Broodje aap over aardgas versus steenkool
Zowel in de VS als in Europa denken politici op voorspraak van de experts uit de fossiele sector dat een centrale op gas minder broeikasgassen uitstoot dan een centrale op steenkool. Uiteraard wordt dit betrokken op dezelfde hoeveelheid opgewekte elektriciteit. In Europa en met name Nederland zijn we desondanks meer op kolen gaan stoken omdat dat goedkoper is en daar is de milieubeweging boos over. In de VS is juist het gebruik van gas sterk opgevoerd met het idee dat het schoner is en ook omdat de gasproductie in eigen land enorm is toegenomen. De meeste oude kolencentrales kunnen niet meer concurreren tegen modernere gascentrales.
Het is op grond van de chemische vergelijking en energieproductie inderdaad juist dat voor een gelijke energieopbrengst bij verbranding van kool twee keer zo veel CO2 vrijkomt als bij verbranden van gas. Een recent zeer betrouwbaar rapport (Nature 538,88–91(06 October 2016) concludeert echter dat er bij de winning van gas wereldwijd ca 2 % ontsnapt. Dat was in het verleden zelfs 8 %.
400 ppm in 2040
Methaan in de atmosfeer is een factor 100 keer zo sterk broeikasgas maar blijft niet zoals CO2 voor de eeuwigheid in de atmosfeer. Daarom wordt voor het effect op lange termijn niet die factor maar de broeikasgaspotentie (green house gas potential, GHP) in klimaatmodellen gebruikt. Op een termijn van 100 jaar rekent het IPPC daarvoor met een GHP van 25. De termijn voordat we over de temperatuurstijging van 2 graden ten opzichte van 1900 zullen gaan is echter veel korter dan 100 jaar. Bij het doortrekken van de trend sinds 1900 en de huidige CO2 concentratie van 400 ppm behalen we die grens al binnen 25 jaar, dus in 2040. De kans dat we dit via verduurzaming kunnen uitstellen is ondanks het klimaatakkoord van Parijs vrijwel nihil. De grens zal waarschijnlijk zelfs al eerder bereikt worden. In het gunstigste scenario zijn we immers pas circa 2050 van de fossiele brandstoffen af. Pas vanaf die tijd kan het CO2 gehalte gaan afnemen, waarbij het dan nog duizenden jaren zal duren voordat we op het oude niveau van voor 1900 terug zijn. Tot 2050 zal de CO2 concentratie eerst nog verder toenemen.
Op een termijn van 20 jaar is methaan als broeikasgas een factor 85 sterker dan CO2. Bij 2 % lekkage van methaan moeten we dus 170 % extra broeikaseffect rekenen. De verhouding gas versus kool wordt dan 2,7 tegen 2 in plaats van 1 tegen 2
Aardgas geen overbruggingsbrandstof
De concentratie methaan in de atmosfeer stijgt snel. Sinds 1900 is de concentratie boven het noordelijk halfrond gestegen van 0,8 tot 2 ppm . Dit betreft de gemeten concentratie en niet de emissie. Om het broeikasgaseffect te vergelijken met dat van CO2 moeten we de concentratie dus met 100 vermenigvuldigen. Dan is dat een toename met 120 ppm CO2 equivalenten. CO2 zelf is in die periode gestegen van 295 naar 400 ppm dus een toename met 105 ppm. Gaan we er van uit dat omstreeks 1900 het klimaat stabiel was, dan is de huidige opwarming ten gevolge van 225 ppm extra CO2 equivalenten in ongeveer gelijke mate toe te schrijven aan een toename van methaan en CO2.
Daarmee is nog niet alles gezegd. In een artikel van Christina Nunez, (National Geographic 25 september 2014) wordt gesteld dat het gebruik van aardgas als overbruggingsbrandstof voor de transitie naar duurzaam helemaal geen overbruggingsfunctie vervult maar een barrièrre. Door het goedkope gas en de bouw van gascentrales met een afschrijvingstermijn van 40 jaar wordt de overgang naar duurzaam afgeremd en uitgesteld.
Tenslotte is er nog een ander aspect. Als we nu stoppen met de emissie van methaan, kunnen we daar omstreeks 2050 al de eerste vruchten van plukken. Het totale gehalte CO2 equivalenten gaat dan al zakken omdat methaan wordt omgezet tot CO2. Enkele tientallen jaren verder kunnen we met het totale gehalte CO2 equivalenten weer terug zijn op het niveau van 1900. Als we nu stoppen met CO2 emissie, zal het nog duizenden jaren duren voordat de CO2 concentraties significant zakken.
Verkooppraatje voor politici
Aardgas als overbruggingsbrandstof van steenkool naar duurzaam is dus lariekoek ofwel een broodje aap dat in omloop is gebracht door de jongens van de fossiele sector om het vege lijf te redden. Omdat er maar heel weinig politici zijn die ooit scheikunde en natuurkunde in hun pakket hadden, verkoopt het praatje heel vlot.
