Energie en grondstoffen
College 1
Toename gebruik grondstoffen en energie bevolkingsgroei en toename welvaart (GDP)
Bevolkingsgroei transitiemodel (fases; geboortecijfer, sterftecijfer etc.)
Bijna alle negatieve effecten correleren met bevolkingsgroei en toename welvaart
Rijkste 10% wereldbevolking verantwoordelijk voor 50% van de CO 2-uitstoot
Denkbeelden over eindigheid energie en grondstoffen:
- An Essay on the Principle of Population (Thomas Robert Malthus, 1798) essay over
principe van bevolkingsgroei
Bevolkingsgroei volgt exponentiele curve (x vaste factor)
Voedselproductie neemt lineair toe (+ vaste factor)
Leidt tot Malthusiaanse catastrofes (hongersnood) weer evenwicht bevolking/voedsel
Theorie kwam niet uit groene revolutie (groene revolutie, wereldhandel)
- Club van Rome (1972)
Rapport waar vanaf 1968 door onderzoekers aan gewerkt werd
Over grenzen aan groei veel commotie liet geen veranderingen in technologie/sociaal
zien
Conclusie dat in 50 jaar tijd tekorten zouden ontstaan in grondstoffen en grote problemen in
de industriële productie en bevolkingsgroei na 100 jaar
Iedere 5 jaar een update heeft gelijk over periode 1972-2014
Belangrijkste ertsen:
- Fe (ijzererts)
Bij gelijk blijvende voorraden en ijzerproductie 275 jaar ijzererts
Niet realistisch recycling
- Platina Groep Elementen (PGEs)
Nog 274 jaar voldoende maar ook recycling
Fossiele brandstoffen:
- Steenkool
Nog 143 jaar kolen
- Olie
Hubberts productiecurve Peak Oil; hierna nog wel olie, maar steeds duurder
Ongeveer 71 jaar nog olie
Leveren probleem op voor CO2 in de atmosfeer Akkoord Parijs (2015)
Energie scenario’s voor de toekomst
- VN en regeringen hoe beleid maken voor toekomst
- Lobbygroepen Beïnvloeden beleid/industrie
- Commerciële bedrijven in energie sector hoe omgaan met afname van fossiele
brandstoffen
,College 2
Olie en gas bestaan uit mengsel verschillende koolwaterstoffen
Gas methaan CH4
Olie ringen koolstofatomen (ruwe olie)
Teer grote lange ringvormige koolstofstructuren
Veel ringvormige structuren levend materiaal (organisch)
Aardolie/gas producten:
- Elk component eigen kookpunt
o 400 graden Celsius voor verdamping destilleren
- Zwaardere componenten (meer C) condenseren eerst, daarna lichtere
- Met name als brandstof maar 11% naar petrochemische industrie
- Ontstaan uit planten en diertjes (=plankton (plantaardig en dierlijk)), binden grote
hoeveelheid koolstof
- Meeste plankton bij upwelling oceaan rijk aan nutriënten (fosfor (P), koolstof (C), silicium
(Si))
o Dinoflagellaten = blooms van plankton, rood gekleurd water
- Upwelling langs continentale helling
- Bij zuurstof dode plankton, organisch materiaal, vergaat
- Zonder zuurstof, anaeroob organisch materiaal vergaat niet meer dan 5% = Black Shale
- Black shale is brongesteente van olie en gas hoe warmer, hoe korter de koolstofketen
-
, - Kerogeen = organisch materiaal in Black Shale
o Geclassificeerd op basis van H/C en O/C ratio’s in verschillende types
o Niet oplosbaar in water, hoog molecuul gewicht
o Bitumen, oplosbaar, laag molecuul gewicht
Type 1 Precambrische olie, voorbeeld Oman
Odd predominance = koolstofwaterstoffen met oneven aantal C-atomen in de meerderheid
o Bacteriën in aardolie hebben even ketens opgegeten
Veel source rocks uit dezelfde periode midden Mesozoïcum (150 miljoen jaar geleden)
o In warme ondiepe zeeën, bodemwaters anaeroob
o Kimmeridge klei 50% organisch, belangrijkste source rock voor Noordzee
Hete olie en gas zijn lichter dan source rock olie en gas migreren door gesteente naar boven
Later opgevangen in geologische structuren =reservoirs
Oil traps; permeabele gesteenten en impermeabele gesteenten koepel structuur, bovenin
impermeabel houdt olie en gas vast
Permeabele gesteenten in oil trap = reservoir gesteenten (b.v. kalksteen)
o Hebben met elkaar in verbinding staande poriën absorberen olie en gas
, Potentieel veld gevonden proefboring, duur (10.000 dollar per geboorde meter)
Productie:
- Maar 40-50% uit olieveld wordt gewonnen
- Technieken ontwikkelen om meer eruit te krijgen injectie heet water/stoom, zuren (HF)
om gesteente op te lossen etc.
