Methaanemissies

Methaanemissies spelen een belangrijke rol bij klimaatverandering. Daarom draagt TNO vanuit verschillende disciplines bij aan onderzoek om methaanemissies beter te begrijpen en tegen te kunnen gaan. TNO werkt daarbij onder andere samen met het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM). TNO meet methaanemissies bij verlaten olie- en gaswinningsputten op land, bij actieve gas productie-installaties op de Noordzee, en detecteert methaanemissies aan de hand van satellietbeelden. Daarnaast beantwoordt TNO-AGE (Adviesgroep voor Economische Zaken en Klimaat) Kamervragen die over dit onderwerp gesteld worden. Deze pagina gaat in op Kamervragen die betrekking hebben op methaanemissies gerelateerd aan de olie- en gasindustrie.

Achtergrond informatie

Als broeikasgas heeft methaan per gewichtseenheid een sterker effect dan kooldioxide (CO2); volgens het Kyoto-protocol van de Verenigde Naties [1] draagt 1 kg methaan over een periode van 100 jaar 28 keer meer bij aan het broeikaseffect dan 1 kg kooldioxide [2]. Volgens de United States Environmental Protection Agency (EPA) zou het Global Warming Potential van methaan zelfs nog hoger kunnen zijn, namelijk 28 tot 36 sterker dan kooldioxide over 100 jaar gezien [3]. Het terugdringen van methaanemissies is daarom een belangrijk onderdeel van het wereldwijde initiatief om de opwarming van de aarde tegen te gaan. We spreken van methaanemissies op het moment dat methaan (CH4) in de atmosfeer terecht komt.
De bronnen voor methaan zijn onderverdeeld in twee hoofdgroepen [4,5]:
1)    Antropogene bronnen: b.v. landbouw, stortplaatsen en de exploratie en productie van fossiele brandstoffen.
2)    Natuurlijke bronnen: b.v. moerassen (wetlands) en het op natuurlijke wijze vrij komen van methaan uit geologische formaties.
Er zijn ook verschillende verwijderingsmechanismen ("sinks") voor methaan, waaronder afbraak van methaan in de atmosfeer, opname in water, en opname van methaan in bodems door bacteriële afbraak [4,5].

Van nature komt methaangas uit de ondergrond vrij, zowel op land als op zee

In een aantal aardlagen onder de Noordzee komt van nature veel methaan voor. Zolang dat methaan in de ondergrond blijft, is het onschadelijk en draagt het niet bij aan klimaatverandering. Een deel van het methaan vindt echter zijn weg naar boven en komt uit de ondergrond vrij. Dit is een bekend natuurlijk proces dat je ook kunt waarnemen in bijvoorbeeld de sloten van het Nederlandse veenweidegebied. Daar staat dit fenomeen bekend als ‘moerasgas’: je kunt het methaangas uit de blubber zien opwellen waarna het in belletjes z’n weg door het water omhoog vindt. Dit wordt ebullutie genoemd. Ebullutie van methaangas uit de zeebodem komt in een aantal gedeelten van de Noordzee veel voor. Hoewel dit methaan voor een groot deel in de waterkolom wordt opgenomen, zal een deel ervan in de atmosfeer terecht komen (methaanemissie) en als broeikasgas bijdragen aan klimaatverandering.

Antropogene ebullutie en methaanemissies

Methaangas kan ook vrij komen bij activiteiten die de zeebodem verstoren. Bijvoorbeeld door de aanleg van kabels en leidingen, grondmetingen in de zeebodem, de inrichting van windmolenparken en activiteiten rond olie- en gasputten. Sinds een aantal jaren is er discussie over dergelijke antropogene methaanebullutie bij olie- en gasputten. Methaan kan vrijkomen tijdens het aanleggen van een put, tijdens de productie van olie en/of gas, of nadat een put buiten gebruik is gesteld (verlaten put). Als een olie- en/of gasproductieput wordt verlaten, wordt deze afgesloten met een cementplug waarna alle bovengrondse delen worden verwijderd. Daardoor is een verlaten put aan het oppervlak niet meer zichtbaar.