We moeten zo snel mogelijk van het gas af en dat geldt niet alleen voor aardgasproductie en transport maar ook voor oliewinning en opslag waarbij gas ontsnapt en bij de rundvleesproductie waarbij veel methaan vrijkomt. Over dat laatste probleem verschijnen overigens steeds meer publicaties. Bepaalde toevoegingen aan het veevoer kunnen de methaanproductie drastisch verminderen. Minder rundvlees en lamsvlees eten is natuurlijk veel eenvoudiger, bovendien goedkoper en gezonder.
Han Blok
Meer artikelen uit de categorie: Inzicht
Jammer dat het allemaal weer zo theoretisch is. Met het opschrijven dat we zo snel mogelijk moeten stoppen met gas (of kolen) wordt geen gram co2 of methaan minder uitgestoten. En een grotere open deur is er niet voor de lezers van Duurzaam Nieuws mag ik hopen. Feit is dat we nog niet zonder fossiel kunnen, dat de uitstoot dus niet te voorkomen is en dat we onze aandacht moeten richten op meer duurzame energie die gas “uit de markt” drukt. Als je hier niet aan wilt bijdragen, blijf dan in je ivoren toren. Maar zet dan wel de verwarming uit, doe het licht uit en je computer uit. Dat scheelt dan ook weer in het aantal open deuren dat wordt open getrapt.
Beste lezers,
Er is kennelijk verwarming tussen de CO2 equivalent van methaan bij een actuele concentratie in de atmosfeer en bij een emissie naar de atmosfeer. Een emissie zal tot een concentratie leiden afhankelijk van de termijn waarop men dat bekijkt.
Bij een concentratie moeten we met een factor 100 rekenen. Bij een emissie hangt het af van de termijn. We spreken dan over een broeikasgaspotentie (GHP). Dit omdat inderdaad methaan met een halfwaardetijd van 12 jaar wordt omgezet in CO2. De IPPC rekent met een periode van 100 jaar en een potentiefactor van ca 25. Ik vind een periode van 100 jaar nogal lang als we over 25 jaar al op de 2 graden Celcius komen. Daarom lijkt het mij juister om bij de potentie ten gevolge van methaanemissie uit gaswinning uit te gaan van een factor 85. Dit is overigens een getal dat ook door IPPC gebruikt wordt voor die termijn.
Zoals ik al eerder opmerkte is de lekkage bij een centrale niet zo relevant. Het gaat om de hele keten van productie. De lekkages bij bijvoorbeeld fracking kunnen zelfs veel groter zijn dan 2 %. Satelietwaarnemingen van de atmosfeer boven de VS fracking gebieden laten dan ook een zeer duidelijk beeld zien van sterk verhoogde gehaltes methaan in de atmosfeer.
In Duurzaam Nieuws van 20 oktober wordt gesteld dat het voor het klimaat beter is om steenkool te gebruiken dan aardgas. Dat is een onjuiste conclusie. Hieronder zal ik uitleggen waarom.
Eerst even de feiten. Elektriciteitsproductie met steenkool leidt tot tweemaal zoveel CO2-emissie als met aardgas. En bij de productie en het transport van aardgas lekt een klein deel, circa 2%, van het aardgas weg. Bij de winning van steenkool komt ook methaan vrij (mijngas), maar dat vergeten we even. Ten derde is de broeikaswerking van methaan veel groter dan die van CO2, maar methaan verdwijnt na gemiddeld 12 jaar uit de atmosfeer, terwijl CO2 vele honderden jaren in de atmosfeer aanwezig blijft.
Nu de uitleg. De multiplicator van 85, die in het artikel genoemd wordt, is op gewichtsbasis. Dus 1 kilogram methaan in vergelijking met 1 kilogram CO2. In het artikel wordt impliciet gerekend met volumes. Methaan weegt bijna driemaal minder dan CO2. Dus door te rekenen in volumes wordt gemakkelijk een forse fout gemaakt. In dit geval leidt dat tot een onjuiste conclusie. Dit kan eenvoudig gecontroleerd worden door de som te maken.
De CO2 emissie van een kolencentrale is ongeveer 800 gram CO2 per geproduceerde kWh elektriciteit en bij een gascentrale is dat 400 gram. Per kWh is het verschil dus 400 gram CO2. Voor de productie van die kWh in een gascentrale is 140 gram methaan nodig. Wanneer daarvan 2% weglekt, dan is dat bijna 3 gram. Wanneer we dit vermenigvuldigen met de multiplicator 85, dan komen we op 250 gram CO2 equivalent. Dat minder is minder dan het eerder genoemde verschil van 400 gram CO2 die het verschil is tussen kolen en aardgas. Gascentrales hebben dus een kleinere klimaatimpact dan kolencentrales.
Dan is er nog een tweede punt. Dat betreft de keuze in het artikel voor een zichtperiode van 20 jaar. CO2 verblijft honderden jaren in de atmosfeer. Methaan is dankzij natuurlijke processen na gemiddeld 12 jaar verdwenen. Bij een zichtperiode van 20 jaar verdwijnt dit verschil. Ofwel, we nemen impliciet aan, dat onze CO2 uitstoot na 20 jaar niet meer zal bijdragen aan de opwarming van de aarde. Was dat maar waar!
