Ondergrondse opslag van groen gas
Een volledig duurzaam geproduceerde energie-voorziening kan niet zonder grootschalige energieopslag. Dr. Hadi Hajibeygi won met zijn voorstel voor gasopslag in geologische formaties een Vidi-onderzoeksbeurs van NWO.
Ik bied een voorspellende simulatiemethode voor het veilige gebruik van ondergrondse formaties tijdens herhaaldelijk injecteren en produceren van groene brandstoffen”, belooft Hajibeygi in zijn onderzoeksvoorstel Admire. Zijn specialisme is stromingsleer, maar dan in de ondergrond. Wat er voor leken uitziet als ondoordringbare zandsteen, is voor hem het domein van ondergrondse stromingen van gas, olie en water. “Life is porous”, luidt zijn motto.
Ondergrondse gasvelden zijn een optie voor het maandenlang opslaan van duurzame energie. “De opslagcapaciteit meten we in terawatt-uur zegt Hajibeygi. “Dat is de orde van grootte van een nationale energieopslag; 10 miljoen keer meer dan de capaciteit van een nieuwe autoaccu.” Het Nederlandse nationale energiegebruik bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 800 TWh per jaar.
Het gasreservoir Bergermeer in Alkmaar (Foto: Taqa)
Er is al ervaring met de ondergrondse opslag van gas, vertelt de Vidi-laureaat. Hij noemt het gasreservoir Bergermeer bij Alkmaar dat sinds 2014 in gebruik is als commerciële seizoensopslag van aardgas. Elders zijn ervaringen opgedaan met de opslag van waterstof in zoutkoepels. Dat gebeurt vaak bij hoge druk (tot 200 bar). In vergelijking met aardgas geeft waterstof meer lekkage, maar de omzettingen zijn eenvoudiger. Een overschot aan elektriciteit wordt direct omgezet in waterstof voor opslag. Een brandstofcel of gasmotor kan de waterstof dan weer omzetten in elektriciteit. Het rendement van de hele cyclus is circa 40 procent.
Ondergrondse gasopslag draait om de vraag hoe het gas door het gesteente en het reservoir stroomt. Hajibeygi gaat laboratoriummetingen koppelen aan simulaties en seismische metingen om geschikte plaatsen te vinden voor ondergrondse gasopslag.
Hoe denkt hij dat bewoners zullen reageren op herhaaldelijk gas in en uit de bodem pompen onder hun woonplaats? Veiligheid staat voorop, zegt Hajibeygi. “We moeten de plaats voor gasopslag wijs kiezen. Daarvoor is goed onderzoek nodig naar de gasstromen en de bodemeigenschappen.” Bij Alkmaar vreesde men aanvankelijk voor aardbevingen, maar het KNMI heeft nauwelijks activiteit waargenomen.
Voor het Admire-project is een promovendus aangetrokken, volgend jaar volgt er nog één en een postdoc. Met dat team, en in samenwerking met onderzoekslaboratoria en universiteiten in Nederland, Duitsland en de Verenigde Staten wil Hajibeygi modellering en monitoring koppelen om zodoende onzekerheden omtrent de groene gasopslag te verkleinen.