die in 1980 bij de British National Oil Corporation is toegetreden en vervolgens werkt voor zijn geprivatiseerde opvolgers BritOil en BP. Hij verricht nog steeds consultancy in de industrie als technisch directeur van Genesis Oil & Gas Consultants. In-situ combustion and the offshore power plant concept

Baxter ‘ s idee, waarover hij oorspronkelijk schreef in een hoofdartikel voor het gesprek in Januari, stelt dat offshore olieplatforms, in de Noordzee, bijvoorbeeld, kunnen worden omgezet in offshore krachtcentrales door verbranding in-situ. In-situ verbranding wordt al tientallen jaren gebruikt in de olie – en gasindustrie om zware olie te winnen.; zuurstof wordt geïnjecteerd om de koolwaterstoffen in een reservoir te verbranden, waardoor de zware olie wordt verdund en lichtere componenten worden verdampt.Het concept van Baxter gaat een stap verder: de verbranding van koolwaterstoffen in hun reservoirs zou de warmte kunnen leveren die nodig is om stoom op te wekken, die vervolgens naar het oppervlak kan worden geleid om turbines voor de opwekking van elektriciteit aan te drijven. Op deze manier kan het energiepotentieel van de resterende olie-en gasvoorraden worden aangeboord zonder dat de koolwaterstoffen worden verwijderd en de schadelijke emissies ervan in de lucht terechtkomen.”How it would work would be, you would comprimeren oxygen-enriched air in the reservoir, and then you would induceer a fire front,” says Baxter. “Dus je ontbrandt dat met de koolwaterstoffen die daar beneden zijn, en dan als het vuurfront vordert, zou je een lijn voor het vuurfront snijden. Wat ik me zou voorstellen is ketelvoedingswater dat via een binnenleiding naar beneden gaat, dan naar buiten komt en weer over een annulus circuleert, en de annulus staat in contact met het brandfront. Dus je verdampt het ketelwater. Dat wordt dan naar de oppervlakte gebracht, en effectief heb je nu stoom voor energieopwekking.

” je zou het DC-rectificeren en vervolgens aan land sturen. Ik zie enige synergie met offshore windparken – ze hebben daar elektrische verzamelstations, die de verschillende windstations verzamelen en die dan aan land brengen. Mijn gedachte was om daar mee aan de slag te gaan.”

Baxter benadrukt dat dit idee het product is van out-the-box denken en bedoeld is om de industrie en academische discussie te stimuleren. Niettemin maken de huidige moeilijkheden bij de ontwikkeling van CCS het een aantrekkelijk concept, ondanks enkele grote onzekerheden over de manier waarop het in de praktijk zou werken.

een alternatief voor CCS?Naast het momentum van de Keep it in the Ground-campagne, werd Baxter ook deels geïnspireerd door de gebreken van het CCS-concept, dat volgens hem momenteel niet levensvatbaar is met de huidige technologische kosten en lage CO2-waarde.

“het feit dat energie-intensief is, is een beetje zelfvernietigend”, stelt hij. “Ik heb gewerkt aan een aantal koolstofafvangsystemen, en om eerlijk te zijn kon ik niet zien hoe ze zouden werken. De enige manier waarop ik koolstofafvang zou zien werken, is als onze samenleving koolstof veel meer zou gaan waarderen dan wij op dit moment, of als je de kosten voor koolstofafvang zou verlagen, en in 30 jaar tijd heb ik deze stapverandering in technologie niet gezien die je volgens mij nodig zou hebben om bijna een orde van grootte aan besparingen te behalen.”

het concept van offshore – centrales zou aanzienlijke voordelen ten opzichte van CCS kunnen opleveren. Om te beginnen is het gebaseerd op beproefde technologieën die al worden gebruikt in de olie-en gasindustrie, hoewel ze zouden moeten worden uitgebreid en aangepast om de overstap te maken naar stoomgebaseerde stroomopwekking.

alle koolwaterstoffen zouden in hun reservoirs blijven, en het ter plaatse opgewekte vermogen zou de inefficiëntie van het transport van koolwaterstoffen en CO2 tussen onshore centrales en afgelegen reservoirs verminderen.

