AMESCO Algemene Milieu Effecten Studie CO 2 Opslag

AMESCO Algemene Milieu Effecten Studie CO2 Opslag

AMESCO Stuurgroep: NAM, SEQ, Nogepa, Essent, Electrabel, Eneco, Provincie Groningen, Friesland, Drenthe, Zuid Holland, Ministerie van VROM, Staatstoezicht op de Mijnen 1 juli 2007 Eindrapport 9S0742

INHOUDSOPGAVE Blz. 1

2

3

INTRODUCTIE, AFBAKENING EN BEPERKINGEN 1.1 Achtergrond van dit project 1.2 Doelstellingen 1.3 Afbakening 1.4 Belanghebbenden 1.5 Opbouw van dit rapport 1.6 Aspecten die in hoofdstuk 1 van een MER aan de orde dienen te komen

1 1 2 3 4 5

ACHTERGRONDEN VAN CO2-OPSLAG 2.1 Inleiding 2.2 Klimaatverandering 2.2.1 Bewijzen van klimaatverandering 2.2.2 Gevolgen van de opwarming van de aarde 2.3 Oorzaken van klimaatverandering 2.3.1 Effecten van broeikasgassen 2.3.2 Scenario's voor het verminderen van de opwarming van de aarde door broeikasgassen 2.4 Klimaatbeleid - Kyoto 2.4.1 Wereldwijd klimaatbeleid 2.4.2 Europees klimaatbeleid 2.4.3 Nederlands klimaatbeleid 2.4.4 Nederland - huidige jaarlijkse hoeveelheid CO2-emissies 2.5 Mogelijkheden om de broeikasgasuitstoot te verminderen 2.6 Vermindering van CO2-uitstoot door middel van CCS in Nederland 2.6.1 CCS als oplossing voor de middellange termijn 2.6.2 Is CCS een optie voor Nederland? 2.7 Aspecten die in hoofdstuk 2 van een MER aan de orde dienen te komen

6 6 6 6 7 7 7

ONDERGRONDSE CO2-OPSLAG SYSTEMEN 3.1 Inleiding 3.2 CO2-opslagsysteem 3.2.1 Eigenschappen van CO2 3.2.2 Putten 3.2.3 Het opslag reservoir 3.2.4 Opsluitingsmechanismen en afdichtende lagen van bijna lege olieen gasvelden 3.2.5 Deklagen en breuken 3.2.6 Monitoren van CO2-opslag 3.2.7 De voornaamste alternatieven 3.3 Stadia en activiteiten behorende bij CO2opslag 3.4 Opslagcapaciteit voor CO2 in Nederland 3.4.1 Algemene schatting voor Nederland 3.5 Andere relevante CO2-opslag projecten 3.5.1 CO2-opslag projecten - op het land 3.5.2 CO2-opslag projecten - buitengaats

AMESCO Eindrapport

-i-

5

12 13 13 15 16 17 20 21 21 22 25 26 26 28 29 30 33 33 35 36 36 37 39 39 42 42 45

9S0742/R06/ETH/Gron 1 juli 2007

3.5.3 3.6

4

5

Bestaande natuurlijke CO2-gasbellen Aspecten die in hoofdstuk 3 van een MER aan de orde dienen te komen

BELEID EN VERGUNNINGEN VOOR CO2-INJECTIE 4.1 Inleiding 4.2 Overzicht van het Nederlandse wettelijk kader dat relevant is voor CO2-opslag 4.2.1 Overzicht 4.2.2 Mijnbouwwet 4.2.3 Wet Milieubeheer 4.2.4 Wet op de Ruimtelijke Ordening 4.2.5 Ontwikkelingen 4.3 Bespreking van de voornaamste knelpunten in de regelgeving 4.3.1 Knelpunten in de regelgeving voor CO2-opslag 4.3.2 Is CO2 een afvalproduct of niet? 4.3.3 Is er een MER vereist voor CO2-opslag? 4.3.4 Aansprakelijkheid op lange termijn 4.3.5 Overheden en ruimtelijke ordening 4.4 Mogelijke scenario's 4.4.1 Classificatie van CO2 in verband met de MER Beoordelingsplicht 4.4.2 Langetermijn verantwoordelijkheid 4.4.3 Eén beslissende (staats-) regeringsinstantie 4.5 Nieuwe internationale ontwikkelingen en discussies 4.5.1 Overzicht van internationale weten regelgeving inzake CO2opslag 4.5.2 Grensoverschrijdende zaken in het ESPOO-verdag 4.5.3 IPCC Richtlijnen 2006 4.5.4 Internationale weten regelgeving voor het buitengaatse gebied: Conventie van Londen, Londen Protocol en OSPAR 4.5.5 Ontwikkeling van een beleidskader en een regelgevingkader door de Europese Commissie 4.6 CO2-opslag - een internationale visie op regelgeving 4.6.1 Toereikendheid van bestaande weten regelgeving 4.6.2 Langetermijn verantwoordelijkheid 4.7 Conclusies 4.8 Aspecten die in hoofdstuk 4 van een MER aan de orde dienen te komen MILIEUEFFECTEN: ALGEMENE BESCHRIJVING 5.1 Inleiding 5.2 Projectfases van CO2-opslag 5.2.1 Opslag als onderdeel van CCS 5.2.2 Stadia van een CO2-opslagproject 5.3 Mogelijke ondergrondse risico's van CO2-opslag, bij een normale werking 5.4 Mogelijke effecten van CO2-opslag, bij een normale werking van het systeem 5.4.1 Vergelijkbare projecten 5.4.2 Bovengrond 5.4.3 Woon- en leefomgeving 5.5 Mogelijke verstoringen in verband met CO2-opslag

AMESCO Eindrapport

- ii -

45 46 48 48 49 49 50 53 54 55 56 56 56 58 59 62 63 63 66 68 68 68 69 70 71 72 73 74 75 76 78 79 79 80 80 81 81 82 82 82 83 84


5.5.1 5.5.2 5.6 5.6.1 5.6.2 5.7

6

7

Storingen aan installaties aan de oppervlakte Storingen ondergronds Mogelijke gevolgen van verstoringen van het systeem, in verband met CO2-opslag Gevolgen van verstoringen aan de oppervlakte Gevolgen van een ondergrondse verstoring Aspecten die in hoofdstuk 5 van een MER aan de orde dienen te komen

DE GEOGRAFIE VAN NEDERLAND - GEVOELIGHEID VOOR CO2-LEKKAGE 6.1 Inleiding 6.2 Algemene geografische beschrijving van Nederland 6.2.1 Maaiveldniveau 6.2.2 Grondgebruik 6.2.3 De atmosfeer in Nederland 6.2.4 Huidig en toekomstig gebruik van de ondergrond 6.3 CO2-gehalte in de biosfeer 6.3.1 Atmosferisch gehalte, gehalte van de lucht 6.3.2 CO2 in oppervlaktewater, grondwater en de bodem 6.4 Gevoeligheid voor CO2 6.4.1 Vergiftigingsverschijnselen bij mensen 6.4.2 Vergiftigingsverschijnselen bij andere organismes 6.4.3 Gevolgen voor (bouw)materialen 6.4.4 Effecten op grondwater en oppervlaktewater 6.4.5 Conclusies 6.5 Landgebruik en kwetsbaarheid voor de negatieve gevolgen van CO2-opslag 6.6 Aspecten die in hoofdstuk 6 van een MER aan de orde dienen te komen MOGELIJKE GEVOLGEN MILIEUEFFECTEN EN RISICO'S BIJ CO2-OPSLAG IN GASVELDEN OP HET NEDERLANDSE VASTELAND 7.1 Inleiding 7.2 Lekkagemechanismen 7.2.1 Mechanisme van lekkage door of langs de afdichtende bovenlaag 7.2.2 Mechanisme van lekkage langs een overstromingspunt van het reservoir 7.2.3 Mechanisme van lekkage langs of via breuken 7.2.4 Mechanisme van lekkage langs of door putten 7.2.5 Mechanismen van lekkage langs meerdere paden tegelijk 7.3 Uitstroom naar de biosfeer 7.3.1 Opsluitingsmechanismen in het deklagenpakket 7.3.2 Stroming langs voorkeursroutes in het putgebied 7.4 Gevolgen 7.4.1 Blootstelling in de ondiepe ondergrond 7.4.2 Blootstelling in de atmosfeer 7.5 Methodologie: bepalen van de risico's van een specifiek project 7.5.1 Risicoanalyse van het ondergrondse systeem 7.5.2 Doel van modelleren 7.6 Aanpak: bepalen van de risico's van een specifiek project 7.6.1 Aanbevolen aanpak 7.6.2 Conclusies

AMESCO Eindrapport

- iii -

84 84 84 84 85 86 87 87 87 87 87 90 93 95 95 101 101 102 103 105 106 107 108 109

111 111 112 114 115 116 117 122 122 122 124 125 126 126 127 127 128 128 128 129


7.7

8

9

10

11

12

Aspecten die in hoofdstuk 7 van een MER aan de orde dienen te komen

MOGELIJKE MAATREGELEN OM DE MILIEUEFFECTEN TE BEPERKEN OF COMPENSEREN 8.1 Reservoirkeuze 8.2 Injectiesysteem 8.3 Geïnjecteerd materiaal 8.4 Aspecten die in hoofdstuk 8 van een MER aan de orde dienen te komen MONITORPLAN 9.1 Inleiding 9.2 Monitorsystemen 9.3 Lekkage langs de put 9.3.1 Verbuizingsdefecten 9.3.2 Lekkage naar ondergrondse formatiegesteenten 9.4 Praktische toepassingen 9.4.1 Instrumenten om de integriteit van verbuizing en cement te bepalen 9.4.2 Seismische methoden 9.4.3 Elektrische weerstandsmetingen 9.4.4 Vanaf de oppervlakte meten van de CO2-concentratie en stroomvolumes 9.5 Ontwerpen van monitorsystemen 9.6 Aspecten die in hoofdstuk 9 van een MER aan de orde dienen te komen

130

132 132 136 138 138 139 139 140 140 141 141 143 143 144 145 146 147 149

MONITORPLAN EN RAMPENBESTRIJDINGSPLAN 10.1 Mogelijke reacties 10.2 Aanbevolen aanpak op basis van de monitoruitkomsten 10.3 Kritische grenswaardes 10.4 Actieplan voor de toepassing van mogelijke maatregelen om het CO2 terug te halen 10.5 Aspecten die in hoofdstuk 10 van een MER aan de orde dienen te komen

150 150 150 151

LEEMTEN IN KENNIS 11.1 Leemten in informatie 11.2 Leemten in ervaring met nadelige gevolgen 11.3 Leemten in toekomstige ontwikkelingen 11.4 Leemten in regelgeving 11.5 Aspecten die in hoofdstuk 11 van een MER aan de orde dienen te komen

153 153 153 154 154 155

VERVOLG 12.1 12.2 12.2.1 12.2.2 12.3 12.4

156 156 157 157 158 158 159

AMESCO Eindrapport

Overzicht van bevindingen Prioriteiten stellen Prioriteiten op provinciaal niveau De rol van CO2-opslag op nationaal niveau Ontwerpgrondslag Wettelijk kader en aansprakelijkheid - iv -

151 152


12.5 12.6 12.7 12.8

Begin van een proefproject Aanpak van de leemten in kennis Verbeterde gas- en oliewinning Aspecten die in hoofdstuk 12 van een MER aan de orde dienen te komen.

13

LITERATUURLIJST

14

BIJLAGE OPMERKINGEN OVER DE METHODE VOOR RISICOKWANTIFICERING 14.1 Modelleren van het systeem van putten, reservoirs, afdichtende laag, afsluiting, deklagenpakket, ondiepe ondergrond en biosfeer 14.2 Acceptatienormen 14.3 Praktische aanpakmogelijkheden

15

159 160 160 161 162

BIJLAGE WET- EN REGELGEVING 15.1 EU- MER-richtlijn 15.2 SEA protocol en richtlijn 15.3 Relevante weten regelgeving documenten 15.3.1 Mijnbouwwet (Mining Act) 15.3.2 Mijnbouwbesluit 15.3.3 Besluit MER 15.3.4 Wet Milieubeheer 15.3.5 LAP (wijziging)

167 167 168 169 171 171 171 172 172 176 178 179 182

AFKORTINGENLIJST

184

BIJLAGEN FIGUREN Figuur 2.1 Toename in oppervlaktetemperatuur van de aarde ten opzichte van de gemiddelde temperatuur tussen 1960 – 1990 Figuur 2.2 Zeespiegelstijging op verschillende plaatsen op aarde Figuur 3.3 Locaties van Nederlandse gasvelden met stratigrafisch niveau en opslagcapaciteit van de gasreservoirs Figuur 6.1 Geografische informatie over Nederland Figuur 6.3 Gemiddelde windsnelheid Figuur 6.5 Productie van drinkwater uit grondwater in Nederland Figuur 6.6 Temperatuur van watervoerende lagen in de Nederlandse ondergrond op 2000 meter diepte (DINO loket) Figuur 7.3 Aanwezigheid van permanent verlaten putten in Nederlandse gasvelden, met daarbij aangegeven wanneer deze zijn verlaten in verhouding tot de grote veranderingen in de Nederlandse mijnwetgeving in 1967 en 1976

BIJLAGE ADVIES ENGELSTALIGE VERSIE AMESCO, DOOR DE COMMISSIE VOOR DE M.E.R.

AMESCO Eindrapport

-v-


Deelnemers aan de Stuurgroep en het projectteam Stuurgroep Projectteam M. Kuijper NAM E. Holleman D. Drenth SEQ S. Bos Y. van den Berg Nogepa M. Vosbeek A. van Harten Provincie Drenthe S. Hagedoorn R. Deems Provincie Fryslân C. Hendriks L. Slangen Provincie Groningen T. Wildenborg A. Bosma Provincie Zuid Holland R. van Eijs R. Vrolijk Eneco C. Bos H. Paes Electrabel T. Benedictus H. Mous Essent F. Neele J. de Jonge Essent H. Croezen H. Spiegeler Ministerie van VROM K. Rensma H. Roest Staatstoezicht op de Mijnen M. Goldsworthy B. Scheffer Staatstoezicht op de Mijnen

Royal Haskoning Royal Haskoning Ecofys Ecofys Ecofys TNO TNO TNO TNO TNO CE CE Golder Associates

Verantwoording bij de Nederlandstalige versie van AMESCO Dit rapport is tot stand gekomen door de nauwe samenwerking tussen de hier boven genoemde leden van de stuurgroep en het projectteam, met ondersteuning van experts uit zowel de eigen organisaties van de leden als vanuit andere hiervoor relevante organisaties. Dit is gedaan om vanuit een zo breed mogelijk forum kennis en ervaring met CO2-opslag te verzamelen en zichtbaar te maken waarover overeenstemming bestaat en welke aspecten nog ter discussie staan. Dit rapport vormt daarmee het resultaat van de gezamenlijke inspanningen en probeert een zo goed mogelijk beeld te geven van de huidige inzichten op het gebied van CO2injectie en ondergrondse opslag. Het rapport geeft niet de specifieke persoonlijke opinie van afzonderlijke deelnemers of hun organisaties weer, maar meer een algemene consensus. Dit rapport dient als gevolg hiervan niet te worden gelezen als een wetenschappelijk of juridisch rapport, maar als een uitgebreid overzicht van de huidige situatie wat betreft CO2-injectie en -opslag in de ondergrond van Nederland. Het project heeft geleid tot een Engelstalige versie van het AMESCO rapport, waarbij optimaal gebruik is gemaakt van de veelal Engelstalige literatuur. Na afronding van het project is het rapport vertaald in het Nederlands, met als doel de toegankelijkheid van de bevindingen voor toepassingen in Nederland te vergroten. Het Engelstalige eindrapport is voorgelegd aan de Commissie voor de m.e.r. met het verzoek dit rapport als generiek milieueffectrapport te toetsen. De commissie heeft uitgesproken dat het rapport de huidige stand van kennis met betrekking tot CO2-opslag goed weergeeft en bruikbaar is bij het opstellen van een toekomstig plan-MER of besluit-MER. In deze Nederlandstalige versie van AMESCO hebben wij als aanvullende bijlage het oordeel van de commissie toegevoegd. Daarnaast hebben wij daar waar de commissie een onjuistheid in de tekst heeft opgemerkt, deze gecorrigeerd. Verder is getracht zo dicht mogelijk bij de originele tekst te blijven, rekening houdend met een goede leesbaarheid en de achterliggende intentie van de teksten. De engelse vaktermen zijn zoveel mogelijk vertaald. Doordat sommige figuren uit de engelse literatuur afkomstig zijn, is hiervoor geen Nederlandse versie voorhanden, maar wel een aanvullende toelichting. AMESCO Eindrapport

- vi -


VOORWOORD Status van dit rapport Het doel van dit rapport is het verschaffen van achtergrondinformatie over CO2-opslag in de ondergrond van Nederland, aan een grote en diverse groep belanghebbenden. Het samenbrengen van wetenschappelijke informatie en analyseren van relevant bestaand beleid moet duidelijk maken, welke realistische mogelijkheden er zijn voor ondergrondse CO2-opslag in gasvelden op het Nederlandse vasteland. Er is daarbij bekeken, in hoeverre internationaal beschikbare informatie van toepassing is op de Nederlandse situatie. Sinds de start van dit project in de zomer van 2006 is de aandacht voor klimaatverandering en de mogelijkheden van CO2-opslag in de media en de politiek sterk toegenomen. Daaraan hebben de recente extreme weersomstandigheden in Nederland ongetwijfeld bijgedragen, evenals de IPCC rapporten van begin 2007 en de film van Al Gore. We hebben geprobeerd up-to-date te blijven, maar omdat de ontwikkelingen elkaar zo snel opvolgen kan het zijn dat delen van dit rapport te zijner tijd moeten worden aangepast op basis van nieuwe informatie of beleid. Desondanks geloven we dat dit rapport, samen met alle achtergrondartikelen die hiermee beschikbaar zijn gekomen binnen het AMESCO project, nuttig zal zijn als: • • • •

Document dat de huidige stand van zaken weergeeft. Richtlijn voor een plan-MER of besluit-MER. Omschrijving van de leemten in onze kennis. Suggestie voor het opvullen van deze leemten.