- Olie: veel productieputten nodig in een grit enkele honderden meters (recovery factor 25-
55%)
- Gas: minder boorputten nodig (recovery factor 60-95%)
Recovery factor verbeteren:
- Verbeterde technologische mogelijkheden
- Als olieprijs omhoog gaat economisch rendabel om meer productieputten te boren
Transport:
- Olie
o Makkelijk te transporteren
o Kosten transporteren laag
o Olieprijzen wereldwijd ongeveer hetzelfde
- Gas
o Transport via pijpleidingen
o Afnemers verder weg Liquid Natural Gas (LNG)
o Transportkosten LNG hoog
o Lange termijn contracten nodig
o Gasprijzen zijn lokaal
Nog winst te behalen bij reductie CO2-uitstoot bij winning en transport:
- Affakkelen van gas bij productie
- Verlies methaan (sterk broeikasgas) bij transport aardgas
- Gedurende de raffinage van olie
Energiebedrijven streven naar minder emissies bij productie en transport (regelgeving,
aandeelhouders)
Carbon Intensity (CI) = hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij productie van olie en gas, uitgedrukt in
(CO2eq)/megajoule
CO2-emissies grote verschillen per land
o Veel CO2 emissies bij teerzanden en zware olie (Canada)
o Gas affakkelen 22% van totaal Algerije, Iraq, Nigeria, VS
o Saoedi-Arabië laag door lichte olievelden
Gas to liquid omzetten van aardgas naar vloeibare koolwaterstoffen
College 1
Toename gebruik grondstoffen en energie bevolkingsgroei en toename welvaart (GDP)
Bevolkingsgroei transitiemodel (fases; geboortecijfer, sterftecijfer etc.)
Bijna alle negatieve effecten correleren met bevolkingsgroei en toename welvaart
Rijkste 10% wereldbevolking verantwoordelijk voor 50% van de CO 2-uitstoot
Denkbeelden over eindigheid energie en grondstoffen:
- An Essay on the Principle of Population (Thomas Robert Malthus, 1798) essay over
principe van bevolkingsgroei
Bevolkingsgroei volgt exponentiele curve (x vaste factor)
Voedselproductie neemt lineair toe (+ vaste factor)
Leidt tot Malthusiaanse catastrofes (hongersnood) weer evenwicht bevolking/voedsel
Theorie kwam niet uit groene revolutie (groene revolutie, wereldhandel)
- Club van Rome (1972)
Rapport waar vanaf 1968 door onderzoekers aan gewerkt werd
Over grenzen aan groei veel commotie liet geen veranderingen in technologie/sociaal
zien
Conclusie dat in 50 jaar tijd tekorten zouden ontstaan in grondstoffen en grote problemen in
de industriële productie en bevolkingsgroei na 100 jaar
Iedere 5 jaar een update heeft gelijk over periode 1972-2014
Belangrijkste ertsen:
- Fe (ijzererts)
Bij gelijk blijvende voorraden en ijzerproductie 275 jaar ijzererts
Niet realistisch recycling
- Platina Groep Elementen (PGEs)
Nog 274 jaar voldoende maar ook recycling
Fossiele brandstoffen:
- Steenkool
Nog 143 jaar kolen
- Olie
Hubberts productiecurve Peak Oil; hierna nog wel olie, maar steeds duurder
Ongeveer 71 jaar nog olie
Leveren probleem op voor CO2 in de atmosfeer Akkoord Parijs (2015)
Energie scenario’s voor de toekomst
- VN en regeringen hoe beleid maken voor toekomst
- Lobbygroepen Beïnvloeden beleid/industrie
- Commerciële bedrijven in energie sector hoe omgaan met afname van fossiele
brandstoffen
,College 2
Olie en gas bestaan uit mengsel verschillende koolwaterstoffen
Gas methaan CH4
Olie ringen koolstofatomen (ruwe olie)
Teer grote lange ringvormige koolstofstructuren
Veel ringvormige structuren levend materiaal (organisch)