verbranding van koolwaterstoffen onder de grond zou ook kunnen helpen de levensduur van rijpe olievelden te verlengen, een duidelijk doel van de strategie van de Britse regering om het economisch herstel van de Noordzee te maximaliseren. “Over het algemeen wanneer je een olieveld verlaat, is 30% van de originele olie nog steeds op zijn plaats die je niet kunt herstellen”, zegt Baxter. “Kun je het uitbranden?”

een berg te beklimmen: zou het idee echt werken?

hoe aantrekkelijk Baxter ‘ s idee ook klinkt op papier, het valt niet te ontkennen dat er een groot aantal uitdagingen en onzekerheden zijn die moeten worden gekwantificeerd voordat in-situ energieopwekking op olie-en gasvelden haalbaar zou kunnen zijn. Gewoon vanuit een technisch perspectief, Baxter beschrijft de uitdagingen als “behoorlijk heftig”.

” het grootste technische probleem is hoeveel warmte je terug kunt krijgen, en wat is het lot van je verbrandingsproducten? hij denkt na. “Kunnen die verbrandingsproducten, op een of andere manier, afbreuk doen aan de integriteit van de bestaande geologische afdichting die de olie en gas daarin houdt? De put zou ook een aantal echte ontwerp overwegingen, zelfs de metallurgie ervan, thermische groei, al dat soort dingen.”

financiële uitdagingen zijn er ook in overvloed, waarbij veel kostenmultiplicatoren in aanmerking komen. Het leggen van onderzeese kabels voor krachtoverdracht, bijvoorbeeld, zou kunnen lopen in de tientallen of honderden miljoenen, terwijl onderzeese wijzigingen zoals “peppering van het reservoir met tal van stoomputten” kan ook enorm duur zijn, Baxter merkt op.

vroege ontwikkeling zou waarschijnlijk moeten plaatsvinden op olie-en gasterreinen aan land, waar de kosten doorgaans lager zijn. Onshore proefprojecten kunnen worden gebruikt om de technische haalbaarheid van het proces te beoordelen en problemen te identificeren alvorens op te stijgen naar offshore-implementatie, een proces Baxter zegt zou waarschijnlijk een decennium of meer duren.

maar waar zou de investering voor zo ‘ n radicaal en duur concept vandaan komen? Baxter betwijfelt of het coördineren van particuliere investeringen uit een ongelijksoortige olie-en gassector voldoende zou zijn, en daarom zou overheidsgeld waarschijnlijk nodig zijn om de uitgebreide tests te doen die nodig zijn om het idee te valideren.

gezien de verplichting die nodig zou zijn, is er een voor de hand liggende vraag: zou het allemaal de moeite waard zijn? Hebben we genoeg koolwaterstoffen nodig om dit idee na te streven, in plaats van gewoon door te gaan met de overgang naar hernieuwbare energiebronnen, energieopslag, vraagrespons, enzovoort? Baxter geeft openlijk toe dat hij geen antwoord heeft op deze fundamentele vraag.

maar aangezien de regering van het Verenigd Koninkrijk reeds meer dan 100 miljoen pond heeft uitgegeven aan mislukte CCS-programma ‘ s, wijst hij er wel op dat basisonderzoek naar de validering slechts voor een fractie van deze kosten zou kunnen worden uitgevoerd.Dit soort disruptieve denkwijzen bestaat uiteindelijk echter in de eerste plaats om conversatie en debat te stimuleren, en zelfs als dit idee uiteindelijk te ambitieus is om realistisch te zijn, kan het nog steeds nieuwsgierige geesten inspireren om de fakkel op te pakken en op een andere manier verder te gaan.

“I think I’ m the only one talking about it,” Baxter says with a wry grinny. “Maar als je wat blauwe lucht spullen hebt en je kunt het op een toegankelijke manier schrijven, kun je eigenlijk wat interesse wegspoelen en het vonken ideeën van andere mensen, die het misschien willen opnemen en er eens naar willen kijken.”