Werkwijze Dit rapport is gezamenlijk geschreven door een groep auteurs die bij vijf verschillende bedrijven werken. In plaats van allemaal een eigen stuk te schrijven en die te bundelen met een gemeenschappelijke inleiding en samenvatting, hebben we onze kennis en ervaring gecombineerd en als één team het hele rapport geschreven. We hebben intensieve terugkoppeling gehad van verschillende groepen belanghebbenden in werkgroepen, in onze wederzijdse communicatie en via de in de Stuurgroep vertegenwoordigde organisaties. Dit rapport kan daarom worden beschouwd als een verzameling van de kennis, die op het ogenblik aanwezig is bij een breed scala van betrokken partijen. Speciale eigenschappen van CO2-opslag Wat maakt, vanuit het standpunt van milieueffecten, de opslag van CO2 zo bijzonder? In de eerste plaats is het een manier waarmee een wereldwijd effect (toename van broeikasgassen) kan worden beperkt door plaatselijk maatregelen te nemen (opslag van CO2 ondergronds, in gasreservoirs). Opslag van CO2 kan plaatselijk enig nadelig effect tot gevolg hebben, en misschien zelfs een risico voor het milieu vormen. Maar deze plaatselijke risico's dienen te worden afgewogen tegen de wereldwijde voordelen van een vermindering van broeikasgassen. Afgezien van deze discrepantie in ruimtelijke schaal is er ook een discrepantie in tijdschaal. In een conventionele MER worden de effecten beschreven, die zich binnen enkele jaren zouden kunnen voordoen. Ondergrondse opslag van CO2 is echter bedoeld als een lange termijn oplossing, men is niet van plan het CO2 ooit weer terug te halen. Er bestaat slechts weinig ervaring met het beschrijven van effecten op een mogelijke tijdschaal van honderden jaren of langer. AMESCO Eindrapport

- vii -


Het gebruik van de bevindingen van dit rapport in een MER Dit rapport is primair bedoeld als achtergronddocument bij een besluit-MER, opgesteld voor een specifiek CO2-opslagproject, maar kan ook informatie geven voor een planMER. Daar waar in dit rapport wordt gerefereerd aan een MER wordt een besluit-MER bedoeld, voor een specifiek CO2-opslagproject. Indien wordt gerefereerd aan een planMER (voorheen aangeduid als een Strategische Milieu Beoordeling of SMB) wordt dit ter onderscheid als zodanig met plan-MER aangeduid. Het ligt in de lijn der verwachting dat voor elk nieuw CO2-opslagproject een aparte MER vereist zal zijn. De bevindingen van dit rapport kunnen zowel door de initiatiefnemers als door de overheid worden gebruikt bij het overleg over de vereiste details en omvang van een MER. De onderstaande tabel geeft aan, hoe de informatie uit dit rapport kan worden gebruikt bij een MER. Desbetreffende informatie en conclusies zijn samengevat aan het eind van elk hoofdstuk. Hoofdstuk MER document 1

Introductie van het initiatief

2

Doel en achtergrond

Waar te vinden in het AMESCO rapport Hoofdstuk 2: algemene achtergrondinformatie over CO2opslag Hoofdstuk 8: kiezen van een geschikt reservoir

3

Wettelijke en beleidsaspecten

4

Beschrijving van het initiatief

Hoofdstuk 4 Hoofdstuk 3: technische aspecten Hoofdstuk 6: geografische informatie

5

Alternatieven en variaties

Hoofdstuk 8: suggesties

6

Milieueffecten

Hoofdstuk 5: algemene effecten Hoofdstuk 7: specifieke effecten van weglekken

7

Conclusies

8

m.e.r. procedure

Hoofdstuk 4: vergunningen

9

Leemten in informatie en monitoren

Hoofdstuk 9: monitoren Hoofdstuk 10: reactieplan Hoofdstuk 11: mogelijke leemten

Door het opstellen van dit overzichtsdocument willen we een waardevolle bijdrage leveren aan het debat over de toepassing van CO2-opslag in de ondergrond van Nederland teneinde de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Evert Holleman – Royal Haskoning Mariëlle Vosbeek – Ecofys Harry Croezen – CE Ton Wildenborg and Rob van Eijs – TNO Martin Goldsworthy – Golder Associates

AMESCO Eindrapport

- viii -


1

INTRODUCTIE, AFBAKENING EN BEPERKINGEN

1.1

Achtergrond van dit project Klimaatverandering staat momenteel maatschappelijk zeer in de belangstelling en staat ook hoog op de politieke agenda in verscheidene industrieel ontwikkelde landen. Het is door wetenschappers en politici inmiddels algemeen geaccepteerd dat het zeer waarschijnlijk is, dat het klimaat verandert onder invloed van menselijke activiteiten. Het verbruik van fossiele brandstoffen, de landbouw, chemische processen en afvalverwerking dragen allemaal bij aan de emissie van broeikasgassen zoals kooldioxide (CO2). Eén van de mogelijke manieren om de emissie van CO2 in de atmosfeer terug te dringen, is CO2 af te vangen en op te slaan in de ondergrond. Een aantal Nederlandse bedrijven en overheidsorganisaties - nationaal en regionaal heeft aangegeven plannen te willen ontwikkelen om op korte termijn tot afvang en opslag van CO2 te komen in Nederland. Dit heeft geleid tot een discussie over de beoordeling van de mogelijke gevolgen van CO2-opslag voor de omgeving, waaronder het milieu. CO2-opslag is een tamelijk nieuw onderzoeksgebied. Om die reden is er nog geen specifieke regelgeving, geen specifiek beleid en zijn er weinig voorbeelden van eerder uitgevoerde milieueffectrapportages (MER) om als leidraad te dienen voor initiatiefnemers, vergunningverleners en investeerders, die geïnteresseerd zijn in CO2opslagprojecten. Een aantal partijen uit de energiesector en diverse overheidsinstanties heeft het initiatief genomen voor deze studie naar ondergrondse CO2-opslag onder het vasteland van Nederland. Dit wordt het AMESCO-project (Algemene Milieu Effecten Studie CO2-Opslag) genoemd. Het huidige onderzoek is alleen gericht op de ondergrondse opslag van CO2, dus niet op de afvang en transport van CO2. Er is reeds een aanzienlijke hoeveelheid kennis verzameld over ondergrondse opslag van CO2, maar die is verspreid over allerlei publicaties. Vele partijen onderzoeken of plannen CO2-opslag projecten en een aantal onderzoeksgroepen werkt samen aan verschillende aspecten van CO2-afvang en -opslag. Voorbeelden van dergelijke multidisciplinaire projecten en onderzoeksgroepen zijn: CATO (CO2-afvang, -transport en -opslag), een research programma in Nederland, en GESTCO (geologische opslag van CO2), een Europees initiatief. In de literatuur wordt CO2-afvang en -opslag veelal afgekort als CCS, wat staat voor Carbondioxide Capture and Storage. Er bestaat veel technische kennis en kennis van beleidsaspecten en wettelijke aspecten van CCS, maar deze kennis is verspreid over veel instituten, bedrijven, regeringsinstanties en onderzoeksgroepen. Deze kennis moet worden samengevoegd om tot een betrouwbaar beeld te kunnen komen van wat in de nabije toekomst in Nederland mogelijk is op het gebied van CCS. Wat mogelijk is, hangt vooral af van de eventuele milieueffecten van ondergrondse CO2-opslag en de resultaten van de MERs, die voor zulke projecten zullen moeten worden opgesteld. Er bestaat slechts weinig praktijkervaring met ondergrondse CO2-opslag en er is eveneens weinig ervaring opgedaan met MERs voor dit soort projecten. We zouden een vergelijking kunnen maken met de lange-termijn ondergrondse opslag van andere substanties, zoals waterinjectie in olievelden, ondergrondse opslag van kernafval, zuurgas-injectie, etc. Een vergelijkbare techniek vinden we bij de tijdelijke ondergrondse opslag van aardgas, waar het aardgas uit een ander veld tijdelijk wordt opgeslagen in een gasveld dat al grotendeels leeg-geproduceerd is. In dat geval wordt het gas maximaal enkele tientallen jaren opgeslagen. Maatschappelijk wordt ondergrondse CO2opslag gezien als mogelijke oplossing voor de steeds sterker gevoelde AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -1-

1 juli 2007

klimaatverandering. Er bestaat echter een groot verschil met de opslag van voornoemde substanties gezien de tijdsduur waarover wordt gesproken in combinatie met de hoeveelheid CO2 die mogelijk dient te worden opgeslagen. Waarschijnlijk zal er een groot aantal CO2-opslag projecten nodig zijn. Ondergrondse CO2-opslag kan worden gezien als tijdelijke oplossing voor het probleem van klimaatverandering, totdat we, aan het eind van deze eeuw, een volledig duurzame energievoorziening zullen hebben bereikt. Om duidelijke richtlijnen en beleid te kunnen opstellen voor het realiseren van ondergrondse CO2-opslagprojecten moeten we de kennis, die op allerlei plaatsen aanwezig is, combineren met praktijkervaring. Zo kunnen we tot een evenwichtige afweging komen van de mogelijke risico's en effecten van broeikasgassen enerzijds en de mogelijke risico's en effecten van ondergrondse CO2opslag anderzijds.

1.2

Doelstellingen De achtergronden en probleemdefinitie die hierboven is geschetst heeft geleid tot de volgende doelstellingen: Hoofddoel Het hoofddoel van dit onderzoek is inzicht te verschaffen in de milieueffecten en randvoorwaarden, bij de opslag van CO2 in ondergrondse gasvelden onder het vasteland van Nederland. Met de verkregen inzichten dient een achtergronddocument te worden opgesteld voor milieueffectrapportages van specifieke CO2-opslagplannen. Subdoelen Daarnaast zijn onderstaande subdoelstellingen vastgesteld. Deze zijn nodig om de realisatie van ondergrondse CO2-opslagprojecten in Nederland mogelijk te maken: • • • • •

•

De bij specialisten aanwezige kennis te inventariseren, teneinde gemeenschappelijke problemen, belangen, leemten in gegevens, etc., die verband houden met de opslag van CO2 in ondergrondse reservoirs, te benoemen. Belanghebbenden te ondersteunen door een gemeenschappelijke bron van informatie over CO2-opslag beschikbaar te stellen. Deze informatiebron kan vervolgens worden gebruikt in MERs voor specifieke projecten. Duidelijk te maken welke weten regelgevingsproblemen en andere problemen moeten worden opgelost voordat MERs opgesteld kunnen worden. Alle betrokkenen bij m.e.r. procedures informatie te verschaffen, teneinde de kans op langdurige vertraging tijdens toekomstige m.e.r. procedures te verkleinen. Nuttige informatie te verschaffen ter ondersteuning van andere milieubeleidsmaatregelen in Nederland, zoals de: Plan-MER (voorheen Strategische Milieu Beoordeling of SMB genoemd). Overheidsplannen zoals POP (Provinciaal OmgevingsPlan) en LAP (Landelijk Afvalbeheer Plan) etc. MERs voor projecten waarin CO2-opslag misschien moet worden betrokken als, bijvoorbeeld, de meest milieuvriendelijke optie. Duidelijk te maken welke specifieke regelgeving voor CO2-opslagprojecten nodig is en onder welk kader deze valt.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -2-

1 juli 2007

1.3

Afbakening De huidige studie is afgebakend door binnen het gegeven budget en de geplande doorlooptijd voor het opstellen van de rapportage. De Stuurgroep heeft duidelijke keuzes gemaakt, teneinde zoveel mogelijk aandacht te kunnen schenken aan de mogelijke effecten van langdurige CO2-opslag. Dit onderzoek en rapport zijn gestuurd door de onderstaande vijf randvoorwaarden: 1. Focus op mogelijke gevolgen en risico´s van CO2-opslag. Dit onderzoek is toegespitst op de mogelijke milieueffecten van ondergrondse CO2opslag. De milieueffecten die zouden kunnen voortvloeien uit het afvangen en vervoeren van CO2 (waarschijnlijk ook belangrijke aspecten van een CCS project) zijn niet meegenomen in deze studie. Ook de effecten van materieel aan de oppervlakte dat verband houdt met de ondergrondse opslag van CO2, zoals pompen en andere installaties, zijn niet in beschouwing genomen. Alleen de effecten en risico's van de aanwezigheid van CO2 in putten, van het injectieproces zelf en van langdurige opslag worden hier besproken. Deze beperkte afbakening vloeit voort uit het doel van deze studie, en dat is het aanvullen van de bestaande leemten in de benodigde kennis voor het uitvoeren van een milieueffectrapportage. De milieueffecten van afvang en transport van CO2 kunnen ook worden beoordeeld met bestaande kennis en ervaring en worden daarom niet behandeld in dit onderzoek. 2. Alleen CO2-opslag in gasvelden wordt in beschouwing genomen. De tweede afbakening is dat de huidige studie zich beperkt tot economisch gezien uitgeputte, grotendeels lege gasvelden. CO2-injectie in watervoerende lagen of andere reservoirs wordt in het huidige onderzoek niet behandeld. Olie- en gasvelden blijken - doordat ze al miljoenen jaren koolwaterstoffen bevatten - in principe geschikt te zijn voor CO2-opslag. Omdat olievelden vaak nog grote hoeveelheden olie en in veel gevallen ook water bevatten, lijken gasvelden op korte termijn beter geschikt. Bovendien zijn er in Nederland veel meer gasvelden dan olievelden. Ook de lage druk maakt gasvelden geschikt voor CO2-opslag, hoewel de druk in een uitgeproduceerd gasveld gemiddeld nog ongeveer 30-40 bar bedraagt. 3. Alleen projecten onder het vasteland worden in beschouwing genomen. In dit onderzoek worden alleen gasvelden op het Nederlandse vasteland in beschouwing genomen. De eerste opslagprojecten zullen waarschijnlijk onder het vasteland plaatsvinden. Voor buitengaatse projecten (offshore) gelden heel andere wettelijke en milieuvraagstukken. De ervaring die is opgedaan met CO2-injectie en opslag in buitengaatse velden kan echter relevant zijn voor projecten onder het vasteland. Daarom wordt in dit onderzoek ook gebruikt gemaakt van informatie uit buitengaatse projecten. 4. Alleen permanente opslag wordt in beschouwing genomen. In dit onderzoek wordt aangenomen dat het CO2 permanent zal worden opgeslagen. Dat houdt in dat het voor zeer lange tijd dient te worden ingesloten en dat het niet de bedoeling is het CO2 weer terug te halen of hergebruiken. Er bestaat vooral onzekerheid over gedrag en afsluiting op lange termijn. Wat ook moet worden vastgesteld is onder wiens verantwoordelijkheid het opgeslagen CO2 op lange termijn valt.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -3-

1 juli 2007

Kortdurende opslag is ook een mogelijkheid, waarbij CO2 bijvoorbeeld wordt hergebruikt in kassen, maar dit is minder problematisch. Deze studie houdt zich ook niet bezig met CO2-injectie bedoeld om meer olie of gas te produceren uit een veld. Deze techniek wordt Enhanced Oil (Gas) Recovery (EOR of EGR) genoemd, in het Nederlands: verbeterde olie- of gaswinning. De bevindingen van dit onderzoek worden echter wel gebruikt bij het beschrijven van de consequenties voor EGR and EOR (in Hoofdstuk 12). 5. Alternatieven met betrekking tot CO2-opslag in gasreservoirs worden in beschouwing genomen, andere vormen van CO2-emissiereductie niet. In een milieueffectrapportage (MER) worden over het algemeen ook alternatieven voor het ingediende voorstel in beschouwing genomen. Het huidige onderzoek vergelijkt alleen de verschillende mogelijkheden voor CO2-opslag in lege gasvelden. Andere mogelijke oplossingen voor CO2-emissiereductie, zoals energiebesparing of het gebruik van alternatieve vormen van energie komen niet aan de orde. Dit onderzoek is niet gericht op het vinden van de beste oplossing om CO2-emissies naar de atmosfeer te verminderen, daarom is een algemene vergelijking met allerlei andere oplossingen hier niet relevant.

1.4

Belanghebbenden Zoals reeds vermeld in de inleiding van dit hoofdstuk bestaat er nog vrij veel onzekerheid over de risico's die mogelijk verbonden zijn aan de ondergrondse opslag van CO2. Er is weinig informatie beschikbaar voor belanghebbenden hoe met deze risico's om te gaan. Naast de initiatiefnemers en de overheid zijn een aantal andere organisaties betrokken bij de discussie over de wenselijkheid van CO2-opslag. In overleg met de stuurgroep zijn onderstaande externe belanghebbenden bovendien geïdentificeerd: • • • • • • • • • •

Politiek: Vertegenwoordigers van de betrokken Nederlandse provincies. De energie-experts van de politieke partijen. NGO’s (Milieuorganisaties). Commissie voor de m.e.r. De betrokken gemeenten. De overkoepelende organisatie: de Vereniging van Nederlandse Gemeenten, VNG. De Stichting Natuur en Milieu. Ministerie van Economische Zaken / Staatstoezicht op de Mijnen. Internationale betrokken partijen. De Europese Commissie

Een aantal betrokkenen uit deze lijst is gevraagd hun opbouwende kritische opinie te leveren op de afbakening van dit project. Dit zijn: • • • •

De commissie voor de m.e.r. De Milieufederatie en Natuur & Milieu. Het Ministerie van Economische Zaken / Staatstoezicht op de Mijnen. De Universiteit van Utrecht.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -4-

1 juli 2007

1.5

Opbouw van dit rapport Dit rapport omvat alle normaal in een MER voorkomende hoofdstukken. Alle hoofdstukken bieden bovendien achtergrondinformatie, die van nut kan zijn bij een MER voor een specifiek project. In alle hoofdstukken staan ook aanbevelingen welke onderwerpen aan bod dienen te komen in een MER voor een specifiek project. Hoofdstuk 2 behandelt de achtergronden van het verband tussen CO2-opslag en klimaatverandering. Hoofdstuk 3 behandelt de technische aspecten van CO2-injectie en de kenmerken van reservoirs. Een overzicht van relevante weten regelgeving en beleid wordt gegeven in hoofdstuk 4. De normale opzet van een MER wordt gevolgd in hoofdstuk 5, waarin duidelijk wordt gemaakt welke specifieke aspecten van belang zijn voor een CO2-opslag project. In hoofdstuk 6 wordt de relevante gevoeligheid beschreven van zowel de fysieke leefomgeving als de biosfeer. Het risico van het weglekken van CO2 en de gevolgen van mogelijke lekkage staan centraal in hoofdstuk 7. Hoofdstuk 8 geeft een beschrijving van mogelijke alternatieven waaruit kan worden gekozen voor een specifiek project. Het monitorprogramma wordt beschreven in hoofdstuk 9, gevolgd door suggesties voor een rampenbestrijdingsplan voor het geval zich ongewenste effecten voordoen in hoofdstuk 10. De bestaande leemten in onze kennis ten aanzien van CO2-opslag worden behandeld in hoofdstuk 11. Deze maken uiteraard vervolgactiviteiten noodzakelijk, en hiervoor geeft hoofdstuk 12 suggesties.

1.6

Aspecten die in hoofdstuk 1 van een MER aan de orde dienen te komen Aan het slot van elk hoofdstuk wordt beschreven wat in een MER voor CO2-opslag kan worden verwacht. Uiteraard is dit informatie die normaal in alle MER documenten wordt weergegeven. Maar daarnaast wordt speciale aandacht besteed aan de bevindingen uit het hoofdstuk over CO2-opslag. Na de conclusies op basis van deze bevindingen, wordt beschreven hoe daarmee om dient te worden gaan in een MER voor een specifiek project. Bij het opstellen van een MER voor een specifiek CO2-opslag project kunnen de bevindingen van dit rapport als richtlijn worden gebruikt. Algemene aspecten voor hoofdstuk 1 van een MER Hoofdstuk 1 schetst over het algemeen het kader en de redenen om dit project uit te voeren. Ook de rol van de initiatiefnemer(s), de voorgeschiedenis etc. worden behandeld. Speciale aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 1 • Opslag van CO2 kan niet los worden gezien van afvangen transportactiviteiten. Het is van belang de relaties tussen deze aspecten te beschrijven. Dus dient het opslagproject te worden beschreven in de context van het totale, grotere, CCSproject, inclusief relevante informatie over afvang en transport. • Het kan zijn dat meerdere organisaties zijn betrokken bij o.a. CO2-afvangen transportactiviteiten. Daarom is het van belang de rol van alle partijen duidelijk te beschrijven. • Het doel van het project moet duidelijk worden gemaakt. Het primaire doel is uiteraard CO2-emissies te reduceren. Als er sprake is van een proefproject, dienen de doelstellingen expliciet te worden beschreven; bijvoorbeeld of een proefproject is bedoeld voor het testen van de opslagtechnieken en hieruit te leren, of om te onderzoeken hoe CO2-reductie kan worden gerealiseerd tegen beperkte kosten. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -5-

1 juli 2007

2

ACHTERGRONDEN VAN CO2-OPSLAG

2.1

Inleiding In februari 2007 is het 4de Klimaatrapport van het IPCC, het Intergouvernementeel Klimaatpanel van de Verenigde Naties uitgekomen. In dit rapport staat duidelijk dat ons klimaat op het ogenblik zeer snel verandert. Wereldwijd verandert de temperatuur sneller dan in de duizenden voorafgaande jaren ooit het geval is geweest. Als één van de belangrijkste oorzaken van de temperatuurstijging wordt de uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen genoemd. Volgens de IPCC is het zeer waarschijnlijk dat deze emissietoename door de mens is veroorzaakt. Het verbruik van fossiele brandstoffen, maar ook de landbouw, chemische processen en afvalverwerking zijn belangrijke oorzaken van deze broeikasgasemissies (IPCC, 2001), (TK, 2004). Indien de opgebouwde broeikasgasconcentratie in de atmosfeer niet vermindert en voor het einde van deze eeuw wordt gestabiliseerd, zal de klimaatverandering ernstige en wellicht onomkeerbare nadelige gevolgen krijgen. Sinds de jaren zestig en zeventig van de twintigste eeuw is men zich steeds meer bewust geworden van dit probleem en sindsdien proberen politici en wetenschappers een manier te bedenken om de uitstoot van broeikasgassen naar de atmosfeer te beheersen en verminderen. Eén van de mogelijke manieren om broeikasgasemissies te verminderen is door afvang en opslag van CO2, die door elektriciteitscentrales (of andere installaties) wordt geproduceerd. Dit hoofdstuk beschrijft de achtergronden die voor de ontwikkeling van de CCS technologie van belang zijn. We zullen aandacht besteden aan de technische aspecten van klimaatverandering (in paragraaf 2.2 en 2.3), en daarnaast aan het beleid dat is gemaakt om iets aan dit probleem te doen (in paragraaf 2.4). Voor de technische en politieke aandachtspunten zijn oplossingen voorgesteld (zie paragraaf 2.5). CCS behoort in Nederland tot één van de mogelijkheden om klimaatverandering te bestrijden. De mogelijkheden en de verantwoording van CCS worden besproken paragraaf 2.6. Tenslotte geven we aan hoe de inhoud van dit hoofdstuk verwerkt kan worden in een specifieke MER (paragraaf 2.7).

