Gasopslag

• Aardgas, stikstof en waterstof worden tijdelijk in de ondergrond opgeslagen voor later gebruik. Aardgas bijvoorbeeld, dat in de zomer niet gebruikt wordt omdat er minder vraag naar is, wordt ondergronds opgeslagen. Als er in een strenge winter meer aardgas nodig is dan direct beschikbaar (voor het verwarmen van huizen bijvoorbeeld) kan het opgeslagen gas uit de ondergrond worden gehaald. Het opslaan van stikstof zorgt ervoor dat er op piekmomenten altijd een stabiele hoeveelheid beschikbaar is voor de industrie. Ondergrondse opslag van aardgas en stikstof gebeurt in Nederland alleen onder het vasteland. Het ondergronds opslaan van waterstof gebeurt in Nederland nog niet, maar het is het wel de bedoeling dat in de toekomst gaat gebeuren.
• CO2 is een belangrijk broeikasgas dat bijdraagt aan de opwarming van de aarde (broeikaseffect). Permanente opslag van CO2 in de ondergrond helpt om de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer te verminderen en klimaatverandering tegen te gaan. In Nederland vindt ondergrondse CO2-opslag alleen onder de Noordzee plaats (1).

Niet overal in Nederland kan gasopslag plaatsvinden. Daar waar het in Nederland wel kan, vindt ondergrondse gasopslag in gasvelden en zoutcavernes plaats:

1. Voormalige gasvelden: Als een gasveld leeg is, kan het opnieuw met een gas gevuld worden. Het is hierbij belangrijk dat het gas veilig blijft opgeslagen en niet kan ontsnappen.
2. Zoutcavernes: Zoutcavernes (holtes die in de zoutlaag zijn gemaakt door het oplossen van zout) kunnen gebruikt worden voor gasopslag. Dit is echter alleen mogelijk als de eigenschappen van een zoutcaverne, zoals grootte, vorm en diepte geschikt zijn.

Voor ondergrondse opslag van gassen is een diepe put nodig naar een leeg gasveld of een zoutcaverne. De bestaande putten van de eerdere gaswinning worden hiervoor aangepast en hergebruikt als ze technisch geschikt zijn. Voor gasopslag in zoutcavernes wordt een nieuwe put geboord.

Via één buis (3) wordt het gas onder druk in het gasveld of de zoutcaverne geperst (2). Om het opgeslagen aardgas of stikstof (en in de toekomst waterstof) weer uit de ondergrond te halen, wordt dezelfde buis gebruikt (3). De bestaande buis die in de illustraties is ingetekend (4) is de buis die voorheen gebruikt is om de zoutcaverne te maken. Deze buis wordt niet ingezet voor gasopslag.

Bij tijdelijke gasopslag vindt er aan het aardoppervlak naast bodemstijging ook bodemdaling plaats. Dit laatste gebeurt als het gas voor later gebruik uit de opslag gehaald wordt. Hieronder leggen we dit verder uit.

1. Gas wordt tijdelijk ondergronds opgeslagen: lichte bodemstijging.

Door ondergrondse gasopslag verandert het volume in de ondergrond. Dit geldt voor zowel gasopslag in een leeg gasveld als in een zoutcaverne, maar op verschillende manieren:

• Bij een leeg gasveld wordt het gas opgeslagen in het gesteente waaruit ooit aardgas is gewonnen. De ruimtes tussen de korrels van het gesteente worden hierdoor iets verder uit elkaar geduwd (5). Het volume van het gesteente wordt groter: het gesteente zet uit en duwt de bovenliggende gesteentelagen omhoog. Aan het aardoppervlak leidt dit tot lichte bodemstijging (6)
• Een zoutcaverne wordt onder druk van het omliggende zout en de bovenliggende gesteentelagen langzaam samengedrukt. Wanneer er gas in de zoutcaverne wordt opgeslagen, neemt de druk in de caverne toe. Het opgeslagen gas duwt het omliggende, vervormbare zout opzij, waardoor de zoutcaverne groter wordt.
  De bovenliggende gesteentelagen, en het zout dat de zoutcaverne omringt worden hierdoor omhoog geduwd, wat aan het aardoppervlak lichte bodemstijging veroorzaakt.

Bodemstijging door ondergrondse gasopslag gaat om enkele millimeters tot centimeters, gelijkmatig verspreid over een groot gebied van enkele kilometers. Boven het middelpunt van de opslag vindt de meeste bodemstijging plaats, en het verspreidt zich over een groot gebied van enkele kilometers. Dit geldt voor zowel gasopslag in een leeg gasveld, als in een zoutcaverne.

Het effect van bodemstijging op het aardoppervlak kun je vergelijken met een ballon onder een matras. Als je de ballon een beetje opblaast, wordt het matras omhooggeduwd. Direct boven de ballon komt het matras het meest omhoog, naar de randen van het matras wordt dit steeds minder. Bij bodemstijging door gasopslag ontstaat er aan het aardoppervlak over een groot gebied een lage, glooiende verhoging. Dit neemt naar de randen van het gebied waarover de bodemstijging plaatsvindt geleidelijk af.

Het tijdelijk ondergronds opslaan van gas leidt tot lichte bodemstijging over een groot gebied (links). Wanneer het gas uit de opslag wordt gehaald, zorgt dat voor lichte bodemdaling over een groot gebied (rechts) [illustraties niet op schaal].

2. Gas wordt uit de opslag gehaald: lichte bodemdaling.

Tijdelijke gasopslag wordt toegepast met de bedoeling een opgeslagen gas weer uit de ondergrond te halen voor gebruik. Denk aan het aardgas dat in de winter uit de opslag wordt gehaald voor verwarming. Als dit gebeurt verandert het volume in de ondergrond weer; er wordt immers iets uit de ondergrond gehaald (7). Door deze volume verandering daalt het aardoppervlak (8). De bodem zakt langzaam terug. Dit is te vergelijken is met het laten leeg lopen van de ballon onder het matras: verspreid over een groot gebied vindt lichte bodemdaling plaats.

3. Periodieke bodemstijging en bodemdaling door tijdelijke ondergrondse gasopslag.

Het tijdelijk opslaan van een gas in de ondergrond en het er later weer uithalen vindt herhaaldelijk en regelmatig plaats. Als voorbeeld: aardgas opslaan in de zomer en het weer uit opslag halen in de winter is seizoensgebonden en gebeurt ieder jaar weer. Dit betekent, dat de lichte bodemstijging (gas opslaan) en vervolgens lichte bodemdaling (gas uit opslag halen en gebruiken) ook herhaaldelijk en met dezelfde regelmaat gebeurt.

De hoeveelheid bodemstijging bij gasopslag en bodemdaling wanneer het gas weer uit opslag wordt gehaald, hangen af van:

1. De omvang, grootte van het gasveld of zoutcaverne: hoe groter het veld, hoe groter de stijging of daling van de bodem.
2. De hoeveelheid van het gas: des te meer gas opgeslagen of hergebruikt wordt, des te groter de bodemstijging of -daling.