Aardgas

polyethyleen buizen worden ondergronds aangelegd
voor het transport van aardgas
naar de huishoudens.

Aardgas is een van de fossiele brandstoffen. Het ontstaat bij hetzelfde proces dat tot de vorming van aardolie leidt en vertegenwoordigt de lichtere fractie organische producten van dat proces. Aardgas wordt daarom vaak samen met aardolie gevonden, hoewel soms het gas kans ziet in andere aardlagen door te dringen dan de veel zwaardere olie en er zo een scheiding kan zijn ontstaan.

In Europa wordt aardgas vooral in en rond de Noordzee aangetroffen onder andere onder het noorden van Nederland (zie ook Aardgaswinning). Aardgas uit het Groningse Slochteren bestaat voor 81,9 % uit CH₄ (methaan), voor 3,3 % uit hogere gasvormige koolwaterstoffen, en voor de 14 % uit stikstofgas en 0,8 % kooldioxide. Aardgas van andere winplaatsen bevat soms meer of minder methaan of waterstofsulfide ("zuur gas").

In het verleden is aardgas vaak als een afvalproduct beschouwd van oliewinning en eenvoudigweg 'afgefakkeld'. Ook nu gebeurt dit nog wel als het erg ver van de bewoonde wereld aangetroffen wordt en het transport naar de consument te veel problemen oplevert. Dit is ecologisch gesproken erg jammer omdat van de fossiele brandstoffen aardgas de schoonste soort is. Affakkelen is echter wel beter dan het methaan simpelweg laten ontsnappen naar de atmosfeer omdat de bijdrage aan het broeikaseffect van methaan ca. 21 maal hoger is dan kooldioxide. Methaan levert bij verbranding dubbel zoveel water als kooldioxide terwijl steenkool voornamelijk naar kooldioxide omzet. Bovendien geeft aardgas vrijwel geen roet of as. Het is ook veel gemakkelijker dan steenkool of aardolie te ontdoen van onzuiverheden zoals zwavel met het Clausproces.

Geurstof

Schoon aardgas (ontdaan van de zwavelwaterstof) is reukloos. Om ervoor te zorgen dat gaslekken snel kunnen worden opgespoord, wordt aan aardgas dat aan huishoudens wordt geleverd een zeer sterk en vies ruikende stof toegevoegd. In Nederland wordt hiervoor 18 mg/m³ tetrahydrothiofeen toegepast, dat zorgt voor de in Nederland welbekende gaslucht. In delen van Duitsland, Oostenrijk en het Verenigd Koninkrijk wordt tert.-butylmercaptaan toegepast. Ook andere thiolen en dimethylsulfide worden gebruikt. Het spreekt vanzelf dat het een stof moet zijn die bij verbranding reukloos is.

Ter beveiliging van gastoevoer wordt wel de gasgebrekbeveiliging toegepast.

Transport en Opslag

Gas wordt bij voorkeur in metalen of kunststoffen gasleidingen vervoerd. Daarnaast wordt aardgas ook onder druk als CNG vervoerd, of als vloeistof, LNG. Opslag in gasvorm kan in bolvormige containers, of zelfs in ondergrondse gesteentelagen. Kleine hoeveelheden worden in tanks, cilinders en gasflessen opgeslagen. LNG wordt in geïsoleerde tanks opgeslagen.

Toepassingen

Aardgas wordt als energiebron gebruikt om op te koken en om te verwarmen. Aardgas heeft in Nederland sinds de jaren zestig het stadsgas en het stoken op steenkool geheel verdrongen. Daarnaast wordt het in grootverbruik toegepast voor elektriciteitscentrales en stadsverwarming.

Aardgas wordt ook als grondstof gebruikt in diverse chemische productieprocessen. DSM gebruikt aardgas om ammoniak mee te maken, dat op zijn beurt weer grondstof voor kunstmestfabricage is.

Aardgas wordt in samengeperste vorm, als CNG, ook gebruikt als alternatieve, schone brandstof voor personenauto's, bedrijfswagens en bussen en in vloeibare vorm LNG voor vrachtwagens. Aardgas is echter wel een fossiele brandstof waarvan de voorraad eindig is. Aardgas is geen duurzame brandstof zoals biobrandstof.

Gasverbruik

Een gemiddeld Nederlands huishouden verbruikte in 2005 circa 1600 m³ gas per jaar. Het gasverbruik daalde in de laatste jaren door verbeterde isolatie van woningen en de toename van het aandeel HR-ketels in huishoudens. Het gemiddeld verbruik lag in 1996 bijvoorbeeld nog rond de 2100 m³. Ook de warmere winters van de laatste jaren lijken hierbij een rol te spelen. Alhoewel 83 % van de huishoudens op gas kookt vraagt koken slechts 3 % van het gasverbruik. De warmwatervoorziening neemt 19 % van het verbruik voor zijn rekening. Verwarming van het huis vraagt 78 % van het gasverbruik. (cijfers 2001)

Kosten (huishoudelijk gebruik)

Eén m³ gas kost uitgaande van een gemiddeld verbruik van 2650 m³ per jaar in 2006 bijna 45 cent per m³. Dit is exclusief transportkosten, energiebelasting (EB) en vastrecht.

Vastrecht is het vaste bedrag dat voor de gasaansluiting betaald moet worden. Gemiddeld bedraagt het vastrecht ongeveer € 120 per jaar.