2.2

Klimaatverandering

2.2.1

Bewijzen van klimaatverandering Wereldwijde klimaatwaarnemingen over honderden jaren wijzen duidelijk op een snelle klimaatverandering in de afgelopen decennia. Volgens het IPCC zijn er steeds meer waarnemingen die samen een beeld schetsen van een algemene opwarming van de aarde en andere veranderingen in ons klimaat. Klimaatverandering kan worden afgemeten uit de onderstaande gegevens: • • • • •

Een wereldwijde toename van de gemiddelde lucht- en oppervlaktetemperatuur (in de twintigste eeuw toegenomen met 0,6 +/- 0,2oC); Een wereldwijde stijging van het gemiddelde zeeniveau (in de twintigste eeuw gestegen met 0,1 tot 0,2 meter); verzuring van de oceanen; afname van het oppervlak dat is bedekt met sneeuw met ongeveer 10% sinds het eind van de jaren zestig van de twintigste eeuw; terugtrekken van gletsjers in niet-polaire gebieden.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -6-

1 juli 2007

De gevolgen zijn reeds waarneembaar in veranderde neerslagpatronen. En ook het weer wordt steeds extremer. In deze paragraaf verwijzen we naar figuren gepubliceerd door de IPCC. Figuur 2.1, opgenomen in de figurenbijlagen van dit rapport, laat het wereldwijde temperatuurverloop zien over een periode van duizend jaar en over de laatste 140 jaar. In de curve voor duizend jaar is een snelle toename zichtbaar met ongeveer 0,4oC sinds 1900. In de afgelopen 140 jaar is alleen tussen 1940 en 1980 de gemiddelde temperatuur niet gestegen. Maar vanaf 1980 is de temperatuur weer met bijna 0,4oC gestegen. Figuur 2.2 laat voorbeelden zien van zeespiegelstijging op een aantal plaatsen op aarde. Deze figuur is eveneens opgenomen in de figurenbijlage van dit rapport. 2.2.2

Gevolgen van de opwarming van de aarde Hoewel er nog onzekerheid bestaat, kan een eventuele opwarming van de aarde verstrekkende gevolgen hebben. We noemen er hieronder enkele op. Bedreiging van kustgebieden De toenemende opwarming van de aarde zal hoge kosten met zich meebrengen. Als bijvoorbeeld de ijskappen en gletsjers smelten en het zeewater warmer wordt, stijgt de zeespiegel waarschijnlijk 0,1 - 0,9 meter. Hoeveel precies hangt ondermeer af van de toekomstige toename van de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. De kosten van het versterken van onze kustverdedigingswerken om een overstroming te voorkomen als de zee zo hoog komt kunnen alleen al in Nederland oplopen tot 9 miljard euro in de periode tot 2090. Omkeren van de oceaanstromingen Als de temperatuur de komende decennia nog verder blijft stijgen, kan dat op lange termijn extreme en misschien zelfs onomkeerbare gevolgen hebben. Als voorbeeld noemen we hier het stoppen van de Warme Golfstroom in de Noord-Atlantische Oceaan of een plotselinge temperatuurstijging door het vrijkomen van alle methaan die nu veilig ligt opgeborgen in permafrost, de permanent bevroren bodem1. Gevolgen voor het planten en dierenleven Opwarming van de aarde zal naar verwachting het ecosysteem aantasten. Als de weersomstandigheden snel veranderen zullen planten en dieren wellicht niet in staat zijn zich op tijd aan te passen. Ook zouden er nieuwe ziektes kunnen ontstaan.

2.3

Oorzaken van klimaatverandering

2.3.1

Effecten van broeikasgassen De voorgaande paragrafen wekken misschien de indruk dat broeikasgassen alleen maar worden veroorzaakt door menselijke activiteiten. Het tegendeel is waar. De broeikasgassen CO2 (koolzuurgas) en CH4 (methaan) maken deel uit van een natuurlijk systeem: koolzuurgas wordt bijvoorbeeld afgescheiden door planten, bodems, organismes die in zee en de oceaan leven en door vulkanen. Waterdamp is ook een 1

Zie bijvoorbeeld het artikel van Seth Borenstein, "Climate ‘time bomb' forecast, methane bubbles out of permafrost at increased rate." Associated Press | September 7, 2006. © Copyright 2006 Globe Newspaper Company.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -7-

1 juli 2007

belangrijk broeikasgas. De broeikasgassen in de atmosfeer vormen een isolerende laag die een deel van de infrarode straling van het aardoppervlak absorbeert. Deze infrarode straling wordt veroorzaakt doordat de straling van de zon het aardoppervlak opwarmt. Een deel van de straling, die door de atmosfeer wordt geabsorbeerd, wordt naar de aarde teruggekaatst, waardoor de temperatuur nog verder toeneemt.

2

(http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Greenhouse_Effect.png; all figures in W/m ) Figuur 2.3 Energiestromingen in de aardatmosfeer

Toelichting figuur 2.3: Aan de linkerkant van de figuur staat de gele pijl voor de zonnestraling, die de aarde bereikt. Van de 235 W/m2 verwarmt 67 W/m2 rechtstreeks de atmosfeer, terwijl 168 W/m2 voor opwarming van het aardoppervlak en de oceanen zorgt, tot een gemiddelde van 14oC. De centrale witte pijl geeft in combinatie met de bruine pijl rechts het broeikas effect weer. Het landen zeeoppervlak geeft 492 W/m2 af aan de atmosfeer. Daarvan komt 40 W/m2 buiten de atmosfeer en blijft 452 W/m2 in de atmosfeer achter. Vanuit de zon komt dus 67 W/m2 in de atmosfeer en vanuit het aardoppervlak 452 W/m2. In totaal komt daarmee 519 W/m2 in de atmosfeer. De witte pijl geeft aan dat hiervan indirect 195 W/m2 uitstraalt buiten de atmosfeer en de overige 324 W/m2 weer terug komt bij het aardoppervlak.

Zoals figuur 2.3 laat zien wordt wereldwijd gemiddeld 235 W/m2 geabsorbeerd door de aarde en haar atmosfeer, waarvan 168 W/m2 door het aardoppervlak en 67 W/m2 door de atmosfeer. Het ‘Systeem aarde’ kan alleen in thermodynamisch evenwicht zijn als de inkomende stralingsenergie wordt gecompenseerd door een even grote uitgaande energiestroom. Slechts 40 W/m2 van de straling die door de aarde wordt geabsorbeerd wordt echter direct teruggekaatst in de ruimte. De overige 126 W/m2 wordt geabsorbeerd door de AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -8-

1 juli 2007

atmosfeer en na opwarming opnieuw teruggestraald naar de aarde. Een deel van de naar de aarde teruggekaatste straling wordt natuurlijk weer opnieuw naar de atmosfeer teruggekaatst, en een gedeelte daarvan dan weer naar het aardoppervlak, etc., etc. Dit proces gaat door totdat de aarde voldoende is opgewarmd zodat gemiddeld 324 W/m2 binnen het proces gevangen blijft en de rest, 195 W/m2 weer de ruimte in wordt teruggestraald. Deze figuur laat de energiestromingen in de aardatmosfeer zien. De straling van de zon is met geel aangegeven. Wit symboliseert de straling die vanuit de atmosfeer de ruimte in gaat en naar de aarde gaat en bruin de energiestromen vanuit het aardoppervlak, waaronder het effect van broeikasgassen. De grootte van de energiestromen die hier zijn getekend kunnen van plaats tot plaats en in de tijd verschillen. Zonder broeikasgas zou de gemiddelde temperatuur op aarde eigenlijk 40°C lager zijn en zou in veel gebieden het leven op aarde veel moeilijker of zelfs onmogelijk zijn. Op een tijdschaal van miljoenen jaren fluctueert het klimaat op aarde van nature. Dit komt door een samenspel van allerlei aardse en buitenaardse factoren. De ijstijden zijn hiervan een goed voorbeeld. Het is dus goed moegelijk dat de klimaatsverandering die wij nu opmerken, en die in paragraaf 2.2 is beschreven, slechts een kleine natuurlijke klimaathobbel weerspiegelt. De voornaamste reden dat we ons zorgen maken is dat de klimaatverandering samenvalt met een toename in broeikasgas in de atmosfeer. Figuur 2.4 laat zien dat sinds de 'Industriële Revolutie' in de negentiende eeuw de hoeveelheid CO2, methaan en lachgas in de atmosfeer snel is toegenomen. Als de hoeveelheid broeikasgas toeneemt, kan er minder directe straling vanaf het aardoppervlak de ruimte ingaan, met als ongewenst gevolg dat, ter compensatie, de temperatuur van de atmosfeer stijgt om de energiestromen weer in evenwicht te brengen. Dit betekent met vrij grote zekerheid dat de temperatuurstijging niet alleen door een natuurlijke variatie wordt veroorzaakt maar ook door de uitstoot van broeikasgassen. Hoewel de mens nog slechts een klein gedeelte bijdraagt aan het totale koolstofevenwicht is deze conclusie toch verantwoord.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron -9-

1 juli 2007

Figuur 2.4 Toename van de atmosferische broeikasgasconcentratie (Rooijers, 2004) Toelichting figuur 2.4: De drie figuren laten voor de broeikasgassen CO2, CH4 en N2O (van boven naar beneden) zien hoe de concentratie tussen het jaar 1000 en 2000 is veranderd, met vooral tussen 1900 en 2000 een sterke toename.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 10 -

1 juli 2007

http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/ggccebro/chapter1.html Figuur 2.5 De koolstofcyclus op aarde (cijfers in Gton C/jaar, oftewel 1.000 Mton C/jaar), afkomstig van IPCC rapportage. Toelichting figuur 2.5: De blauwe pijlen geven de natuurlijke hoeveelheden, terwijl de rode pijlen staan voor de antropogene (menselijke) invloed. Aan de linkerkant van de figuur wordt de invloed van bodem en vegetatie weergegeven, waarbij opname (120 Gton) en productie (119 Gton) bijna in evenwicht zijn. De invloed van de oceanen wordt centraal weergegeven, waarbij productie (88 Gton) en opname (90 Gton) eveneens vergelijkbaar zijn. Verandering van grondgebruik beïnvloeden de balans op aarde en rechts wordt aangegeven dat door het gebruik van fossiele brandstof en via industriële processen een extra uitstoot van 6,3 Gton.

Zoals figuur 2.5 laat zien is de koolstofuitwisseling tussen de atmosfeer en de bodem, oceanen en het aardoppervlak veel groter dan de bijdrage van fossiele brandstoffen. Deze uitwisseling is deels biologisch, door groei en afsterven van levende organismen. Verder speelt het chemische evenwicht tussen koolstof in de vorm van koolzuurgas in de atmosfeer of opgelost in de oceanen een rol. Menselijke activiteiten veroorzaken een extra CO2-flux naar de atmosfeer, en beïnvloeden zo de koolstofcyclus en het thermodynamische evenwicht in de atmosfeer. De menselijke activiteiten die in dit verband de grootste invloed hebben zijn: • • • •

gebruik van fossiele brandstoffen; landbouw en ontbossing; chemische processen; afvalverwerking.

Men is het over sommige zaken nog niet echt eens. Eén daarvan is de CO2materiaalbalans. De hoeveelheid die door de mens wordt geproduceerd kan vrij nauwkeurig worden berekend, maar de werking van andere bronnen en opslagmechanismes worden nog slechts gedeeltelijk begrepen. Het is gebleken dat de hoeveelheid CO2 die door menselijke activiteiten extra aan het systeem wordt toegevoegd gedeeltelijk wordt gecompenseerd door extra opname in de oceanen, maar andere opslagmechanismes die de door de mens veroorzaakte uitstoot ook gedeeltelijk AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 11 -

1 juli 2007

zouden kunnen compenseren worden nog maar nauwelijks begrepen (zie bijvoorbeeld, http://www.whrc.org/carbon/missingc.htm). 2.3.2

Scenario's voor het verminderen van de opwarming van de aarde door broeikasgassen Om de ernst van mogelijke gevolgen van klimaatverandering te beperken is het volgens het IPCC (IPCC, 2001) nodig dat de broeikasgasconcentratie in de atmosfeer zodanig wordt gestabiliseerd dat de gemiddelde wereldwijde temperatuur met niet meer dan 2°C toeneemt in vergelijking met het pre-industriële tijdperk. De kans dat we erin slagen de temperatuur met niet meer dan 2°C te laten toenemen, is meer dan 70% bij een concentratie van 450 ppm CO2-equivalent en 30% bij een concentratie van 550 ppm. De curven in figuur 2.6 laten de benodigde uitstootniveaus zien voor vijf verschillende gestabiliseerde CO2-concentraties in de atmosfeer. In 2100 moet de gehele wereld een emissiereductie van 60-80% halen.

Figuur

2.6.

Voorbeeldscenario's

voor

broeikasgasreductie

als

functie

van

de

gewenste

gestabiliseerde CO2 concentratie in de atmosfeer (IPCC, 1995) Toelichting figuur 2.6: De figuur toont voorspellingen van de hoeveelheid door menselijk handelen veroorzaakte broeikasgasemissie gedurende de periode 2000 tot 2350. Hierbij worden de resultaten van verschillende reductie scenario’s weergegeven.

Gezien de inertie en de vertragingsfactor in het klimaatsysteem zal de wereld de komende eeuwen te maken krijgen met grote klimaatveranderingen, zelfs als we er in slagen de concentraties te stabiliseren.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 12 -

1 juli 2007

2.4

Klimaatbeleid - Kyoto

2.4.1

Wereldwijd klimaatbeleid Erkenning van de risico's van klimaatverandering resulteerde in 1992 in het klimaatverdrag van Rio de Janeiro. Het doel van dit verdrag is de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer te stabiliseren op een dusdanig niveau dat risico's veroorzaakt door menselijke activiteiten worden vermeden. In 1997 werd dit verdrag uitgebreid met een extra protocol, het Kyoto-protocol. Dit protocol behelst een overeenkomst tussen de industrielanden om als eerste stap te komen tot een broeikasgasreductie van 5,2% in vergelijking met de uitstoot in 1990. Het verdrag is van kracht geworden op 16 februari 2005. Voor elk industrieland zijn emissiedoelen vastgesteld, afhankelijk van de sterkte van de economie van dat land. De emissiedoelen zijn per regio en per land te vinden in Tabel 2.1 en Tabel 2.2. In december 2006, hadden 169 landen en andere overheidsinstanties het verdrag ondertekend, samen goed voor 61,6% van de uitstoot door de industrielanden (Appendix I van het Kyoto-protocol). De Verenigde Staten en Australië hadden toen het protocol nog niet geratificeerd. De individuele ondertekenende landen kunnen hun emissiedoelen halen door maatregelen te nemen als: • • • •

energie te besparen; de uitstoot van methaan en andere broeikasgassen dan CO2 te verminderen door bijvoorbeeld de uitstoot van methaan uit afvalstorten en afvalverwerkingsfabrieken of de industriële N2O uitstoot te verminderen; over te schakelen op brandstoffen waarin weinig koolstof zit (aardgas, biomassa); het onderwerp van dit rapport: CCS uit te werken en uit te voeren.

Het is ook mogelijk dat de ondertekenende landen dit soort initiatieven steunen in ontwikkelingslanden en voormalige Sovjetstaten door middel van Joint Implementation and Clean Development Mechanism (CDM/JI = Schone ontwikkelingsmechanismen en gemeenschappelijke toepassing). Daardoor kunnen industrielanden initiatieven en projecten in ontwikkelingslanden en voormalige Sovjetstaten steunen, die vergelijkbaar zijn met de lijst hierboven, waarbij de milieubesparingen (gedeeltelijk) aan het eigen land worden toegekend. Het Kyoto-protocol is echter slechts een eerste stap in de goede richting, uiteindelijk willen we de antropogene broeikasgasuitstoot verminderen met 60% - 80%. Omdat de Europese Unie en de Nederlandse regering zich hiervan bewust zijn hebben zij, als aanvulling, ambitieuzere reductiedoelen opgesteld. De voornemens en het beleid nodig om deze reductiedoelen te halen en de mogelijke rol van CCS daarin, worden in het kort beschreven in paragraaf 2.4.2 en 2.4.3.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 13 -

1 juli 2007

Tabel 2.1 Emissiedoelen van het Kyoto-protocol, gebaseerd op verandering in broeikasgasuitstoot in vergelijking met 1990 (Wikipedia) Emissiedoel (1990-2008/2012) EU-15, Bulgarije, Tsjechië, Estland, Letland, Liechtenstein, Litouwen, Monaco,

-8%

Roemenië, Slowakije, Slovenië, Zwitserland VS

-7%

Canada, Hongarije, Japan, Polen

-6%

Kroatië

-5%

Nieuw Zeeland, Russische Federatie, Oekraïne

0

Noorwegen

+1%

Australië

+8%

IJsland

+10%

Tabel 2.2 Emissiedoelen per EU lidstaat, gebaseerd op verandering in broeikasgasuitstoot vergeleken met 1990 Emissiedoel

Emissie in 2003

2008-2012 als

2008-2012 met extra

aanwezig beleid en 2

maatregelen (PAMs )

PAMs en/of Kyoto mechanismen

niet veranderen EU-15

-8,0%

-1,7%

-1,6%

-9,3%

EU-25

-

-8,0%

-5,0%

-11,3%

België

-7,5%

0,6%

3,1%

-7,9%

Denemarken

-21,0%

6,3%

4,2%

nvt

Duitsland

-21,0%

-18,5%

-19,8%

-21,0%

Estland

-8,0%

-50,8%

-56,6%

-60,0%

Finland

0,0%

21,5%

13,2%

0,0%

Frankrijk

0,0%

-1,9%

9,0%

-1,7%

Griekenland

25,0%

23,2%

34,7%

24,9%

Hongarije

-6,0%

-31,9%

-6,0%

-

Ierland

13,0%

25,2%

33,4%

nvt

Italië

-6,5%

11,6%

13,9%

-3,7%

Letland

-8,0%

-58,5%

-46,1%

-48,6%

Litouwen

-8,0%

-66,2%

-50,6%

-

Luxemburg

-28,0%

-11,5%

-22,4%

nvt

Nederland

-6,0%

0,8%

3,5%

-8,5%

Oostenrijk

-13,0%

16,6%

8,7%

-18,1%

Polen

-6,0%

-32,1%

-12,1%

-

Portugal

27,0%

36,7%

52,1%

42,2%

Slovenië

-8,0%

-1,9%

4,9%

0,3%

Slowakije

-8,0%

-28,2%

-19,7%

-21,3%

Spanje

15,0%

40,6%

48,3%

21,0%

Tsjechië

-8,0%

-24,3%

-25,3%

-26,5%

Verenigd Koninkrijk

-12,5%

-13,3%

-20,3%

-

4,0%

-2,4%

-1,0%

-

Zweden

2

PAM staat voor Policies and Measures = Beleid en Maatregelen

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 14 -

1 juli 2007

2.4.2

Europees klimaatbeleid3 De Europese Raad heeft in de lente van 2007 laten zien dat de EU het voortouw neemt in de strijd tegen de opwarming van de aarde. Europese staatshoofden en regeringsleiders hebben een energiebeleid voor Europa aangenomen dat niet alleen de concurrentie bevordert en de energievoorziening veilig stelt, maar ook naar energiebesparing streeft en klimaatneutrale energiebronnen propageert. CCS wordt ook genoemd in de strategienota ‘energie en klimaatbeheersing’ van de Europese Unie als manier om de CO2-uitstoot van elektriciteitscentrales te verminderen. In het jaar 2020 moeten alle kolengestookte centrales over een CCS systeem beschikken. Het voorgestelde EU energiebeleid richt zich op onderstaande doelen: •

• • •

Vermindering van de broeikasgasuitstoot door de ontwikkelde landen met 30% in 2020; de EU heeft zich al verplicht haar eigen uitstoot met minstens 20% te verminderen en zou dit percentage willen verhogen als dat door een passende mondiale overeenkomst zou kunnen worden afgesproken. Verbetering van de energie-efficiency met 20% in 2020. Verhoging van het aandeel van duurzame energie naar 20% in 2020. Verhoging van het gehalte van biobrandstoffen in transportbrandstoffen naar 10% in 2020.