Aardolie/gas producten:
- Elk component eigen kookpunt
o 400 graden Celsius voor verdamping destilleren
- Zwaardere componenten (meer C) condenseren eerst, daarna lichtere
- Met name als brandstof maar 11% naar petrochemische industrie
- Ontstaan uit planten en diertjes (=plankton (plantaardig en dierlijk)), binden grote
hoeveelheid koolstof
- Meeste plankton bij upwelling oceaan rijk aan nutriënten (fosfor (P), koolstof (C), silicium
(Si))
o Dinoflagellaten = blooms van plankton, rood gekleurd water
- Upwelling langs continentale helling
- Bij zuurstof dode plankton, organisch materiaal, vergaat
- Zonder zuurstof, anaeroob organisch materiaal vergaat niet meer dan 5% = Black Shale
- Black shale is brongesteente van olie en gas hoe warmer, hoe korter de koolstofketen
-
, - Kerogeen = organisch materiaal in Black Shale
o Geclassificeerd op basis van H/C en O/C ratio’s in verschillende types
o Niet oplosbaar in water, hoog molecuul gewicht
o Bitumen, oplosbaar, laag molecuul gewicht
Type 1 Precambrische olie, voorbeeld Oman
Odd predominance = koolstofwaterstoffen met oneven aantal C-atomen in de meerderheid
o Bacteriën in aardolie hebben even ketens opgegeten
Veel source rocks uit dezelfde periode midden Mesozoïcum (150 miljoen jaar geleden)
o In warme ondiepe zeeën, bodemwaters anaeroob
o Kimmeridge klei 50% organisch, belangrijkste source rock voor Noordzee
Hete olie en gas zijn lichter dan source rock olie en gas migreren door gesteente naar boven
Later opgevangen in geologische structuren =reservoirs
Oil traps; permeabele gesteenten en impermeabele gesteenten koepel structuur, bovenin
impermeabel houdt olie en gas vast
Permeabele gesteenten in oil trap = reservoir gesteenten (b.v. kalksteen)
o Hebben met elkaar in verbinding staande poriën absorberen olie en gas
, Potentieel veld gevonden proefboring, duur (10.000 dollar per geboorde meter)
Productie:
- Maar 40-50% uit olieveld wordt gewonnen
- Technieken ontwikkelen om meer eruit te krijgen injectie heet water/stoom, zuren (HF)
om gesteente op te lossen etc.
- Olie: veel productieputten nodig in een grit enkele honderden meters (recovery factor 25-
55%)
- Gas: minder boorputten nodig (recovery factor 60-95%)
Recovery factor verbeteren:
- Verbeterde technologische mogelijkheden
- Als olieprijs omhoog gaat economisch rendabel om meer productieputten te boren
Transport:
- Olie
o Makkelijk te transporteren
o Kosten transporteren laag
o Olieprijzen wereldwijd ongeveer hetzelfde
- Gas
o Transport via pijpleidingen
o Afnemers verder weg Liquid Natural Gas (LNG)
o Transportkosten LNG hoog
o Lange termijn contracten nodig
o Gasprijzen zijn lokaal
Nog winst te behalen bij reductie CO2-uitstoot bij winning en transport:
- Affakkelen van gas bij productie
- Verlies methaan (sterk broeikasgas) bij transport aardgas
- Gedurende de raffinage van olie
Energiebedrijven streven naar minder emissies bij productie en transport (regelgeving,
aandeelhouders)
Carbon Intensity (CI) = hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij productie van olie en gas, uitgedrukt in
(CO2eq)/megajoule
CO2-emissies grote verschillen per land
o Veel CO2 emissies bij teerzanden en zware olie (Canada)
o Gas affakkelen 22% van totaal Algerije, Iraq, Nigeria, VS
o Saoedi-Arabië laag door lichte olievelden
Gas to liquid omzetten van aardgas naar vloeibare koolwaterstoffen