Door deze onderschatting van de klimaatimpact van CO2 wordt het belang van methaan navenant groter. Bij een zichtperiode van 20 jaar leidt dat tot de genoemde multiplicator van 85. Bij een zichtperiode van 100 jaar wordt die gelijk aan 34. Wanneer gekozen zou worden voor een nog langere periode, dan daalt de multiplicator verder. De officiële statistieken gaat uit van een zichtperiode van 100 jaar. Daarmee maken we als samenleving impliciet de keuze dat we niet alleen onszelf denken, maar ook aan onze kinderen en kleinkinderen. Ik ben daar blij mee, maar uiteraard staat het iedereen vrij daar een eigen afweging in te maken. Het verschil tussen gas en kolen neemt toe wanneer gerekend zou worden met een factor 34.
Tot slot wordt in het artikel wordt gesteld dat de methaanlekkages door de gasindustrie zijn teruggelopen van 8% naar 2%. Ik vermoed dat deze 8% wat overdreven is, maar ontegenzeggelijk dalen deze methaanlekkages. In de USA heeft de overheid samen met de gasindustrie een programma opgesteld om de gemiddeld 1.6% methaanlekkage in de USA te verminderen tot minder dan 1%. Ook in andere landen in de wereld wordt hieraan gewerkt. In Nederland zijn we druk bezig met de vervanging van (zeer oude) asbestcement gasleidingen in onze binnensteden. Aardgas is dus klimaatvriendelijker dan steenkool, maar het kan nog wel beter. En dat moeten we ook doen!
Rest mij u te melden dat wind en zon uiteraard nog veel beter zijn voor het klimaat dan aardgascentrales. Maar dat wist u natuurlijk al wel ☺.
Martien Visser, Lector Energietransitie, Hanzehogeschool Groningen
Beste lezers,
Jullie hebben allemaal gelijk dat er bij olie en steenkool ook methaan vrijkomt. Vlgs USEPA is dat o,5 -0,8 %. Het komt vnl vrij bij winning (mijnbouw en boringen) en transport (lekke leidingen) en voor olie bij opslag (ventilatie van damp boven opslagtanks. Dat in Nederland veel minder uit de leidingen zou ontsnappen is niet zo relevant, maar het gebeurt wel degelijk. Denk alleen maar aan de massale sterfte van bomen toen we in de jaren 60 gasleingen aanlegden. Overigens is het niet zo zinvol om olie met gas of steenkool te vergelijken omdat men slechts heel weinig olie gebruikt voor elektriciteitsopwekking.
Het is natuurlijk ook waar dat er behalve methaan en CO2 ook nog fijnstof, zwavelverbindingen en stikstofoxiden vrijkomen, maar al deze aspecten worden niet meegenomen in de CO2 equivalenten vergelijking door de industrieën die voor gas pleiten als overgangsbrandstof. Uiteindelijk zijn alle fossiele brandstoffen een disaster om met Trumpiaans vocabulaire te spreken
Wil, ze nemen het niet overal zo nauw als bij ons. Er komt ook een hoop methaan vrij bij olieboringen. Vroeger werd dat afgefakkeld, nu kijken ze of het toevallig rendabel is…
Laten we elkaar inderdaad geen broodjes aap verkopen en de feiten goed op een rij zetten alvorens we vergaande conclusies trekken. Het lijkt mij zinvol dan ook mee te nemen in de berekening dat bij de kolenwinning mijngas vrijkomt. Dit mijngas bestaat grotendeels uit methaan en is ca 4.23 gram per kg steenkool (www.sourcewatch.org). Met een verbrandingswaarde van steenkool van ca 35 MJ/kg betekent dit hetzelfde als dat er ca 0,57% methaanemissie zou zijn. Met de berekening die auteur Han Blok opvoert in zijn artikel zou de vergelijking dan uitkomen op 2,7 tegen 2,5.
Ik zou ook benieuwd zijn naar de CO2 uitstoot in de keten van transport van zowel kolen als gas voordat het de centrale bereikt. En als we dan toch de feiten onderzoeken, laten we dan ook analyseren welke invloed de verbrandingsproducten zoals fijnstof, roet en as uitoefenen op de klimaatopwarming.
Of je kunt doen zoals ze al jaren doen met het overtollige bu-& pro-paan, in plaats van nuttig te gebruiken gewoon affakkelen.
Waar komt die 2% vandaan? dat zou in Nederland in 2013 (jaarproductie total 60 mlrd (Gron+Noordzee) 1,2 mlrd m3 geweest zijn? klopt niet met de rapportages van bijv. RIVM, 2 promille lijkt beter?
Je kunt ook mestvergisters bouwen voor methaan van bóven de grond. Maar ja, dan kom je natuurlijk aan de beurs van de fossiele lobby…