Wat betreft CCS, hetgeen wordt gezien als een van de voornaamste technologieën voor het bestrijden van klimaatverandering, heeft de Europese Commissie een meervoudige strategie: 1. De EU zal een instrument ontwikkelen dat ervoor zorgt dat in 2015 twaalf duurzame energiecentrales op fossiele brandstof in gebruik zijn. De EU stelt ook voor dat alle nieuwe kolencentrales die na 2020 zullen worden gebouwd van CCS worden voorzien. 2. Initiatieven en fundamenteel onderzoek naar CCS wordt gesubsidieerd en gestimuleerd via verschillende platforms en fora, zoals: • Het Technologie Platform voor Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (ETP ZEP = fossiele brandstofcentrales met een nuluitstoot) waarin alle bij dit onderwerp betrokken partijen, zoals de Europese Commissie en de energiebedrijven in Europa, de wetenschappelijke onderzoekswereld en NGO's samenwerken. Het doel van dit platform is ervoor te zorgen dat er in 2020 in Europa energiecentrales staan met een nuluitstoot van CO2. Het platform heeft 25 leden (http://www.zero-emissionplatform.eu). In september 2006 heeft het Zero Emission Technology Platform zowel haar Strategische Onderzoeksagenda gepresenteerd als een Plaatsingsstrategie. • De EU Commissie is ook lid van het Carbon Sequestration Leadership Forum (CSLF = het koolstof-sequestratie leiderschapsforum) een internationale overkoepelende organisatie die onderzoek en ontwikkeling van CCS bevordert. Het doel van het CSLF is deze technologie internationaal algemeen beschikbaar te maken; en meer algemene aspecten die verband houden met 3

(bron: RAAD VAN DE EUROPESE UNIE, Brussel, 9 maart 2007, 7224/07 en een Energiebeleid voor Europa de noodzaak voor actie, Europese Commissie, Directoraat-generaal voor Energie and Transport, Brussel, 10 januari 2007 en Communicatie van de Commissie aan de Raad en het Europees Parlement - Duurzame energieopwekking uit fossiele brandstoffen: streven naar een bijna nuluitstoot voor kolengestookte centrales na 2020, 10 januari 2007).

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 15 -

1 juli 2007

CCS te identificeren en aan te pakken. Dit zou kunnen betekenen dat een geschikte omgeving voor technische en politieke en regelgevingontwikkeling wordt gecreëerd waardoor de technologie kan worden ontwikkeld. De CSLF heeft nu 22 leden, 21 landen en de Europese Commissie4. • De EU Commissie subsidieert onderzoek naar schone kooltechnologie en CCS in het kader van het zevende EU research framework programme (FP7 = zevende onderzoekskaderprogramma). Het is de bedoeling de kosten van de CCS technologie omlaag te brengen naar minder dan € 20 per ton, met afvangpercentages van meer dan 90%5. 3. Binnen het kader ‘Afvang en ondergrondse opslag van CO2 - Moeten wij ons zorgen maken?’, bereidt de Europese Commissie een wetsvoorstel voor dat als wettelijk kader moet gaan dienen voor de afvang en geologische ondergrondse opslag van koolzuurgas, meestal aangeduid met de Engelse afkorting CCS. Tot 16 april 2007 heeft er druk overleg plaatsgevonden. Slechts weinig landen hebben tot nu toe een speciaal wettelijk en regelgevingkader voor de ondergrondse opslag van CO2 onder het vasteland. Vooral de aansprakelijkheid op lange termijn, bijvoorbeeld voor wereldwijde problemen die worden veroorzaakt door het ontsnappen van CO2 naar de atmosfeer, maar ook plaatselijke bezorgdheid over milieueffecten, zijn tot nu toe buiten beschouwing gebleven (IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage). (http://ec.europa.eu/environment/climat/ccs/consult_en.htm). 2.4.3

Nederlands klimaatbeleid De huidige en toekomstige broeikasgasreductie-strategie in Nederland is gebaseerd op een combinatie van reductiemaatregelen in Nederland en reductiemaatregelen in het kader van het Joint Implementation and Clean Development Mechanism (CDM/JI). Eén van de peilers van het Nederlandse regeerakkoord voor 2007-2011 van 7 februari 2007 is een Duurzaam Milieu. Hierbij zijn de volgende beleidsdoelen voor energie voor Nederland vastgesteld: • • • •

Een aandeel van 20% duurzame energie in 2020, zijnde een combinatie van groene elektriciteit, groen gas en biobrandstoffen; elk jaar een % grotere energie-efficiëntie; geen nieuwe kerncentrales; CO2-opslag is één van de belangrijke maatregelen om de verminderingsdoelstelling kunnen realiseren.

Bij elkaar zullen deze maatregelen, in vergelijking met 1990, volgens planning in 2020 resulteren in een vermindering van de jaarlijkse broeikasgasuitstoot met 97 Mton (Mton staat voor miljoen ton): • • • • •

4 5

Verbeterde energie-efficiëntie = 27 Mton Duurzame energie = 29 Mton Koolstof Afvang en Opslag = 4 Mton Schoonfossiel mechanismen = 30 Mton Verschillende andere broeikasgasbeleidsmaatregelen = 7 Mton

(www.cslforum.org). (http://cordis.europa.eu/fp7/cooperation/energy_en.html).

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 16 -

1 juli 2007

De Nederlandse regering bevordert technologische ontwikkeling en initiatieven om de doelstellingen te halen door middel van een aantal platforms en fora: • De Nederlandse regering werkt samen met diverse marktpartijen (het bedrijfsleven, kennisinstellingen etc.) en maatschappelijke organisaties aan energietransitie. Het ligt in de bedoeling binnen 50 jaar te komen tot een duurzaam energiestelsel in Nederland. Dat wil zeggen een betaalbaar, betrouwbaar en schoon energiestelsel.Er zijn zes platforms ingesteld waarin de energietransitie zal worden uitgevoerd. Een ervan is het Nieuw Gas Platform met de werkgroep CO2-opslag / schoon fossiel. Die werkgroep (www.senternovem.nl/energietransitie) promoot bijvoorbeeld ondergrondse CO2-opslag onder het vasteland. • In het CATO platform is veel kennis samengebracht die in Nederland voorhanden is op het gebied van CO2-afvang en –opslag en het beoordelen en ontwikkelen van nieuwe kennis, technologie en aanpak op dit gebied. Het doel van CATO is vast te stellen of en hoe CCS kan bijdragen aan een duurzaam energiestelsel in Nederland, vanuit een economisch, technisch, maatschappelijk en ecologisch perspectief, en onder welke voorwaarden deze optie in het energiestelsel zou kunnen worden toegepast. • Een subsidie van € 80 miljoen zal worden gegeven via een aanbestedingsprocedure voor twee verschillende projecten, € 60 miljoen voor een project dat moet leiden tot realisatie van een opslaginrichting voor 0,4 Mton CO2 per jaar en € 20 miljoen voor een proefproject voor CO2-afvang bij een kolencentrale. De plaatselijke overheden en energiebedrijven in Nederland realiseren zich ook dat klimaatverandering nadelige gevolgen kan hebben en bereiden zich daar op voor door initiatieven voor CO2-emissiereductie in hun plannen en beleid op te nemen. Als energiebedrijven, die op de Nederlandse markt opereren, de bouw van nieuwe kolencentrales plannen geven zij vaak aan vrijwillig te zullen kiezen voor een ‘capture ready’ ontwerp (voorbereid voor CO2-afvang), dat ook geschikt is voor het meestoken van een groot percentage biomassa. VROM en DCMR hebben criteria opgesteld voor nieuwe kolengestookte energiecentrales waarin ondermeer is opgenomen dat zo'n centrale ‘capture ready’ dient te zijn. Er is nog geen goede definitie voor ‘capture ready’, en daarom is er nog discussie over wat precies wordt verwacht van nieuwe kolengestookte energiecentrales. Het Internationaal Energieagentschap (IEA) heeft een eerste poging gewaagd door het opstellen van een rapport hoe centrales zich kunnen voorbereiden op CO2-afvang. 2.4.4

Nederland - huidige jaarlijkse hoeveelheid CO2-emissies De huidige jaarlijkse hoeveelheid broeikasgasemissies, waaronder ook CH4, N2O, SF6 en HFC’s en PFC’s (uitgedrukt in CO2-equivalent) bedragen: • • •

6

Ongeveer 220 Mton voor Nederland6 zie: http://www.broeikasgassen.nl/, waarvan ongeveer 65 Mton jaarlijks uitgestoten door grote industriële bronnen (bijna 30%). Ongeveer 20 Gton voor de industrielanden (waarbij Gton staat voor 1.000 Mton). Ongeveer 49 Gton voor de hele wereld.

CH4, N2O, HFC’s, PFC’s, SF6

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 17 -

1 juli 2007

Voor de volledigheid, de hoeveelheid broeikasgasemissie voor Nederland voor 2004 en die voor het referentiejaar 1990 staan in Tabel 2.3. Deze tabel laat duidelijk zien dat CO2 het leeuwendeel van de broeikasgassen in Nederland vormt en ook de voornaamste oorzaak is van het toenemen van de uitstoot sinds 1990. We dienen ons in Nederland daarom te concentreren op maatregelen die de CO2-uitstoot verminderen. Tabel 2.3 Overzicht van de uitstoot van verschillende broeikasgassen in Nederland, uitgedrukt in Mton. referentiejaar ( 1990 )

2004

CO2-equivalent (Mton)

CO2-equivalent (Mton)

CO2-uitstoot

162

183

CH4

25

17

N2O

21

18

HFCs

4,4

1,5

PFCs

2,3

0,28

SF6

0,22

0,33

Totaal

215

220

BROEIKASGASUITSTOOT

(inclusief de netto CO2 uit LULUCF)(3)

BROEIKASGASGAS: SOORTEN BRONNEN EN OPSLAGMECHANISMES 1. Energie (energiecentrales, raffinaderijen, centrale verwarming van huizen en toeleveringsbedrijven, transport)

2004 CO2-equivalent (Mton) 176

2. Industriële Processen (productie van N2O uit HNO3, NH3 and H2 productie, etc.,)

16,4

3. Gebruik van oplossingsmiddelen en andere producten

0,23

4. Landbouw (N2O, CH4 uit mestbeheer, CO2 door veranderingen in landgebruik)

18,2

5. Landgebruik, veranderingen in landgebruik en bosbouw(7)

2,36

6. Afval (CO2 uit afvalverbranding, CH4 uit afvalstorten)

7,26

7. Overig

nvt

Totaal (inclusief LULUCF)

220

Als we, in overeenstemming met het Kyoto protocol, de broeikasgasuitstoot willen verminderen is het nodig dat: •

•

De broeikasgasuitstoot in Nederland wordt verminderd van de huidige 220 Mton per jaar naar ongeveer 200 Mton per jaar, dat is 6% lager dan het niveau van 1990 dat 215 Mton per jaar bedroeg. In NMP worden mogelijke reductiemaatregelen in Nederland afgezet tegen maatregelen in het buitenland. Een totale vermindering van broeikasgasuitstoot door de industrielanden (Appendix I) tot ongeveer 17,3 Gton, 5,2% lager dan het uitstootniveau van 1990, dat 18,4 Gton/jaar bedroeg.

Tot nu toe heeft het Kyoto-protocol nog niet geleid tot een trendbreuk in de voortdurende toename van broeikasgasuitstoot. Integendeel, de broeikasgasuitstoot zal naar verwachting de komende decennia, zowel wereldwijd als in Nederland, blijven stijgen. De bevolkingsgroei en de groei van de economie zullen blijven leiden tot een toenemend energiegebruik, industriële productie, meer afval en een uitbreiding van de landbouw. Met andere woorden, de discrepantie tussen de reductiedoelen en de verwachte toename in broeikasgasuitstoot zal alleen maar toenemen (zie figuur 2.7 and 2.8).

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 18 -

1 juli 2007

Figuur 2.7

Geprojecteerde Nederlandse CO2-uitstoot per jaar (ECN, 2006) SE is het scenario voor een Sterke Europese Economie, GE het scenario voor een Mondiale Economie

Figuur 2.8

Geprojecteerde totale wereldwijde uitstoot CO2 (uitgedrukt in Mton) per jaar veroorzaakt door het gebruik van de fossiele brandstoffen kolen (paars), aardolie (oranje) en aardgas (blauw) (EIA, 2004)

Figuur 2.7 moet worden beschouwd als bewijs dat, ondanks het feit dat Nederland het Kyoto-protocol heeft ondertekend, de uitstoot van CO2 in werkelijkheid nog steeds toeneemt door de economische groei en het ontbreken van maatregelen om de broeikasgasuitstoot verminderen. Dat betekent dat er meer maatregelen nodig zijn, willen we het reductiedoel van het Kyoto-protocol halen en laat staan de te verwachten hogere reductiedoelen. Figuur 2.8 betekent hetzelfde voor het mondiale beeld. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 19 -

1 juli 2007

Figuur 2.7 geeft alleen de uitstoot in Nederland weer, dat geeft een deels vertekend beeld van de situatie aangezien de doelstellingen ook kunnen worden behaald door investeringen in ‘Joint Implementation and Clean Development Mechanism’ (CDM/JI) maatregelen en het kopen van emissierechten in het buitenland.

2.5

Mogelijkheden om de broeikasgasuitstoot te verminderen Om een vereiste trendbreuk te bewerkstelligen en de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer te stabiliseren op een niveau waarop de mondiale opwarming beperkt en beheersbaar blijft, zullen alle mogelijke middelen om de uitstoot te verminderen in combinatie moeten worden toegepast. De volgende maatregelen zijn beschikbaar: • • • • •

Energiebesparing. Gebruik van duurzame energie. Omschakelen op koolstofarme brandstof. Kernenergie. Het onderwerp van deze studie - CCS.

IPCC benadrukt deze noodzaak in haar recente technische rapport over CCS waarin twee scenario analyses worden gegeven. De conclusie - dat alle maatregelen moeten worden toegepast - inclusief CCS - slaat ook op Nederland. Vooral gezien de beperkte afname die kan worden behaald met de andere vier maatregelen. Energiebesparing in Nederland Door energiebesparingen kan naar schatting in de komende 15 jaar slechts een maximale uitstootbeperking van ongeveer 35 Mton/jaar worden bereikt. Dat betekent een afname van ongeveer 15% vergeleken met het niveau van broeikasgasuitstoot van 1990 (ECN, 2006). Greenpeace beweert dat in 2050 technisch gesproken een maximale afname van broeikasgasuitstoot van 50% mogelijk is door alleen energie te besparen (Greenpeace, 2006). Maar willen we deze maximaal mogelijke specifieke CO2-afname behalen, dan zullen er volgens het ECN (Energieonderzoek Centrum Nederland) en het MNP (Milieu en Natuurplanbureau) een groot aantal dure maatregelen nodig zijn, waarvan de specifieke CO2-reductiekosten kunnen oplopen tot € 100/ton - € 200/ton, en dat is heel wat meer dan nu wordt begroot om dezelfde afname te behalen met CCS (maximaal € 55/ton CO2). Duurzame energie De hoogst mogelijke afname van broeikasgasuitstoot, die kan worden bereikt door het gebruik van duurzame energie in Nederland, bedraagt niet meer dan ongeveer 40-50 Mton/jaar ofwel 20%-25% van het uitstootniveau van broeikasgas in 1990 (ECN, 2002). Toepassingen van duurzame energietechnologie in Nederland zullen de komende decennia duur blijven, en dit geldt zelfs voor windenergie opgewekt door windmolens op zee. Overigens zijn volgens het ECN (2006) windmolens op zee de goedkoopste duurzame energiebron voor Nederland. De mogelijkheden voor duurzame energie zijn nog kleiner door de geldende importbeperkingen voor biomassa voor elektriciteitsopwekking en voor de productie van brandstof voor motorvoertuigen. Men maakt zich zorgen over de duurzaamheid en de mogelijke negatieve milieueffecten als er speciaal gewassen voor zouden worden geteeld. Die teelt veroorzaakt ook een uitstoot van broeikasgassen (N2O, CH4) en het telen van biomassa als vervanging voor fossiele brandstoffen zal niet noodzakelijkerwijs leiden tot een netto vermindering van de broeikasgasuitstoot. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 20 -

1 juli 2007

Koolstofarme fossiele brandstoffen Aangezien aardgas al zeer grootschalig wordt gebruikt voor de energievoorziening in Nederland, kan hier slechts een kleine afname worden behaald door over te schakelen naar koolstofarme fossiele brandstoffen (bijvoorbeeld door over te schakelen van kolen naar aardgas voor het opwekken van elektriciteit). Kernenergie De tegenstand tegen kernenergie blijft groot onder de Nederlandse bevolking. Men maakt zich zorgen over de veiligheid, de proliferatie van kernwapens en kernafval. Op het ogenblik neemt die tegenstand een beetje af en een minderheid in het parlement steunt de bouw van een tweede kerncentrale nu zelfs actief. Maar de bewezen uraniumreserves in de gehele wereld (4,2 Mton) zijn slechts voldoende om 60 jaar lang de nu gebruikte hoeveelheid elektriciteit op te wekken door middel van kernenergie. Zestig jaar is overigens de verwachte levensduur van een moderne kerncentrale. Er zijn grotere hoeveelheden uranium nodig om meer elektriciteit op te wekken. Wat dit betreft, is de situatie voor kernenergie vergelijkbaar met die voor gas of olie. Kernenergie is ook een eindige bron van energie. De bestaande productiecapaciteit van de uraniummijnen is niet eens genoeg voor de huidige vraag. De OESO en het Internationaal Atoomagentschap concluderen in hun recente ‘RedBook’ overzicht van reserves en huidige en toekomstige mijnbouwproductie (RedBook, 2006) dat de komende decennia de productiecapaciteit van de uraniummijnen waarschijnlijk een knelpunt zal vormen bij de groei van kernenergie voor elektriciteitsopwekking. Samenvattend Door energiebesparing, toepassing van duurzame energie en van kernenergie kan de Nederlandse broeikasgasuitstoot waarschijnlijk worden verminderd met maximaal 40%50%. Dit geldt overigens voor de lange termijn. Dit onderstreept het belang van CCS in Nederland om te komen tot een significante reductie van broeikasgasuitstoot voor het eind van deze eeuw (midden lange termijn). CCS biedt slechts een tijdelijke oplossing, maar wint daardoor wel tijd. In deze tijd zal moeten worden vastgesteld wat de transitieperiode precies inhoudt.