Prijsontwikkeling (huishoudelijk gebruik)

• Gemiddelde prijs van gas per m³ in 2003: € 0,274664 incl btw (regio 3)
• Gemiddelde prijs van gas per m³ in 2004: € 0,2697 incl btw (regio 3)
• Gemiddelde prijs van gas per m³ in 2005: € 0,32448 incl btw (regio 3)
• Gemiddelde prijs van gas per m³ in 2008: € 0,60272 incl btw (regio 3)
• Gemiddelde prijs van gas per m³ in 2009: € 0,71810 incl btw (regio 3)

Meer statistische gegevens op www.energie.nl.

Aardgas uit biovergisting

Het proces waarin methaangas gevormd wordt hoeft niet eeuwen te duren, zoals voor olie en steenkool het geval is. Telkens wanneer organische stoffen anaeroob worden afgebroken ontstaat methaan, tesamen met gassen als kooldioxyde en waterstofsulfide. Dit natuurlijke proces treedt alleen op bij afwezigheid van zuurstof, omdat anders een composteringsproces voorrang krijgt. Bij compostering ontstaat in principe geen methaangas.

In de natuur komt dit proces onder andere voor onder de waterspiegel van moerassen. Een door mensen gebouwde vorm van dit proces is biovergisting, dat in Nederland veel wordt gebruikt om, via de tussenstap van biogas, elektriciteit op te wekken. In Nederland is tenminste GreenChoice voornemens biogas uit biovergisting rechtstreeks te leveren, omdat dit een niet-fossiele versie van aardgas zou vormen. De huidige wetgeving voorziet echter nog niet in zo'n mogelijkheid.

Aardgas van anorganische oorsprong?

Een team van de Indiana-universiteit onder leiding van Henry Scott bracht calciet (CaCO₃), ijzeroxide (FeO) en water in een laboratorium onder een hoge druk van vijf tot elf miljard pascal. Tegelijkertijd werden deze stoffen verwarmd met behulp van een laser. Op deze wijze werden de omstandigheden die op tientallen kilometers diepte in de aardkorst moeten heersen nagebootst. Tijdens het experiment werd methaan gevormd. Dit voedde de discussie over een eventuele anorganische oorsprong van aardgas. Op de Saturnusmaan Titan en de planeet Mars komt ook methaan voor.

Fysische eigenschappen

Gronings aardgas levert bij verbranding gemiddeld een energetische waarde van 31,65 MJ/m³ (onderwaarde) aan energie. Dit komt overeen met ongeveer 8,8 kWh energie. Bij een gemiddeld omzettingsrendement van CV verwarming blijft hiervan 7 kWh over. De bovenwaarde (de onderwaarde plus de warmte die vrijkomt door condensatie van rookgassen) voor standaard nederlands aardgas is 35,17 MJ/m3 wat neerkomt op 9,8 kWh energie.

Aardgas heeft een soortelijke massa van ongeveer 0,833 kg/m³.

De relatieve dichtheid t.o.v. lucht bedraagt ca. 0,640. Het is dus lichter dan lucht. Vandaar de noodzaak om bovenventilatie te voorzien voor de veiligheid!

CO₂ uitstoot

Bij de verbranding van 1 m³ (1 bar, 0 °C) aardgas komt ca 1,8 kg CO₂ vrij.

Dit betreft uitsluitend de CO₂ die aanwezig is in aardgas zelf en die vrijkomt bij verbranding. Dit is echter maar een gedeelte van de totale hoeveelheid CO₂-uitstoot die aardgas als product veroorzaakt. Volgens de well to wheel methodiek wordt alle CO₂ die ontstaat bij het opsporen, produceren, reinigen, transporteren, op druk brengen en opslaan van aardgas, en dat is nogal wat, toegerekend aan de CO₂-uitstoot van aardgas. Dat kan wel zo'n 20% bedragen, daarmee komt de uitstoot op 2,2 kg CO₂ per m³ aardgas. Per slot van rekening worden biobrandstoffen op een vergelijkbare wijze beoordeeld. Het is niet meer dan fair om dit ook op fossiele brandstoffen toe te passen. Anders worden deze ten onrechte bevoordeeld en dat kan nooit de bedoeling zijn.

Samenstelling

De gemiddelde samenstelling van Gronings gas is als volgt:

Bestanddeel	Formule	Volume-%	Mol-%	Massa-%
Methaan	CH4	81,30	81,29	69,97
Ethaan	C2H6	2,85	2,87	4,63
Propaan	C3H8	0,37	0,38	0,90
Butaan	C4H10	0,14	0,15	0,47
Pentaan	C5H12	0,04	0,04	0,16
Hexaan	C6H14	0,05	0,05	0,23
Stikstofgas	N2	14,35	14,32	21,52
Zuurstofgas	O2	0,01	0,01	0,02
Kooldioxide	CO2	0,89	0,89	2,10

Aardgas bestaat dus voornamelijk uit methaan. De reactie die bij het verbranden van methaan volgt is: CH₄ + 2O₂ --> 2H₂O + CO₂

Chemische eigenschappen

Aardgas is bij kamertemperatuur en een druk van 1 bar (absoluut) een gas. Doordat aardgas voor het grootste gedeelte bestaat uit methaan (82%), ligt het kookpunt bij 1 bar (absoluut) op −162 °C (112 K) en het smeltpunt bij −183 °C (91 K). De atomen van methaan vormen een volmaakte tetraëder en hebben dus een bindingshoek van 109,5°.

Distributie

• Eandis (Vlaanderen)
• Nederlandse Gasunie (Nederland)

Zie ook

• Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches
• Gazprom

Externe links

• Noorderlicht over het experiment van Henry Scott

Bronvermelding

Bronnen, noten en/of referenties:

Delfstoffen in Nederland

  Vrije mediabestanden over Natural gas op Wikimedia Commons