Wanneer in de buurt van een verlaten put ebullutie wordt geconstateerd, is het erg lastig om vast te stellen of er sprake is van natuurlijke of antropogene ebullutie [6]. Notabene: de olie- en gasindustrie ziet natuurlijke ebullutie als een indicatie dat er gas in de zeebodem zit, dat eventueel gewonnen zou kunnen worden. Als in een gebied waarin zich verlaten putten bevinden ebullutie voor komt, is het dus de vraag of het puur om natuurlijke ebullutie gaat, of dat er extra ebullutie plaatsvindt als gevolg van eventuele putlekkage dan wel antropogene verstoring van de zeebodem. Het is niet verplicht om voorafgaand aan de aanleg van een put te meten of er op die locatie methaanebullutie voor komt en zo ja hoeveel. Daarom is vaak niet vastgelegd of er voorafgaand aan het boren van de put op die specifieke locatie natuurlijke ebullutie aanwezig was of niet.

image 60
Ebullutie: het vrijkomen van gasbellen uit de bodem, die vervolgens door de waterkolom naar boven borrelen. Dit komt van nature voor, maar kan ook door de mens veroorzaakt worden. Bijvoorbeeld door lekkage van een verlaten gaswinningsput.

Wetenschappelijke publicaties leiden tot Kamervragen

Het mogelijk ontsnappen van methaangas bij olie- en gasputten wordt wetenschappelijk onderzocht. In bepaalde wetenschappelijke artikelen werden nogal alarmerende conclusies getrokken over de grootte van deze antropogene methaanemissies. Dat leidde tot Kamervragen, waarna TNO-AGE die artikelen onder de loep nam. De geschatte hoeveelheden methaan die volgens deze artikelen uit de Noordzeebodem zouden ontsnappen als gevolg van de aanwezige olie- en gasputten, bleken een grote onnauwkeurige overschatting te zijn. In de bewuste artikelen bleken de auteurs onder andere geen rekening te houden met natuurlijke ebullutie, wat in het bestudeerde gebied veel voorkomt. De auteurs schrijven daarentegen alle waargenomen ebullutie toe aan een niet wetenschappelijk bewezen lekkage mechanisme langs de buitenkant van verlaten putten. TNO heeft deze bevindingen gepubliceerd in hetzelfde wetenschappelijke tijdschrift als waarin de bewuste artikelen verschenen. 

Verder onderzoek nodig

Methaanemissies spelen een belangrijke rol bij klimaatverandering en er zijn nog veel onzekerheden rondom methaanemissie op de Noordzee. Het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) zal daarom samen met TNO in 2022 op de Noordzee onafhankelijk onderzoek doen om vast te stellen of deze boorputten ook methaan lekken of dat er sprake is van natuurlijk opborrelen. 

Referenties 

[1]  United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC)
[2]  Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Chapter 8: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. Cambridge University Press, New York.
[3] https://www.epa.gov/ghgemissions/understanding-global-warming-potentials#Learn why
[4] Saunois, M., Bousquet, P., Poulter, B., Peregon, A., Ciais, P., Canadell, J. G., ... & Zhu, Q. (2016). The global methane budget 2000–2012. Earth System Science Data, 8(2), 697-751.
[5] TNO Rapport - TNO2018 R11080; Juez-Larré, J., van der Gon, H. D., Dellaert, S., Griffioen, J., & Nepveu, M. (2018). Emissie van het broeikasgas methaan gerelateerd aan de olie-en gassector in Nederland met nadruk op exploratie en productie.
[6] Römer, M., Blumenberg, M., Heeschen, K., Schloemer, S., Müller, H., Müller, S., ... & Schwalenberg, K. (2021). Seafloor Methane Seepage Related to Salt Diapirism in the Northwestern Part of the German North Sea. Frontiers in Earth Science, 9.