2.6

Vermindering van CO2-uitstoot door middel van CCS in Nederland

2.6.1

CCS als oplossing voor de middellange termijn De toepassing van CCS wordt niet gezien als het definitieve antwoord om de nadelige gevolgen van de uitstoot van CO2 voor het klimaat op aarde te voorkomen. Naar verwachting kan CCS gedurende enige tijd bijdragen aan een verminderde uitstoot, tijd waarin we maatregelen kunnen en moeten nemen voor de lange termijn.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 21 -

1 juli 2007

Figuur 2.9

De mogelijke rol van CCS in een strategie om de CO2-uitstoot te verminderen – Bron: Ecofys 2004 / GESTCO

Toelichting figuur 2.9: De figuur toont de hoeveelheid CO2 uitstoot wereldwijd, uitgedrukt in Gton gedurende de periode 2000 tot 2100. In dit scenario is de bijdrage zichtbaar van (van boven naar beneden in de figuur) energiebesparing, hernieuwbare energiebronnen, toepassen CO2-afvang en opslag en toepassen van fossiele brandstoffen.

2.6.2

Is CCS een optie voor Nederland? CCS is een logische optie voor Nederland om de broeikasgasuitstoot te verminderen. De opsporing en winning van aardgas en olie hebben de afgelopen veertig jaar een flinke hoeveelheid kennis over de ondergrond van Nederland opgeleverd. De afnemende aardgasreserves bieden uiteindelijk een opslagcapaciteit van - ruw geschat 1.600 Mton CO2 (nog afgezien van het reusachtige Groningen veld bij Slochteren, zie ook paragraaf 3.4). Diepe watervoerende lagen bieden nog een extra mogelijke opslagcapaciteit voor ruwweg 1.500 Mton CO2. Zoals hiervoor is aangegeven, dient de CO2-uitstoot te worden verminderd. Vermindering van CO2-uitstoot door middel van CCS is het gemakkelijkst te realiseren bij grote industriële puntbronnen (elektriciteitscentrales, ovens in raffinaderijen, etc.). Op het ogenblik komt daar ruim 65 Mton/jaar aan gasvormige reactieproducten (off-gases) vrij, zowel geconcentreerd als verdund (>4 vol% CO2). Voor de verschillende industriële bronnen worden in tabel 2.4 de typische jaarlijkse hoeveelheden en CO2-concentraties gegeven. In dezelfde tabel zijn ook de gemiddelde specifieke kosten opgenomen per ton vermeden CO2, bij gebruikmaking van nu bekende technologie.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 22 -

1 juli 2007

Tabel 2.4 Overzicht van industriële CO2-bronnen, concentraties en kosten van afvang7 in Nederland Nederlandse

Kosten

concentratie hoeveelheid per

productie

CO2-afvang

(vol% droog

centrale of

(Mton/jaar)

gas)

locatie (Mton)

12% - 15%

3,3

CO2-

Jaarlijkse

(per ton vermeden)

Elektriciteitscentrales •

Kolengestookte basisbelasting elektriciteitscentrale, 600 Mwe

•

35 ± 8

Kolenvergassing, CO2 in

centrale voor een nieuwe

syngas na water-gas-shift8 •

voor een nieuwe 23,0

40% - 45%

18 ± 8

Gasgestookte deelbelasting elektriciteitscentrale

centrale voor een nieuwe

3% - 5%

grote variatie

22,7

42 ± 9

> 90%

0,6

1,2

10 ± 8

centrale

H2-productie afvalgas, H2 scheiding d.m.v. PSA (pressure swing absorptie)

reeds gescheiden als pure CO2, alleen

NH3, MDEA CO2-afvang met methyldiethanolamine

100%

1,8

3,5

5?

drogen nodig kosten betreffen zuurstof-productie

Hoogovengas, na gebruik gas

25% - 30%

5,7

5,7

15

Raffinaderijovens, gasgestookt

7% - 10%

grote variatie

11,8

45

PER+ vergassers and H2-productie

100%

voor oxyfuel

1

Totaal

68,9

Zoals de tabel laat zien, hoeven we met CCS niet noodzakelijkerwijs te wachten tot de naverbranding-afvangtechnologie voor kolengestookte elektriciteitscentrales verder is ontwikkeld. Dit wordt echter momenteel ten onrechte benadrukt in het huidige Nederlandse CCS meerjaren beleid. Er zijn nu al grote hoeveelheden CO2 (tot 11,4 Mton/jaar) direct beschikbaar of gemakkelijk te isoleren en die zouden al kunnen worden afgevangen en opgeslagen. Deze11,4 Mton omvatten: • •

7

8

9

Een pure of sterk geconcentreerde stroom CO2 die nu al beschikbaar is vanuit de ammoniakproductie (3,5 Mton/jaar), waterstofproductie (1,2 Mton/jaar) en de Shell Pernis vergasser (1 Mton/jaar). Totaal 5,7 Mton/jaar. De 5,7 Mton geproduceerd door Corus in IJmuiden, kan gemakkelijk vrij beschikbaar komen door in de Velsen 24 en Velsen 25 elektriciteitscentrales oxyfuel (een verbrandingsproces met zuivere zuurstof) toe te passen, waarbij de zuurstof wordt geleverd door de vier Linde Hoekloos luchtscheidingeenheden die toch al worden vervangen9.

Bronnen van informatie: Hoeveelheid CO2 per jaar volgens (ECN, 2005), (TNO, 1998), (DCMR website) en (IPCC, 2005); Concentraties volgens (IPCC, 2005) Kosten volgens (IPCC, 2005) en (CRUST, 2003)

Watergas shift reactie is de chemische reactie van CO en waterdamp waarbij CO2 en waterstof (H2) worden gevormd Linde Hoekloos heeft op het ogenblik vier cryogeen zuurstoffabrieken in gebruik op de Corus locatie in IJmuiden die in 2009 worden vervangen door een nieuwe fabriek van 75 M€, zie: http://www.doppelklicker.de/Linde_baut_On-site-Anlage_fuer_niederlaendisches_Stahlwerk.10955.0.html, http://financialreports.linde.com/2006/ar/lindeannual/markets/on-sitesystems/projects2006.html

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 23 -

1 juli 2007

Extra gas produceren uit bestaande velden CCS kan ook een positief effect hebben op onze voorraad fossiele brandstoffen. De injectie van CO2 in grotendeels lege gasvelden kan de winning van de achtergebleven hoeveelheid gas verbeteren, waardoor de levensduur van zo'n gasveld met meerdere jaren wordt verlengd. Er bestaat echter wel een risico dat het CO2 zich met het aardgas vermengt. De NAM heeft modelberekeningen gemaakt, die aangeven dat CO2sequestratie in grotendeels lege gasvelden in Noord Nederland kan resulteren in een totale extra aardgasproductie van 35 miljard Nm³, ongeveer 3,5 maal het huidige jaarlijkse huishoudelijk gebruik in Nederland (SEQ, 2006). Kosten en baten van CCS Gezien het wereldwijde belang van CCS en de rol die het IPCC voorziet voor CCS in de mondiale energievoorziening, is het te verwachten dat toepassing, demonstratieprojecten en verdere technische ontwikkeling van CCS in Nederland innovaties en expertise kunnen opleveren die later geëxporteerd kunnen worden. De CCS technologie wordt al commercieel toegepast in een aantal grote projecten op verschillende plaatsen op de wereld (zie ook hoofdstuk 3.5), zoals: • • •

het Sleipner project in het Noorse deel van de Noordzee. het In Salah project in Algerije. het Weyburn project in Canada.

Er is nog veel ruimte voor kostenverlaging en procesverbetering. Bureaustudies door Alstom, FLUOR, Bechtel Nexant en Chevron geven aan dat de specifieke kosten voor emissiereductie, zelfs voor gasgestookte elektriciteitscentrales, nu al € 20/ton tot € 30/ton omlaag zouden kunnen (vergelijk tabel 2.4). Een recente studie door de KEMA, Ecofys, Spinconsult, TNO and ECN schat de kosten per vermeden ton CO2 ook op ongeveer € 30. Deze kosten hangen af van de gebruikte afvangtechniek, de transportafstand en de opslaglocatie. Ter vergelijking, de marktprijs in de emissiehandel (ETS) is maximaal € 30/ton, afhankelijk van de aangeboden emissierechten. Scenario-analyses die verricht zijn voor de EMA10 en de UNFCCC schatten de markt- en vergunningsprijs voor CO2 in 2030 op € 60/ton CO2. De reden voor deze hoge prijs zijn de steeds strengere grenzen aan de broeikasgasuitstoot. Daarom zou een technologisch verbetering van de CCS technologie en strategie op de lange termijn wel eens winstgevend kunnen blijken. Samenvattend kunnen we stellen dat CCS een relatief goedkope maatregel is om de broeikasgasuitstoot te verminderen, met goede toekomstperspectieven voor Nederland. Het kan minstens enkele decennia lang een aanvulling vormen voor andere reductiemaatregelen, zoals met name energiebesparing en duurzame energie.

10

Het milieu in Europa – De situatie in 2005 en de vooruitzichten, rapport geschreven voor de EMA, het Europees Milieuagentschap, zie http://reports.eea.europa.eu/eea_report_2005_4/en

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 24 -

1 juli 2007

Conclusies • In gasvelden onder het vasteland is een volume van ongeveer 1.600 Mton beschikbaar voor de opslag van CO2. • Volgens het Kyoto-protocol moet Nederland in het jaar 2012 de huidige uitstoot van 220 Mton per jaar terugbrengen naar 200 Mton per jaar, een reductie van circa 10%. • Op lange termijn kunnen maatregelen genomen worden, die leiden tot een afname van 60% of 80% in 2050. • Voor de middellange termijn vormt CCS een praktische mogelijkheid (misschien vanaf 2015). • CCS is vooral geschikt om de uitstoot te verminderen van 65 Mton per jaar door grote industriële puntbronnen. • De kosten zijn nog een probleem. Die worden nu berekend op € 50 tot € 60 per ton CO2. Maar dit kan waarschijnlijk worden teruggebracht naar € 20 tot € 30 per ton CO2. • Wat betreft de beschikbaarheid van CO2 kan CCS met onmiddellijke ingang worden toegepast op de pure of sterk geconcentreerde afvalgasproducten van de ammoniakproductie, van de waterstofproductie, van de Shell Pernis vergasser en op de hoogovengassen.

2.7

Aspecten die in hoofdstuk 2 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 2 van een MER In dit hoofdstuk wordt het doel van de voorgestelde activiteit expliciet beschreven. Er wordt beschreven wat het plan is en wat de doelstellingen zijn vanuit het oogpunt van de initiatiefnemers, de overheid en de maatschappij. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 2 In geval van een CO2-opslagproject, is het belangrijk dat duidelijk wordt gesteld hoe groot de verwachte bijdrage aan de CO2-emissiereductie is. Dit hoofdstuk dient de noodzaak van het opslaan van CO2 in gasvelden in algemene termen te beschrijven (met verwijzingen naar het huidige document) en te beklemtonen dat CO2-opslag goede mogelijkheden biedt in vergelijking met andere opties. Dit hoofdstuk 2 kan ook een beschrijving bevatten van de verschillende gasvelden die mogelijkheden bieden en waarom de keuze op dit specifieke veld is gevallen (zie ook de conclusie van hoofdstuk 8). Als onderdeel van de algemene beschrijving, kan het te verwachten volume van de CO2-opslag worden beschreven, hoeveel putten daarvoor nodig zijn en gedurende hoeveel jaar de CO2-injectie zal plaatsvinden. Dit hoofdstuk moet ook de resultaten behandelen die van het project verwacht worden op het gebied van: • •

Hoeveelheid CO2-emissiereductie per jaar. Leerdoelen van dit project.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 25 -

1 juli 2007

3

ONDERGRONDSE CO2-OPSLAG SYSTEMEN

3.1

Inleiding Decennia van opsporing en winning van olie en gas in Nederland hebben een grote hoeveelheid kennis en ervaring opgeleverd met dit soort industriële processen. Veel van de technieken die in de olieen gasindustrie zijn ontwikkeld kunnen direct worden toegepast voor de ondergrondse opslag van CO2. De ervaring met CO2-injectie ten behoeve van verbeterde oliewinning (enhanced oil recovery = EOR) is hierbij direct toepasbaar. Sinds EOR in de jaren zeventig voor het eerst op grote schaal werd gebruikt, is deze techniek in veel velden toegepast. Het voornaamste doel van EOR is de olie- of gasproductie van een veld te verhogen. Het doel van de opslag van CO2 in grotendeels lege gasvelden is daarentegen de uitstoot van CO2 naar de atmosfeer te beperken. Opslag in gasvelden versus opslag in watervoerende lagen Veel literatuur over CO2-opslag betreft opslag in watervoerende lagen. Over opslag in grotendeels lege gasvelden is nog maar weinig gepubliceerd. De opslag in gasvelden verschilt van die in watervoerende lagen op de volgende punten: •

•

•

Beschikbare basisgegevens: voor de opslag in grotendeels lege gasvelden kan gebruik worden gemaakt van een grote hoeveelheid locatiebeschrijvingen, vooral wat betreft de statische en dynamische eigenschappen van het reservoir. Er is gebleken dat het gedrag van een gasveld tijdens de periode van CO2-injectie goed voorspelbaar is op grond van de historische gegevens van de gaswinning (proefproject CO2-injectie in het buitengaatse K12-B gasveld; Van der Meer). Voor watervoerende lagen ontbreekt dit soort gegevens en informatie veelal. Bewijs van insluiting: Het simpele feit dat er gedurende geologische tijden gas in de velden opgeslagen is geweest geeft aan dat in deze structuren ook CO2 kan worden opgeborgen, mits: a. de afsluitende eigenschappen van de afdichtende bovenlaag en de grensbreuken intact zijn en niet zijn veranderd door de gaswinning, b. de ingangsdruk voor CO2 van de afdichtende bovenlaag niet wordt overschreden en c. de afsluitende eigenschappen niet worden beïnvloed door chemische reacties met CO2-houdende vloeistoffen. De afdichtende bovenlaag van de meeste velden in Nederland is steenzout, dat zeer gasdicht is en vrijwel niet chemisch reageert met CO2. Daarbij komt dat steenzout plastisch is, waardoor mechanische verstoringen uit zichzelf herstellen. Bovendien staan de breuken die zich onder de afdichtende bovenlaag bevinden, niet in verbinding met breuken in het deklagenpakket. Voor watervoerende lagen geldt dat de insluitingscapaciteit voor CO2 nog moet worden aangetoond door aanvullende velden laboratoriummetingen. Reservoir omstandigheden: De meeste reservoirs in Nederland liggen meer dan 1.200 meter diep, watervoerende lagen daarentegen komen vaak ondieper voor. De druk in de meeste gasvelden in Nederland is inmiddels gedaald naar een zeer laag niveau: 30 tot 50 bar, en dat is 100 tot 300 bar lager dan de oorspronkelijke druk in het veld. Dit drukverschil kan worden gebruikt om CO2 te injecteren tot de oorspronkelijke reservoirdruk is bereikt, waardoor negatieve effecten op de insluiting worden vermeden, en scheurvorming wordt voorkomen. Injectie in watervoerende lagen daarentegen begint bij de oorspronkelijke (hydrostatische) druk en bouwt een

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 26 -

1 juli 2007

•

•

•

aanzienlijk hogere druk op, hetgeen negatieve gevolgen op de afdichting zou kunnen hebben. Reservoir eigenschappen: Over het algemeen is de poreusheid en de doorlaatbaarheid van gasreservoirs hoger dan van waterverzadigde alternatieven. Daarom is de capaciteit en de injecteerbaarheid van gasvelden voor CO2-opslag beter dan die van watervoerende lagen. In gasvelden bevindt zich minder vrij water dan in watervoerende lagen, waardoor er minder kans is op corrosie van de verbuizing van de put en op aantasting van de putcementering. Anderzijds heeft het hoge watergehalte van watervoerende lagen het voordeel dat het CO2 gedeeltelijk oplost in het water, waardoor het minder mobiel wordt. Doorboringen: Door de gaswinning komen, zowel in de afdichtende bovenlaag als in het reservoir zelf, boorgaten van putten voor. Meestal zijn de exacte locaties en deviaties van zowel actieve als permanent verlaten putten precies bekend. Over het algemeen bevatten watervoerende lagen veel minder putten. In Nederland gelden strenge regels voor de aanleg en het permanent verlaten van putten waarmee het afsluitend vermogen van de afdichtende laag voor koolwaterstoffen verzekerd blijft. Maar zelfs deze hoge eisen zijn misschien niet voldoende om zeker te stellen dat het cement en de stalen verbuizing ook duizenden jaren lang bestand blijven tegen chemische aantasting door nat CO2. Voorzichtigheid is vooral geboden bij oudere, permanent verlaten putten, omdat de normen voor het permanent verlaten van putten in de loop de jaren strenger zijn geworden en er nog helemaal geen sprake was van CO2-opslag toen die oude putten permanent werden verlaten. Tegenwoordig kunnen putten worden afgesloten met een cementprop en worden geavanceerde technieken gebruikt bij het permanent verlaten, met het specifieke doel het weglekken van CO2 te voorkomen. Infrastructuur: Gasvelden hebben het voordeel dat er voor de CO2-opslag gebruik kan worden gemaakt van bestaande putten en de bestaande infrastructuur van pijpleidingen etc. De meeste velden zijn nog in bedrijf. Daarom kunnen er maatregelen worden getroffen om velden die voor CO2-opslag gaan worden gebruikt op een passende manier permanent te verlaten.

Zoals in het eerste hoofdstuk van deze studie is aangegeven, richten we ons hier uitsluitend op opslagactiviteiten. De voornaamste activiteiten zullen normaliter betrekking hebben op de aanleg, de operationele fase en tenslotte de sluiting van de opslaginrichting. Dit hoofdstuk gaat over alle processen die ondergronds moeten plaatsvinden om een inrichting aan te leggen die geschikt is om CO2 op te slaan. Overigens bestaat het geologische systeem, bestaand uit een afdichtende laag, een reservoir en opsluitingsmechanismen, natuurlijk al lang, gewoonlijk al miljoenen jaren. Door de aanleg en het gebruik van een CO2-opslaginrichting wordt daar een door de mens gemaakt systeem aan toegevoegd. De twee systemen worden samengevoegd tot een nieuw systeem waarin alle elementen op elkaar inwerken en bijdragen aan het totale resultaat. De verschillende ondergrondse onderdelen van dit systeem voor langdurige opslag van CO2 in een gasveld op het Nederlandse vasteland worden besproken in de rest van dit hoofdstuk. Paragraaf 3.2 gaat over het opslagsysteem: de injectieputten, het opslagreservoir, het opsluitingsmechanisme en de afdichtende laag en over de eigenschappen van het te injecteren CO2. Paragraaf 3.3 beschrijft de activiteiten die plaats zullen vinden tijdens de verschillende stadia van de levensduur van de opslaginrichting. In paragraaf 3.4 wordt de in Nederland beschikbare opslagcapaciteit onder de loep genomen en ook de gevolgen van het op grote schaal toepassen van

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 27 -

1 juli 2007

CO2-opslag. Tenslotte behandelt paragraaf 3.5 de ervaringen opgedaan met gelijksoortige projecten en de lering die daaruit kan worden getrokken. In dit hoofdstuk wordt ingegaan op verschillende mogelijkheden, aansluitend bij het algemene karakter van dit rapport. In paragraaf 3.2 worden de verschillende onderdelen van een CO2-opslagsysteem besproken, zowel de bovengrondse als ondergrondse aspecten. Paragraaf 3.3 richt zich vervolgens op typische stappen in CO2-opslagproject, met een toelichting van activiteiten per stap of fase. De mogelijk beschikbare opslagcapaciteit van de Nederlandse ondergrond, onder het vaste land, wordt verkend in paragraaf 3.4. Paragraaf 3.5 zet een aantal vergelijkbare projecten in het buitenland op een rij. De doorvertaling van de bevindingen uit dit hoofdstuk voor een MER wordt gegeven in paragraaf 3.6 Dit hoofdstuk heeft verder een relatie met hoofdstuk 8 wordt, waarin de voor- en nadelen van elke optie aan bod komen, gerelateerd aan het kiezen tussen mogelijke alternatieven en maatregelen.

3.2

CO2-opslagsysteem Over het algemeen zal het CO2 via een transportpijpleiding in superkritische toestand (dusdanig samengeperst dat het gas zich vrijwel gedraagt als een vloeistof) worden aangevoerd naar de opslaginrichting. Eenmaal aangekomen zal misschien extra compressie nodig zijn, afhankelijk van de benodigde injectiedruk bij de putmond, voordat het CO2 via de put en injectiebebuizing kan worden geïnjecteerd in het ondergrondse geologische reservoir. Bovengrondse inrichtingen Deze studie is vooral gericht op ondergrondse activiteiten. Maar om een volledig beeld te geven en begrip te krijgen voor de mogelijke effecten aan het aardoppervlak, wordt hier ook een beschrijving van het locatiegebied gegeven. De bovengrondse onderdelen van een CO2-opslagfacilteit omvatten: • • • • •

Een door een hek afgescheiden stuk land waar auto's en vrachtwagens op kunnen rijden. Optioneel: een compressor inclusief transformator, vloeistofontlader en luchtkoelingsysteem. Meet- en regelapparatuur. Putmond met een stelsel van veiligheidskleppen. Locale transportpijpleiding van de compressor naar de putmond.

Er zijn nog discussies gaande over de noodzaak van een compressor op de opslaglocatie. Compressie voorafgaand aan het transport per pijpleiding gebeurt bij de bron, waar het CO2 wordt afgevangen. Als die druk hoog genoeg is voor het injecteren zijn er op de locatie zelf alleen pijpleidingen, een put en meetapparatuur nodig.

Als voorbeeld van mogelijke operationele activiteiten na de scheidingfase en voor de injectiefase, wordt hieronder het in noordwest Australië geplande Gorgonproject beschreven (zie paragraaf 3.5). Daar zijn de volgende activiteiten voorzien: •

Het natte CO2 wordt samengeperst tot 45 barg (= 45 bar boven de atmosferische druk), gedroogd met TEG (tri-ethyleen glycol), verder samengeperst tot ongeveer

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 28 -

1 juli 2007

•

• • •

135 barg, afgekoeld, en dan superkritisch samengeperst tot 300 barg en afgevoerd naar de injectieputten. De installatie omvat twee 50% compressie/dehydratatie verpompeenheden en één 100% accumulator/superkritische vloeistofpomp. Elke 37 MW compressor werkt op een enkele drijfas, heeft vier compressiestappen en wordt aangedreven door een elektrische motor met vaste snelheid. Het drukverschil tussen de compressiestappen, de exportdruk en de maat van de pijpleiding moeten optimaal op elkaar worden afgestemd. Het CO2 wordt teruggeïnjecteerd in het reservoir via meerdere putten. De putten bevinden zich ten noorden van Barrow Island, ongeveer 15 km van een LNG fabriek.

Ondergrondse inrichtingen In deze studie worden alleen die ondergrondse voorzieningen beschreven die speciaal worden aangelegd voor de activiteiten die gepaard gaan met CO2-opslag. In de inrichting bevinden zich de volgende elementen: injectieputten, opslagreservoir, opsluitingsmechanismen en afdichtende laag en natuurlijk het opgeslagen CO2. Aan de oppervlakte staat apparatuur om de te injecteren stromen te beheersen en het afgeleverde CO2 te conditioneren, maar deze apparatuur en de mogelijke effecten daarvan worden hier niet verder besproken. De voornaamste ondergrondse delen van een CO2-opslaginrichting, die hier worden besproken, zijn: • • • • • •

Het CO2 dat moet worden opgeslagen. Putten (zowel injectieputten als permanent verlaten putten). Het opslagreservoir (inclusief afdichtende laag, breuken en omliggende gesteenten). Opsluitingsmechanismen. Het deklagenpakket en de breuken daarin. Eventueel een monitorsysteem (bv. observatieputten, een seismometerpatroon, een CO2-sensor, etc.).

De voornaamste alternatieven voor een opslaginrichting komen ook aan bod. 3.2.1

Eigenschappen van CO2 De kwaliteit van de te injecteren CO2 Over het algemeen bevat het CO2 dat bij elektriciteitscentrales wordt afgevangen een aantal verontreinigingen (Tabel 3.1). Afvang na verbranding levert het minste verontreiniging op, dan is het CO2 tot 99,99 procent zuiver. Als we oxy-fuel, een verbrandingsproces met zuivere zuurstof toepassen, krijgen we CO2 met een zuiverheid van ongeveer 96%. De voornaamste verontreinigingen zijn N2, Ar en O2 met sporen van SO2 en NO. Dezelfde verontreinigingen komen voor bij het afvangen van CO2 vóór de verbranding, zij het in een andere verhouding. De zuiverheid van CO2, die wordt afgevangen vóór verbranding ligt tussen de 95 en 98%; de voornaamste verontreinigingen hierbij zijn H2, CH4 (in geval van gasgestookte centrales), H2S (vooral bij kolengestookte centrales), CO en N2, Ar en O2. Uiteraard kunnen al deze verontreinigingen worden verwijderd, maar dit leidt tot hogere kosten (Xu et al. 2004).

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 29 -

1 juli 2007

Tabel 3.1 Concentraties van verontreinigingen in droge CO2, % per volume (IPCC, 2005)

Temperatuur en druk van de CO2 Het is de bedoeling dat het CO2 in een superkritische toestand (dusdanig samengeperst dat het gas zich vrijwel gedraagt als een vloeistof) wordt opgeslagen (zie figuur 3.1). Om CO2 in superkritische toestand te houden zijn een bepaalde temperatuur en druk nodig (de druk moet hoger zijn dan 74 bar en de temperatuur boven de 34°C). Bij een normale geothermische en hydrostatische gradiënt betekent dit dat de bovenkant van het opslagreservoir op minimaal 800 meter diepte moet liggen. Op de lange termijn zou een deel van het CO2 kunnen oplossen in het aanwezige poriënwater of mineraliseren door te reageren met bepaalde mineralen, die in het reservoir aanwezig zijn.

Figuur 3.1 Verschillende fasen van CO2 en mengsels ervan Toelichting figuur 3.1: De figuur toont voor per CO2 (zwarte lijn) en CO2 met verontreiniging (paarse en bruine lijn) bij welke verdeling van druk en temperatuur sprake is van een vleibare fase (linksboven in de figuur), gasvormig (onderin) of superkritisch (rechtsboven).

3.2.2

Putten Operationele injectieputten In grotendeels lege gasvelden bevinden zich altijd putten die zijn gebruikt voor de winning van de koolwaterstoffen. Die putten kunnen niet meer worden gebruikt als ze eenmaal zijn afgesloten met cementproppen tijdens het permanent verlaten van het veld, want permanent verlaten putten zijn niet meer fysiek verbonden met de putmond AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 30 -

1 juli 2007

(de stijgbuis is eruit gehaald en de mantelbuis is afgezaagd). Het is, in principe, echter mogelijk sommige putten opnieuw te gebruiken als de opslag tenminste begint voordat het veld permanent verlaten wordt. Wel kan er een putreparatie ('workover') nodig zijn om te zien of de stalen buizen bestand zijn tegen corrosie door de zure vloeistoffen. Het aantal en soort putten is afhankelijk van factoren als de gewenste injectiehoeveelheid, de doorlaatbaarheid en de dikte van de formatie, de maximaal toegestane injectiedruk, en het grondoppervlak dat beschikbaar is voor de injectieputten (IPCC 2005). Het mogelijke injectiedebiet wordt bepaald door de doorlaatbaarheid vermenigvuldigd met de dikte van het reservoir (transmissiviteit of doorlaatvermogen) in combinatie met de reservoirdruk. In dikke, homogene en goed doorlatende lagen is een verticale put waarschijnlijk de beste keuze, gezien de kosten en injectiehoeveelheid. Dit soort lagen komt voor in de Slochteren Formatie. Anderzijds zal in de Vlieland Zandsteen Formatie (waar de lagen relatief dun zijn, gemiddeld slechts 20 meter dik, tot maximaal iets meer dan 50 meter dik) waarschijnlijk een horizontale putafwerking ('completion') nodig zijn om ervoor te zorgen dat het instroomgebied groot genoeg wordt om een passende injectiehoeveelheid te behouden zonder dat de maximaal toegestane druk wordt overschreden. De in de putten en hun afsluitingen te gebruiken materialen, voornamelijk metaal, in de verbuizing van de put, en cement, in afsluitende cementproppen in de put, moeten bestand zijn tegen langdurige aantasting. CO2 in water is licht zuur en het CO2 zelf reageert met de basische bestanddelen van portlandcement waarbij carbonaatverbindingen worden gevormd. In speciale gevallen moet ook nog rekening worden gehouden met de mogelijke effecten van andere bestanddelen van het geïnjecteerde gas. Permanent verlaten putten Voor de situatie op de lange termijn zijn de precieze details van het permanent verlaten van de put buitengewoon belangrijk. Hierbij moeten we misschien verschil maken tussen: • •

Een put die voor CO2-injectie wordt gebruikt. Oudere putten die gebruikt of geboord zijn voor het winnen van aardgas.

De injectieput wordt pas permanent verlaten en afgesloten als de omstandigheden in het opslaggebied stabiel blijken te zijn. Tot dan kan niet worden uitgesloten dat de put nog eens zal moeten worden gebruikt om het geïnjecteerde CO2 terug te halen. Bij oudere putten is de betrouwbaarheid van de permanent verlaten putten deels afhankelijk van het tijdstip van verlaten. In de jaren vijftig zijn de meeste putten permanent verlaten volgens de toen geldende regels en wetten. Tegenwoordig gelden er strengere richtlijnen voor permanent verlaten. Men dient zich er ook van bewust te zijn dat oudere putten permanent verlaten zijn met het idee dat er zich nog maar weinig gas in het veld bevindt en de druk dus minimaal is. Men dient zorgvuldig na te gaan of deze velden wel voldoen aan de voorwaarden die worden gesteld aan de toestand van een reservoir na CO2-injectie. In de meeste gevallen is het erg kostbaar een permanent verlaten put aan te passen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 31 -

1 juli 2007

Een permanent verlaten put bestaat uit twee essentiële onderdelen - de materialen die de put afsluiten (de 'plug' = cementprop) en de verbuizing die wordt aangebracht tijdens de aanleg en de operationele periode. Cementprop ('plug') Meestal wordt een put afgesloten met cement. Het voornaamste doel van de primaire cementkoker (tussen de verbuizing en het omringende formatiegesteente) is de verschillende geologische lagen van elkaar gescheiden te houden en te voorkomen dat vloeistof van de ene geologische zone naar de andere kan stromen. Een cementprop in de verbuizing voorkomt dat vloeistof door de put zelf stroomt. Een verlatingscementprop wordt in een put aangebracht om te verhinderen dat er vloeistof door de put kan stromen. Er zijn in principe twee soorten proppen: • •

Mechanische brugproppen, deze zijn meestal van metaal en rubber; Cementproppen.

Beide dienen te bestaan uit materiaal dat bestand is tegen de corrosieve effecten van CO2-houdende vloeistoffen. Soms bestaan er nog andere putten die in verbinding staan met het opslaggebied, deze kunnen dan worden gebruikt voor het monitoren. Natuurlijk moet de staat van deze putten, en eventuele buiten gebruik gestelde putten, wel zorgvuldig worden gecontroleerd om zeker te stellen dat er geen lekkage langs deze weg kan plaatsvinden. Injectiehoeveelheid In CCS proefprojecten in lege gasvelden is maximaal een injectiehoeveelheid van 0,2 tot 1 Mton CO2 per jaar toegepast. Een injectiehoeveelheid van 0,2 Mton per jaar is vergelijkbaar met de CO2-vermindering veroorzaakt door het aanleggen van een windmolenpark op zee. In de meeste putten zal een injectiehoeveelheid van 0,5 tot 1,0 Mton per jaar worden gebruikt. Bovengenoemde injectiehoeveelheden van 0,2 Mton per jaar, 0,5 Mton per jaar en 1,0 Mton per jaar komen overeen met 550 ton per dag, 1.350 ton per dag en 2.700 ton per dag. Genoemde injectiehoeveelheden komen overeen met de injectiehoeveelheden per put die in de literatuur worden genoemd: •

•

Studies naar CO2-sequestratie in De Lier en cijfers voor waterinjectie geven een ruwe schatting van een potentiële injectiehoeveelheid per put, deze varieert tussen ongeveer 650 ton/dag voor de CO2-sequestratie in De Lier en ongeveer 1.000 ton/dag voor de injectiehoeveelheden gebruikt voor waterinjectie in Borgsweer. Een eerdere studie van CCS in Nederland, uitgevoerd door de Shell, noemt een injectiehoeveelheid van 2.500 ton/dag per put.

De uitstoothoeveelheid van een grote kolengestookte elektriciteitscentrale is in de orde van 2 of 3 Mton per jaar. Eén put zal duidelijk niet voldoende zijn om het CO2 dat bij zo'n centrale wordt afgevangen te injecteren. De injectiehoeveelheid kan worden opgevoerd door een groter aantal injectieputten per veld. Toepassing van horizontale putten kan de injectiehoeveelheid ook vergroten, omdat het CO2 dan met een groter gesteenteoppervlakte in contact komt. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 32 -

1 juli 2007

In Nederland liggen clusters van gasvelden vaak dicht bij elkaar en grote stromen broeikasgassen zouden daarom in meerdere gasvelden tegelijk kunnen worden opgeslagen. 3.2.3

Het opslag reservoir In deze studie kijken we speciaal naar vrijwel leeggeproduceerde gasvelden voor de opslag van CO2. Een gasveld bestaat uit een poreus reservoirgesteente (een soort harde 'spons') bedekt door een afdichtende laag. In Nederland is het reservoirgesteente meestal zandsteen. De ruimtes tussen de mineraalkorrels waaruit het gesteente bestaat heten poriën (de 'gaten' in de 'spons') en de poriën kunnen gevuld zijn met vloeistof of gas of met beide, afhankelijk van de oorspronkelijke eigenschappen van het veld en de omvang van de uitgevoerde gaswinning. Tijdens de gaswinning stoomt het gas naar de putten toe en via de putten naar de oppervlakte. Hoe meer gas uit een gasveld is gewonnen hoe lager de druk van het achtergebleven aardgas in het poriënvolume. Uiteindelijk is de druk in het veld gedaald tot een druk die veel lager is dan de oorspronkelijke druk in het reservoir. Bij de meeste Nederlandse gasvelden verandert er daarna nauwelijks meer iets aan die lage druk, omdat de velden goed zijn afgescheiden van het omliggende gesteente. Daarom kunnen vloeistoffen helemaal niet of slechts uiterst langzaam het reservoir instromen . Alle velden op het Nederlandse vasteland zijn gelegen op meer dan 800 meter diepte, en daarom is, in het laatste stadium van de injectieperiode, het opgeslagen CO2 in superkritische toestand (dusdanig samengeperst dat het gas zich vrijwel gedraagt als een vloeistof). Hoewel het dus geen gas meer is, is de dichtheid ervan altijd nog lager dan de dichtheid van het formatiewater. In koolwaterstofreservoirs waarin weinig water kan binnendringen, zal het geïnjecteerde CO2 het poriënvolume innemen dat voorheen gevuld was met aardgas. In andere velden zal het water in het reservoirgesteente een beetje verdrongen worden door het injecteren van CO2. Achtergebleven aardgas in het veld Na de winning van aardgas blijft er altijd een deel van het oorspronkelijke gas achter in het 'lege' gasveld. Dit aardgas bevat naast methaan ook gevaarlijke stoffen als radioactief radongas, H2S, kwik en and aromatische verbindingen, meestal samen genoemd onder de naam BTEX11. BTEX, grotendeels benzeen, is aanwezig in al het Nederlandse aardgas. Methaan is een sterk broeikasgas, het draagt 23 keer meer bij aan de opwarming van de aarde dan CO2. Het zou daarom een averechts effect hebben als het achtergebleven methaan vrijkomt door lekkage van het reservoir veroorzaakt door de opslag van CO2. Het mag duidelijk zijn dat het zeer ongewenst is als de andere verbindingen vrijkomen gezien hun schadelijkheid.

3.2.4

Opsluitingsmechanismen en afdichtende lagen van bijna lege olieen gasvelden Het voornaamste opsluitingsmechanisme in Nederland is de structurele 'fuik': door deformatie van sedimentgesteenten ontstaan breukblokken en plooien, die een soort 'fuik' vormen waarin koolwaterstoffen gevangen zitten. De specifieke dichtheid van 11

BTEX is een afkorting voor benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen, vier aromatische verbindingen die in aardgasvelden voorkomen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 33 -

1 juli 2007

koolwaterstoffen is laag, daardoor migreren ze langzamerhand omhoog, tot boven het formatiewater. Als de koolwaterstoffen bovenaan tegen een afdichtende laag komen zitten ze gevangen. Afdichtende lagen hebben een zeer lage doorlaatbaarheid en een hoge ingangsdruk voor CO2. De afdichtende bovenlaag bestaat bij Nederlandse gasvelden meestal uit een van de volgende afdichtende gesteenten: • • • •

Steenzout. Kleisteen. Anhydriet (gips). Klei.

Figuur 3.2 Voornaamste opsluitingsmechanismen als een functie van tijd (IPCC, 2005) Toelichting figuur 3.2: De figuur toont voor een periode tot 10.000 jaar (langs een logaritmische horizontale as) in welk percentage de vier opslagmechanismen (zoals bijgaand beschreven) voorkomen. De rode pijl geeft aan dat in de loop der jaren er een toename van opslagzekerheid ontstaat.

Het geïnjecteerde CO2 zal in het begin het overgebleven aardgas verdringen maar daar langzamerhand mee vermengd raken tot een CO2-methaan mengsel. Als het CO2 door het gesteente stroomt, onder invloed van drukverschillen en opwaartse druk, blijft als gevolg van capillaire krachten, een deel van het CO2 opgesloten zitten in de poriënruimtes. Dit wordt achterblijvingsopsluiting ('residual trapping') genoemd. Een mechanisme dat ook een rol zou kunnen spelen bij het opsluiten van CO2 in gasvelden in Nederland is geochemische opsluiting ('geochemical trapping'). Dit mechanisme kan in de loop van de geologische tijd een rol gaan spelen. Hieronder AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 34 -

1 juli 2007

vallen oplossingsopsluiting ('solubility trapping') en mineralisatieopsluiting ('mineral trapping'). De hoeveelheid formatiewater, die aanwezig is in het reservoir, bepaalt in welke mate deze processen verlopen: •

•

3.2.5

'Solubility trapping' houdt in dat CO2 oplost in water. Het voordeel van 'solubility trapping' is dat eenmaal opgeloste CO2, niet langer als vrije fase bestaat en de opwaartse druk er geen vat meer op heeft. Doordat er CO2 in is opgelost krijgt het water een hogere dichtheid en zakt langzaam naar beneden. (IPCC, 2005). 'Mineral trapping' is het meest permanente opslagmechanisme voor CO2. Vrije ionen in het formatiewater kunnen een binding aangaan met het omringende gesteente en carbonaat mineralen vormen.

Deklagen en breuken De algemene geologische structuur van de diepe ondergrond van Nederland lijkt op een scheefgestelde plaat die van oost naar west helt. De sedimentgesteenten die aan de Noordzeekust op zo'n 1 tot 2 kilometer diepte liggen, dagzomen (=liggen aan het aardoppervlak) bij de Duitse grens. Deze algemene regionale trend wordt verstoord door tektonische bewegingen, die locaal resulteren in een sterk reliëf in de bodemstructuren. Daardoor kan hetzelfde laagpakket (van dezelfde ouderdom) soms meer dan een 1.000 meter dieper liggen dan op een plaats op relatief korte horizontale afstand. De Rotliegendsedimenten, waarin de meeste diepe gasvelden liggen, worden vaak doorsneden door een vrij dicht breukpatroon. Deze breuken lopen niet door in het boven het Rotliegend gelegen steenzout, omdat steenzout hoog viskeus is en gemakkelijk vervormt. Zodoende is het diepe breuksysteem totaal gescheiden van het ondiepere breuksysteem. Naarmate men ondieper komt neemt het aantal breuken af; slechts een paar breuken doorsnijden de ondiepste Tertiaire kleilagen en gaan door de ondiepe zoet watervoerende lagen. Gasreservoirs liggen op verschillende niveaus in de ondergrond, de diepste liggen in lagen van Carboon ouderdom. In deze sedimentgesteenten bevinden zich vrijwel overal in de Nederlandse ondergrond, grote steenkoolvoorraden. De meeste gasvelden bevinden zich echter enkele niveaus hoger, in gesteenten van Rotliegend, Trias en Onder-Krijt ouderdom. De ondiep gelegen, ongeconsolideerde Tertiaire gesteenten bevatten slechts een paar gasvelden. Afhankelijk van het stratigrafische niveau waarin een gasveld ligt en de diepte ervan, treffen we boven het veld een variabele opeenvolging van gesteenten aan die bestaan uit steenzout, anhydriet, kleisteen, mergel, carbonaat, zandsteen, en ongeconsolideerde kleien en zanden. Het ondiepste deel van de ondergrond in West Nederland is oorspronkelijk gevormd door de wisselwerking van de vier grote rivieren (Rijn, Maas, Schelde en IJssel) en de invloed van de Noordzee. Bijna heel West Nederland is oorspronkelijk gevormd door het estuarium van de Rijn en de Maas, maar de mens heeft de laatste eeuwen sterk ingegrepen in het natuurlijke verloop van de geologische processen. Het grootste deel van West Nederland ligt nu onder de zeespiegel, omdat de mens erin is geslaagd ondiepe meren en zeeën te veranderen in bruikbaar land: polders.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 35 -

1 juli 2007

Hoewel Nederland een tektonisch rustig gebied lijkt, is er in het verleden wel breukactiviteit waargenomen. De meest recente, vrij zware aardbeving (5,4 op de schaal van Richter) vond in 1992 plaats. Het epicentrum ervan lag dicht bij de Limburgse stad Roermond. Overigens zijn er nog nooit zware aardbevingen waargenomen in die delen van Nederland waar de voornaamste gasvelden liggen. Het zuiden van Nederland ligt topografisch hoger en is gerelateerd aan de geologie van de Belgische Ardennen en het Massief van Londen-Brabant. 3.2.6

Monitoren van CO2-opslag Monitoren van het CO2 in de ondergrond kan plaatsvinden via diepe of ondiepe putten, of vanaf het aardoppervlak door middel van geofysische technieken zoals seismiek, elektromagnetische methoden en gravimetrie (zwaartekrachtsmetingen), of vanuit de lucht door middel van geofysische methoden: vanuit vliegtuigen of helikopters en zelfs vanuit de ruimte met behulp van satellieten. Tijdens de CO2-injectieperiode: De volgende technieken kunnen worden toegepast om het verloop van de CO2-injectie en de toestand van de opslaginrichting te monitoren voordat het systeem wordt afgesloten: • • • • • • •

Landmeten vóór het begin van de activiteiten om eventuele latere bodemopheffing of bodemdaling te kunnen bepalen. Druk en temperatuur meten aan de putmond, in het reservoir en in de put. Deze metingen kunnen, in combinatie met de injectiehoeveelheid, worden gebruikt om het werkelijke gedrag van het reservoir met het verwachte gedrag te vergelijken. De geïnjecteerde hoeveelheid. Bemonstering van vloeistoffen om de samenstelling ervan te bepalen. Boorgatmetingen en seismisch onderzoek om de verspreiding van het geïnjecteerde CO2 in het reservoir te bepalen. Druk meten in de putafsluiting ('well annulus'). Boorgatmetingen om de toestand van de put in de gaten te houden.

Na het permanent verlaten: • Eventuele lekkage van CO2 uit het opslagreservoir naar bovenliggende waterverzadigde zones kan met seismische monitortechnieken worden waargenomen. • Observatieputten in diepere watervoerende lagen. • Bemonstering van bodemgassen. • Teledetectie ('remote sensing') om veranderingen in het vegetatiepatroon te constateren die wellicht worden veroorzaakt door lekkage van CO2. In hoofdstuk 9 wordt een uitgebreidere beschrijving gegeven van mogelijke monitortechnieken. 3.2.7

De voornaamste alternatieven Bestaande pijpleidingen op de opslaglocatie kunnen alleen worden gebruikt als ze wat betreft toegestane druk en corrosiebestendigheid geschikt zijn voor het transport van CO2. In plaats van een bestaande pijpleiding aan te passen door middel van een putreparatie ('workover'), kan er ook een nieuwe pijpleiding worden aangelegd.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 36 -

1 juli 2007

De meest economische manier om CO2 te transporten is in gecomprimeerde toestand. Over het algemeen wordt gesproken over transport van CO2 in superkritische toestand (dusdanig samengeperst dat het gas zich vrijwel gedraagt als een vloeistof). Dit houdt in dat compressie plaats vindt bij de puntbron, direct na het afvangen van de CO2-stroom en voordat het CO2 getransporteerd wordt. Als er nog hogere drukken nodig zijn om CO2-injectie ook tijdens de laatste stadia van een opslagproject mogelijk te maken, kan dit gebeuren door extra compressie bij de puntbron. In plaats daarvan kan er eventueel een compressor worden bijgeplaatst op de opslaglocatie. Transport van CO2 in vloeibare toestand in plaats van in superkritische toestand is ook een mogelijkheid, maar dat vereist wel een ondergrondse pijpleiding die voldoende geïsoleerd is. Zhang et al. (2006) toonden aan dat dit economisch haalbaar zou kunnen zijn. Bestaande putten kunnen worden gebruikt voor CO2-injectie, als de cementkoker en de verbuizing in goede conditie zijn. Een putreparatie ('workover') is wellicht nodig om corrosie door CO2-houdende vloeistoffen te voorkomen. In plaats daarvan kunnen eventueel nieuwe putten worden geboord, hetzij vertikaal hetzij horizontaal. Het boren van horizontale putten is duurder dan van verticale putten, maar door horizontale putten kan veel meer CO2 worden geïnjecteerd. In hoofdstuk 8 wordt een uitgebreidere beschrijving gegeven van alternatieve mogelijkheden.

3.3

Stadia en activiteiten behorende bij CO2opslag De fases die een opslaginrichting doorloopt en de bijbehorende activiteiten worden hieronder besproken. Fase Voorbereidende fase

Opslagfase

Eindfase

Activiteiten Uittesten

Operationele fase, Afsluitingsactiviteit Overdracht van de Na de

concessies en

aanleg van de

van de

CO2-injectie

vergunningen

inrichting

inrichting

Locatiekeuze & Ontwerp en

afsluiting

en (permanent)

wettelijke

verlaten

aansprakelijkheid

Monitoren

Locatiekeuze Van elk grotendeels leeggeproduceerd ('depleted') gasveld is een grote hoeveelheid gedetailleerde gegevens beschikbaar. Daarom hoeven er zo goed als geen extra gegevens over het veld te worden verzameld. Voor alle gebieden waarvan bekend is dat er gasvelden in voorkomen zijn driedimensionale, hoogresolutie seismische opnames beschikbaar. Maar al die aanwezige informatie moet wel beschikbaar worden gesteld aan de initiatiefnemers en ontwerpers van een opslagproject. Het ligt voor de hand dat men besluit eerst de gegevens te verzamelen, die kunnen dienen als nulpuntmeting ten behoeve van het latere monitoren (zie ook hoofdstuk 9). Men kan daarbij besluiten ook een extra seismische nulpuntopname te maken van AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 37 -

1 juli 2007

bepaalde kritische onderdelen van het opslagsysteem, of ondiepe observatieputten te boren om monsters te kunnen nemen van het grondwater en van bodemgassen en het meten van een eventuele natuurlijke uitstroom van aardgas in het gebied. Voor seismisch monitoren zal materieel per vrachtwagen naar de opslaglocatie moeten worden vervoerd. Waarschijnlijk zijn werkploegen meerdere dagen bezig met voorbereidende werkzaamheden in het gebied. Aanleg Als putten en pijpleiding kunnen worden hergebruikt, zullen de activiteiten beperkt blijven tot onderhoudsreparaties ('workovers'). Bij een put kan zo'n 'workover' weken tot maanden duren. Alle putten zullen moeten worden aangepast zodat ze bestand zijn tegen de corrosieve effecten van CO2-injectie. Daarvoor kan het nodig zijn nieuwe injectiebebuizing van hoogwaardig materiaal aan te brengen. Bij de 'workover' zal misschien een kleine boorinstallatie worden gebruikt. Het boren van een nieuwe put duurt normaliter enkele maanden. Tussen de transportpijpleiding en de putmond moet ter plaatse een korte pijpleiding worden aangelegd. De druk in de pijpleiding zal ongeveer 80 bar of hoger bedragen. De druk in het reservoir zal aanvankelijk 30 tot 50 bar bedragen en aan het eind van de injectiefase toenemen tot 150 tot 350 bar. Uittesten Het boren en uittesten van nieuwe putten duurt een paar maanden. Het kan wel een jaar tot anderhalf jaar duren tot het begin van de operationele fase. Tijdens de boorwerkzaamheden is de boorinstallatie op de locatie zichtbaar en ook duidelijk hoorbaar. De onderdelen van de boorinstallatie worden met vrachtwagens van en naar de locatie vervoerd. Materialen zoals boorspoeling worden ook vervoerd per vrachtwagen. Boorploegen werken in ploegendienst, 24 uur per dag. Boormodder en boorgruis wordt ter plekke verwerkt, en de restanten worden afgevoerd naar een daarvoor aangewezen stortplaats. Het uittesten van de putten duurt een aantal dagen waarbij mogelijkerwijs kleine hoeveelheden gas worden uitgestoten naar de atmosfeer. Mogelijk moet er een afblaasinrichting worden aangebracht om, in geval van nood, het geïnjecteerde gas te kunnen laten ontsnappen, bijvoorbeeld als overdruk of lekkage wordt geconstateerd. De monitoractiviteiten lopen nog steeds door. Operationele fase en onderhoud De normale injectieactiviteiten zullen vrijwel onmerkbaar zijn voor de omgeving. Geluidshinder zal zoveel mogelijk beperkt worden door toepassing van de modernste technieken. Om veiligheidsredenen zou, in zeer extreme gevallen, af en toe kunnen worden besloten gas voor een korte tijd af te blazen naar de atmosfeer. Daarvoor dient een afblaasmechanisme aanwezig te zijn. Als besloten wordt tot dezelfde aanpak die is voorgesteld in de milieueffectrapportage voor de gasopslag in Norg, zal de toestand van de put elke twee jaar dienen te worden getest. Indien nodig zullen elke vijf tot tien jaar maatregelen worden genomen om de injectiviteit van de put te verbeteren. Deze activiteiten worden uitgevoerd door werkploegen met vrachtwagens en zullen nauwelijks enig merkbaar effect op de omgeving hebben. Tijdens grootschalig putonderhoud worden mobiele kranen en mobiel pneumatisch materieel gebruikt. De monitoractiviteiten lopen nog steeds door.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 38 -

1 juli 2007

Afsluiting Ontmanteling en afsluiting van de injectieputten moet zeer zorgvuldig geschieden. Het Mijnbouwreglement schrijft voor hoe een put permanent dient te worden verlaten en omvat ondermeer de volgende eisen: • • •

Er dienen meerdere mechanische en/of cementproppen worden aangebracht op voorgeschreven plekken in de put. Bij het verwijderen van delen van de verbuizing moeten de verbuizingsdelen worden losgesneden en omhooggehaald en vervolgens moet de put ter hoogte van de afsnijdingen wederom worden afgesloten met mechanische en/of cementpluggen. Het ondiepe deel van de verbuizing dient te worden ontmanteld tot drie meter onder de oppervlakte.

De degelijkheid van de cementprop moet worden beproefd door middel van verschillende hydraulische en mechanische testen. Normaliter wordt de bovenkant van de put ook nog afgesloten door een stalen plaat vast te lassen aan de bovenkant van de verbuizing. Wellicht worden er nog aanvullende regels opgesteld voor een CO2-put, vanwege de hoge reservoirdruk aan het eind van de injectiefase en de chemische reactiviteit van CO2-verzadigde vloeistoffen. De monitoractiviteiten lopen nog steeds door. In het belang van het monitoren kan het noodzakelijk zijn de ontmanteling en afsluiting van de put uit te stellen tot er, gedurende een voldoende lange tijd, geen lekkage is opgetreden. Na de afsluiting Na de afsluiting kan het monitoren worden voortgezet. Uiteindelijk kan, als aan vooraf bepaalde verlatingscriteria voor wat betreft lekkagepreventie worden voldaan, het monitoren stoppen en kan een besluit worden genomen over de verdere bestemming van het gebied.

3.4

Opslagcapaciteit voor CO2 in Nederland

3.4.1

Algemene schatting voor Nederland In deze paragraaf geven we een overzicht van de opslagcapaciteit voor CO2 in grotendeels lege gasvelden onder het vasteland van Nederland. Het grootste deel van de tekst in deze paragraaf komt uit een aangepaste versie van het rapport: ‘Options for CO2 storage in the Netherlands - Time dependent storage capacity, risk aspects, legal and finances’. (Opties voor CO2-opslag in Nederland - Tijdsafhankelijke opslagcapaciteit, risico's, wettelijke en financiële aspecten). Dit rapport is geschreven ten behoeve van een EnergieNed project gesponsord door EnergieNed, het Ministerie van VROM en het Ministerie van EZ. De meeste koolwaterstofvelden in Nederland liggen, zowel die buitengaats als die onder het vasteland, op 2.000 tot 3.000 meter diepte. Het gas dat in deze velden aanwezig is zit meestal in doorlatende zandsteen- of carbonaatreservoirs die aan de bovenkant worden afgesloten door een ondoorlatend gesteente zoals steenzout of kleisteen. Gasvelden (onder het vasteland en buitengaats) Er zijn in totaal 47 gasvelden geïdentificeerd onder het vasteland, die een opslagcapaciteit van meer dan 5 Mton CO2 hebben en die op een diepte van meer dan 800 meter liggen. Figuur 3.3 in de figurenbijlage geeft een overzicht van alle gasvelden (onder het vasteland en buitengaats) in Nederland die aan deze randvoorwaarden AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 39 -

1 juli 2007

voldoen. De CO2-opslagcapaciteit wordt gesymboliseerd door de maat van de stippen. De geologische - stratigrafische - eenheid waarin het veld ligt, is weergegeven door de kleur van de stippen. In sommige gasvelden wordt gas gewonnen uit meerdere lagen van verschillende ouderdom. In dit geval wordt het veld geclassificeerd op grond van het stratigrafische niveau van de voornaamste eenheid waarin het veld ligt. Grotendeels lege gasvelden zijn onderverdeeld op basis van hun geologische ouderdom. Enkele algemene opmerkingen wat betreft kosten en veiligheid zijn hier op zijn plaats. Een Rotliegend reservoir wordt bijvoorbeeld vaak afgesloten door een dikke Zechstein zoutlaag die elke kans op lekken via de afsluitende formatie of lengtebreuken uitsluit. Anderzijds liggen deze reservoirs meestal dieper dan de Krijtreservoirs, hetgeen hogere kosten voor het boren van putten met zich meebrengt. Deze selectiecriteria (en nog vele andere) komen aan bod in de locatiekeuze procedure en de beste alternatieven worden behandeld in een locatiespecifieke MER (zie hoofdstuk 8). De totale CO2-opslagcapaciteit van de gasvelden op het Nederlandse vasteland is 8.967 Mton CO2, dat is inclusief het Groningen veld. Zonder het Groningen veld (het Groningen veld zal pas in de tweede helft van deze eeuw worden vrijgegeven) bedraagt de CO2-opslagcapaciteit van de gasvelden op het Nederlandse vasteland 1.616 Mton CO2. Tabel 3.2 Samenvatting van de opslagcapaciteit in gasvelden op het Nederlandse vasteland s (TNO, 2007) Gasvelden gesorteerd op locatie

op stratigrafie

Opslagcapaciteit (Mton)

Carboon

96

Rotliegend (exclusief Groningen)

781

Zechstein

319

Trias

249

jonger dan Trias

171

Totaal vasteland (excl. Groningen)

1.616

Groningen

7.351

De opslagcapaciteit is berekend zonder rekening te houden met de dikte van het reservoir en is alleen gebaseerd op de horizontale oppervlakte. Dit levert natuurlijk enige onzekerheid op, maar Zechstein en Carboon reservoirs zijn niet erg dik in vergelijking met Trias en Rotliegend reservoirs. We mogen daarom aannemen dat de opslagcapaciteit van de Zechstein en Carboon velden wat te hoog is geschat.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 40 -

1 juli 2007

1400

Zechstein Lower Cret

1200

Carboniferous Triassic

capacity in Mton

1000

Rotliegend

800

600

400

200

0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 year

Figuur 3.4 Ontwikkeling van opslagcapaciteit uitgedrukt in Mton in grotendeels lege gasvelden in Nederland (exclusief Groningen) (TNO, 2007) in de periode van 2003 tot 2020.

Figuur 3.4 geeft een overzicht van de ontwikkeling van de cumulatief beschikbare CO2opslagcapaciteit in gasvelden (exclusief het Groningen veld), op basis van het verwachte tijdstip waarop, volgens de winningsrapporten, de gaswinning eindigt. In deze figuur is de CO2-opslagcapaciteit van de reservoirs onderverdeeld naar stratigrafische ouderdom. Het is bekend dat de vermoedelijke einddatum van winning voor de meeste gasvelden al is uitgesteld. De reden hiervan is dat door veranderde economische omstandigheden en efficiëntere exploitatietechnieken, de winningstrategie is bijgesteld. Helaas is hier nog geen herziening voor gepubliceerd en daarom kunnen die gegevens nog niet in deze studie worden gebruikt. We mogen aannemen dat de meeste data in figuur 3.4 te vroeg liggen. Deze figuur laat de CO2-opslagcapaciteit zien voor de op het ogenblik in productie zijnde velden en voor de velden waar de winning reeds is beëindigd. Nog eens 200 Mton capaciteit kan beschikbaar komen uit de nog onontwikkelde velden en de velden die op het ogenblik worden gebruikt voor gasopslag. Vergroten van de beschikbare CO2-opslagcapaciteit Als alle beschikbare gasreservoirs zouden worden gebruikt voor de opslag van CO2, zou de invloed ervan op landgebruik niet groter zijn dan die van de huidige olieen gaswinning. De benodigde afmetingen van een terrein voor CO2-opslag is over het algemeen kleiner dan voor gaswinning, want voor CO2-opslag zijn minder gasbehandelingsinstallaties nodig. Als een gasveld permanent verlaten is, komt dat terrein beschikbaar voor een andere bestemming: bijvoorbeeld als bedrijventerrein of vooral als woonbestemming, en dit kan het gebruik van het veld voor de opslag van CO2 belemmeren. In het dichtbevolkte westelijk deel van Nederland is een woonbestemming het meest waarschijnlijk. Vergroten van de beschikbare CO2-opslagcapaciteit zal concurreren met andere bestemmingen van de ondergrond, zoals voortzetten van de winning van koolwaterstoffen, gasopslag of de winning van aardwarmte. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 41 -

1 juli 2007

3.5

Andere relevante CO2-opslag projecten Al sinds het eind van de jaren zeventig wordt CO2 op grote schaal en in vele projecten geïnjecteerd met het doel de opbrengst van olie- of gasreservoirs te verhogen (Enhanced Oil Recovery - EOR). Het gaat hier om projecten buiten Nederland. Hoewel de daarbij opgedane ervaring relevant is wat betreft een aantal technische aspecten van injectie, is het over het algemeen weinig relevant wat betreft doelstellingen en tijdschaal van CO2-sequestratie. EOR activiteiten worden gekenmerkt door zeer dynamische injectieschema's, die zeer actief dienen te worden gestuurd. Bij een CO2opslaginrichting is het daarentegen de bedoeling dat de CO2, na het beëindigen van de injectieperiode, voor zeer lange tijd opgeslagen blijft, zonder dat er verder naar hoeft te worden omgekeken. Wat dat betreft bestaat er enige overeenkomt tussen een opslaginrichting voor CO2 en een opberging voor radioactief afval.

3.5.1

CO2-opslag projecten - op het land In een aantal proefprojecten zijn kleine hoeveelheden CO2 geïnjecteerd (in de orde van enkele duizenden tonnen). Op het ogenblik wordt echter op slechts drie plaatsen ter wereld een omvangrijke hoeveelheid geïnjecteerd. Maar ook deze projecten zijn niet speciaal bedoeld als opslag in grotendeels lege gasvelden. Het Weyburn veld in Canada is technisch gezien een project voor verbeterde oliewinning (EOR = Enhanced Oil Recovery), maar wordt ook beschouwd als voorbeeld van CO2-sequestratie en wordt voortdurend gemonitord en geëvalueerd met dit doel voor ogen. Afwisselend worden CO2 en water geïnjecteerd in een gedeeltelijk leeggeproduceerd olieveld op een diepte van 1.500 meter. De CO2-injectiehoeveelheid bedroeg 0,18 Mton per jaar. Naar verwachting zal daar, de komende 30 jaar, 30 Mton CO2 kunnen worden opgeslagen. Dit is ongeveer twee derde van de totale geïnjecteerde hoeveelheid, want de rest komt uiteindelijk, samen met de gewonnen olie, weer naar boven. Het project is in het jaar 2000 begonnen en wordt wijd en zijd als een succes beschouwd. In een rapport uit 2004 over dit project wordt geconcludeerd dat de geologische omstandigheden in het Weyburn olieveld gunstig zijn voor langdurige CO2opslag, en dat die opslag gemonitord zou kunnen worden met nieuwe instrumenten en technologie die speciaal daarvoor zullen worden ontwikkeld in de loop van het project.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 42 -

1 juli 2007

Figuur 3.5 Principe van Verbeterde Oliewinning (EOR = Enhanced Oil Recovery) toegepast in het Weyburn veld Toelichting figuur 3.5: De figuur toont linksboven de CO2-injectieput. De rode pijlen geven het proces weer waarbij CO2 geleidelijk de olie uit het reservoir voortstuwt naar de onttrekkingsput. Daarbij wordt aangegeven dat het meegeproduceerde CO2 weer kan worden gebruikt voor injectie.

Bij het In Salah gasproject in Algerije wordt het CO2 dat wordt gescheiden van het aardgas, in de buurt van één van de gasvelden, opnieuw geïnjecteerd in een dieper hellingafwaarts gelegen, watergevuld deel van de formatie waaruit het gas wordt gewonnen. Naar verluidt is men hier begonnen met injectie voordat er een monitorstrategie was vastgesteld. De geplande injectiehoeveelheid was meer dan 0,9 Mton per jaar.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 43 -

1 juli 2007

Figuur 3.6 CO2-injectie bij In Salah, Algeria Toelichting figuur 3.6: De figuur toont rechts de CO2-injectie in een waterlaag, via 3 injectieputten. Centraal in de figuur wordt getoond dat in dezelfde laag een gasvoorraad voorkomt, die met behulp van 4 onttrekkingsputten wordt gewonnen. Links in de figuur wordt de bodemopbouw beschreven,

De Teapot Dome in de VS is een research project voor CO2-injectie in het kader van verbeterde oliewinning (EOR = Enhanced Oil Recovery). De winningsgegevens van het veld gaan wel 80 jaar terug. Het was de bedoeling dat er in 2006 zou worden begonnen met injecteren met een hoeveelheid van ongeveer 0,18 Mton/jaar. Dit project wordt gezien als voorbereiding voor een grootschalig EOR project in de directe omgeving, waarbij uiteindelijk 55 Mton van het geïnjecteerde CO2 opgeslagen zou blijven. Ook in Australië lopen projecten, maar deze zijn nog in een voorbereidend stadium. Het Gorgon Gaswinningsproject in Australië is ook relevant, hoewel er nog geen gas is geïnjecteerd. Voor dit project is een milieueffectrapportage gemaakt en deze is ook gepubliceerd. Het is de bedoeling om de CO2, die wordt gescheiden van het aardgas dat in de buitengaatse velden wordt gewonnen, te injecteren in de Dupuy watervoerende laag. De Dupuy laag is gelegen op een diepte van ongeveer 2.700 3.000 meter onder Barrow Island. Dit eiland ligt ongeveer 130 km uit de kust van het vasteland van de staat West-Australië. De gaswinning zal niet voor 2008 beginnen. Het Zerogen project in Australië wordt waarschijnlijk een van de eerste grote en -opslagprojecten dat gekoppeld is aan een CO2-afvang kolenvergassingselektriciteitscentrale die minimaal 100 MW kan opwekken. Het is de bedoeling om het gas op te slaan in zoutwatervoerende lagen in de ondergrond van de staat Queensland. Er zijn twee putten geboord ten behoeve van CO2-opslag. Als het uittesten van de putten gunstig verloopt, zal er een besluit over de verdere voortgang van het project worden genomen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 44 -

1 juli 2007

3.5.2

CO2-opslag projecten - buitengaats In de Noorse sector van de Noordzee wordt op het Sleipner productieplatform CO2 gescheiden van het gewonnen aardgas. Dat CO2 wordt geïnjecteerd in een dikke, uit zandsteen bestaande watervoerende laag - de Utsira Formatie - gelegen op een diepte van 800 meter. Al sinds 1996 wordt hier ongeveer 1 Mton/jaar geïnjecteerd. De uitbreiding van de zone die wordt beïnvloed door de CO2-injectie kan worden gevolgd met behulp van opeenvolgende seismische opnames. Sinds 2004 wordt er, op experimentele basis, CO2 geïnjecteerd in het K12-B veld, dat ongeveer 100 km uit de kust ligt in de Nederlandse sector van de Noordzee. Het CO2 is afkomstig uit in de buurt gewonnen aardgas en wordt ter plaatse van het gas gescheiden. Het reservoir ligt op 3.800 meter onder de zeebodem. Oorspronkelijk werd er gas uit gewonnen, en nu wordt het gebruikt voor injectie. Het reservoir ligt in het Boven-Slochteren Laagpakket. Uit de testen is gebleken dat hier probleemloos 0,02 Mton/jaar kan worden geïnjecteerd. Monitoren tijdens de testfase bestond uit het vergelijken van de in de putten waargenomen druk en temperatuur, met de tijdens de modellering voorspelde druk en temperatuur. Het ligt in de bedoeling de injectiehoeveelheid op te voeren tot 0,48 Mton CO2 per jaar.

3.5.3

Bestaande natuurlijke CO2-gasbellen CO2 komt van nature voor in de meeste gasreservoirs in Nederland (zie figuur 3.7). De database van TNO, DINOShop, geeft aan dat, in Nederland, de concentratie van CO2 in aardgasaccumulaties onder het vasteland en buitengaats tussen de 0% and 77% bedraagt. De meeste gasaccumulaties bevatten minder dan 10% CO2. Hieruit blijkt dat CO2-opslag ook onder natuurlijke omstandigheden voorkomt in Nederland. Soms wordt in een dergelijk veld, waarvan het meeste gas uit CO2 bestaat, een exploratieboring gezet in de verwachting aardgas te vinden. In dat geval wordt het veld onmiddellijk permanent verlaten. In Nederland is een aantal malen een dergelijke put geboord. De meeste gasaccumulaties met een bijzonder hoog CO2-gehalte bevinden zich in laagpakketten van Jura en Trias ouderdom in de Roerdalslenk. Put WED-01 in het Werkendam gasveld boorde bijvoorbeeld gas aan met een zeer hoog CO2-gehalte (77Mol%) in de Werkendam Formatie van de Altena Groep op een diepte van ongeveer 2.000 meter (Verweij, 2006). In put WED-03 is ook gas met een hoog CO2-gehalte (72Mol%) aangetroffen op een diepte van ongeveer 2.800 meter in zandsteen van Trias ouderdom (Neele, 1994). Deze accumulaties kunnen worden gebruikt als analogieën voor CO2-opslag in gasvelden in Nederland.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 45 -

1 juli 2007

Number of well samples

1000 800 600 400 200 0 0

0-1

1-10

10-100

Mol% CO2 Figuur 3.7 CO2-concentratie in Mol% gemeten in 1416 monsters uit putten onder het vasteland en buitengaats (bron: dinoloket.tno.nl).

3.6

Aspecten die in hoofdstuk 3 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 3 van een MER In hoofdstuk 3 van een MER wordt gewoonlijk een beschrijving gegeven van de functionele en technische aspecten van het project. De verschillende onderdelen van het project worden beschreven in samenhang met onderdelen die niet onder het project vallen (elektriciteit of water, goederentransport). Elk onderdeel wordt vervolgens in detail beschreven (hetzij in hetzelfde hoofdstuk, hetzij in een apart deel van het document als het een ingewikkeld proces betreft), inclusief de randvoorwaarden. Het doel van deze beschrijvingen is achtergrondinformatie te verstrekken over eventuele milieueffecten en mogelijke of onmogelijke alternatieven en varianten toe te lichten. De beschrijvingen zullen gebaseerd worden op de projectplannen en op de resultaten van de in het kader van de projectontwikkeling verrichte studies en modellering. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 3 De functionele en technische informatie voor een onderstaande onderwerpen omvatten:

CO2-injectieproject,

moet

Installaties aan de oppervlakte • Een praktische beschrijving van de bron van het CO2 en van het afvangmechanisme, van de transportpijpleiding, en de CO2-compressor ter plaatse, indien die deel uitmaakt van het project. Deze beschrijving moet ook een procesdiagram bevatten waarin productiehoeveelheden en -periodes zijn vermeld. • Een beschrijving van de stroompaden van de CO2, zowel voor de gebruikelijke gang van zaken tijdens de operationele fase, als voor routinematig onderhoud als in het geval er een ongeluk gebeurt. • Een beschrijving van het bedrijfsterrein, inclusief pijpleidingen en eventuele CO2compressor. • Een beschrijving van de putmond (inclusief aanpassingen aan de putmond). • De locatie van de inrichting, met een beschrijving van de aanpassingen die nodig zijn om de locatie om te vormen van gaswinning naar CO2-injectie. • Een beschrijving van het bedrijfsterrein na het permanent verlaten.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 46 -

1 juli 2007

Het injectiesysteem • Eigenschappen van het gas. • Injectiehoeveelheid en injectieduur. • Putten; het aantal putten, zowel nog bestaande als permanent verlaten putten. • Injectieproces. • Rampenbestrijdingmaatregelen. • Monitoren. Het opslagreservoir • Een geologische beschrijving van de ondergrond, op basis van seismische gegevens. • Het type reservoir, informatie over de afdichtende laag (reservoirgesteente, gesteente van de afdichtende laag, eigenschappen van het formatiewater of van het water in de watervoerende laag). • De geschiedenis van het veld tijdens de operationele fase. • De huidige toestand in het reservoir - achtergebleven gas, olie of water in het reservoir. • De voorspelde resultaten van injectie. • Eventueel mogelijke lekkageroutes. • Maatregelen om lekkage te monitoren.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 47 -

1 juli 2007

4

BELEID EN VERGUNNINGEN VOOR CO2-INJECTIE

4.1

Inleiding Het wordt nu algemeen erkend dat de ondergrondse opslag van CO2 in grotendeels lege gasvelden potentieel een belangrijke bijdrage kan leveren aan het terugdringen van de CO2-uitstoot naar de atmosfeer. De huidige wettelijke en bestuurlijke standpunten betreffende CO2-Afvang en Opslag zijn echter in Nederland op sommige punten nog onduidelijk. Wellicht moeten bepaalde bestaande weten regelgeving worden aangepast voordat een grootschalige realisatie van CO2-opslagprojecten mogelijk wordt. Dit hoofdstuk gaat in op leemten in de huidige Nederlandse weten regelgeving betreffende CO2-opslag. Bovendien bieden we suggesties, die de realisatie van CO2opslagprojecten kunnen vereenvoudigen. De Mijnbouwwet, de Wet Milieubeheer, de Wet op de Ruimtelijke Ordening, de Milieueffectrapportage (plan-MER en besluit-MER) komen aan bod. Bestaande en in ontwikkeling zijnde Europese en internationale weten regelgeving betreffende CO2 worden ook besproken. Om de realisatie van CO2-opslagprojecten te vereenvoudigen moeten eerst een aantal vragen worden beantwoord met betrekking tot de wettelijke aspecten van CO2-opslag: • • • • •

Moet CO2 worden beschouwd als 'afval' of als iets anders? En wat zijn de wettelijke gevolgen van die classificatie? Is er een milieueffectrapportage nodig voor CO2-opslag? En zo ja, hoe moet deze worden ingebed in nationale en provinciale wetgeving? Welke overheid is verantwoordelijk voor diepe ondergrondse opslag van CO2 tijdens de verschillende stadia van een opslagproject? Wie draagt de kosten van het langdurig monitoren? Moet CO2 terugwinbaar worden opgeslagen? En zo ja, waarmee moet dan rekening worden gehouden?

Teneinde bovengenoemde aspecten goed te kunnen beoordelen, begint dit hoofdstuk met een beschrijving en overzicht van het bestaande wettelijk kader van wetten, regelgeving en vergunningen die relevant voor CO2-opslag in Nederland (paragraaf 4.2). In paragraaf 4.3 worden een aantal kernpunten besproken, zoals aangeduid in de bovenstaande lijst. Paragraaf 4.4 suggereert oplossingen voor de vragen die in de voorgaande paragraaf zijn gesteld en doet aanbevelingen hoe de leemten in de bestaande wetgeving kunnen worden aangevuld. In de volgende paragraaf, 4.5, worden internationale ontwikkelingen besproken, die invloed zouden kunnen hebben op de wetgeving in Nederland. Vervolgens worden in paragraaf 4.6 een aantal voorbeelden gegeven van reeds lopende internationale projecten en de bijbehorende wetgeving. Dit hoofdstuk wordt afgesloten met conclusies over de relevante MER-gerelateerde wetgeving over CO2-opslag en de leemten in wetgeving die tijdens deze studie zijn ontdekt. De voorlopige conclusies van de paragrafen zijn samengevat in grijze tekstkaders en de letterlijke teksten van de desbetreffende Nederlandse wetten en regelgeving zijn te vinden in hoofdstuk 16.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 48 -

1 juli 2007

4.2

Overzicht van het Nederlandse wettelijk kader dat relevant is voor CO2-opslag

4.2.1

Overzicht De Mijnbouwwet (hierna te noemen: MW), de Wet milieubeheer (hierna te noemen: Wm) en de Wet op de Ruimtelijke Ordening (hierna te noemen: WRO) vormen het voornaamste wettelijk kader voor de uitvoering van CO2-opslag. De MW bevat onder andere wettelijke aspecten die verband houden met het ondergronds opslaan van stoffen op een diepte van meer dan 100 meter12. Het Ministerie van Economische Zaken (hierna te noemen: EZ) is het 'bevoegde gezag' bij de MW. De Wm beschrijft de milieuaspecten van (industriële) installaties en activiteiten, inclusief emissies en maatregelen om die te beperken. Hoewel de Wm en de MW naar elkaar verwijzen zijn het op zich zelf staande wetten. De WRO schetst het wettelijke kader voor de planning van bovengrondse activiteiten en installaties. De MW is vooral gericht op de eisen en voorwaarden die gesteld worden om gevaarlijke incidenten, zoals ongecontroleerde lekkage van CO2 uit het opslagreservoir, te voorkomen. Preventieve maatregelen kunnen technische, organisatorische, procedurele of toezichthoudende aspecten betreffen. In hoofdstuk 8 worden deze maatregelen verder uitgewerkt. De Wm, en het Landelijk Afvalbeheer Plan (LAP) en het Besluit milieueffectrapportage (MER) 1994, zijn vooral gericht op het beheersen van milieueffecten en de vereiste maatregelen om deze milieueffecten te beperken. Er zijn echter uitzonderingen op deze globale indeling. Zo staat bijvoorbeeld in de MW hoe ongewenste gebeurtenissen, zoals grondbeweging ten gevolge van CO2-opslag, kunnen worden beperkt of vermeden. In de MW staat dat het verboden is stoffen in de ondergrond op te slaan zonder vergunning van de Minister van Economische Zaken13. Dit betekent dat er, volgens de MW, voor de ondergrondse opslag van stoffen een vergunning vereist is. Ook volgens de Wm is een vergunning vereist. In de oude mijnwet werden ook de milieuaspecten van mijnbouwactiviteiten behandeld. Sinds december 2002 is echter, waar het milieuaspecten van mijnbouwactiviteiten betreft, de nieuwe Wm van kracht, waarbij de Minister van Economische Zaken het 'bevoegde gezag' is. De provincies zijn echter het 'bevoegde gezag' waar het gaat om het verlenen van een milieuvergunning voor ondergrondse opslag als het gaat om afval dat van buiten het Mijnbouwwerk of Inrichting afkomstig is.

12 13

Mijnbouwwet artikel 1i Mijnbouwwet artikel 25

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 49 -

1 juli 2007

Tabel 4.1 Overzicht van alle relevante wetten, vergunningen en bevoegd gezag voor CO2-opslag (bron: Provincie Drenthe) Vergunning

Wettelijk kader

Bevoegd gezag

Opslagvergunning

Mijnbouwwet

Min. EZ

Milieuvergunning oppervlakte-installaties

Wet Milieubeheer

Min. EZ

Wet Milieubeheer

Provinciaal Bestuur15

(Verandering in) bestemmingsplan

Wet op de Ruimtelijke Ordening

Gemeente

Bouwvergunning

Bouwbesluit

Gemeente

Milieuvergunning ondergrond

14

Aanlegvergunning

Wet op de Ruimtelijke Ordening

Gemeente

Ontgrondingsvergunning

Ontgrondingenwet

Provinciaal Bestuur

Onttrekkingsvergunning/melding

Grondwaterwet

Provinciaal Bestuur

Lozingsvergunning

Wet verontreiniging oppervlaktewateren Waterschap

Natuurbeschermingsvergunning

Natuurbeschermingswet

Provinciaal Bestuur

Archeologisch onderzoek

Monumentenwet

Provinciaal Bestuur

Ontheffing

Flora en faunawet

Min. LNV

Ontheffing Provinciale Omgevingsverordening

Provinciale omgevingsverordening

Provinciaal Bestuur

In Tabel 4.1 staat een overzicht van alle wettelijke documenten die direct, of indirect betrekking hebben op CO2-opslag, inclusief de bijbehorende vergunningen en waar het bevoegde gezag berust. In de volgende paragrafen worden vergunningen en bevoegd gezag besproken die zijn vastgelegd in de voornaamste wetten, die van toepassing zijn op ondergrondse activiteiten voor CO2-opslag. We zullen het in dit hoofdstuk alleen hebben over de eerste vier wetten en vergunningen (hier in grijs aangegeven). De reden dat we ons alleen met deze wetten en vergunningen bezighouden, is dat deze het wettelijk kader vormen voor ondergrondse opslag (MW) en de daarmee verband houdende milieuaspecten (Wm), of omdat hierin ontwikkelingen aan de gang zijn, die van belang zijn voor toekomstige wetgeving voor CO2-opslag. Zoals ook in de tabel is aangegeven, vindt er op het ogenblik een discussie plaats wie het bevoegde gezag is voor het verlenen van milieuvergunningen. Het zal in het vervolg van dit hoofdstuk duidelijk worden dat de wettelijke situatie voor CO2-opslag nogal ingewikkeld ligt. Dat komt omdat deze activiteit raakpunten heeft met mijnbouw, afvalverwerking, milieu en ruimtelijke ordening aspecten. 4.2.2

Mijnbouwwet Op 1 januari 2003 is de (nieuwe) mijnwetgeving van kracht geworden, te weten: de Mijnbouwwet (MW), het Mijnbouwbesluit16 en de Mijnbouwregeling. De MW vormt het algemene wettelijk kader voor mijnbouwactiviteiten, waar ook activiteiten als CO2opslag17 onder vallen. In het Mijnbouwbesluit worden de aspecten die in de MW staan nader uitgewerkt en de Mijnbouwregeling is een nog gedetailleerder wettelijk document waarin wordt aangegeven hoe aan de eisen van het Besluit dient te worden voldaan. Het Ministerie van EZ is het bevoegd gezag voor zowel de MW, het Besluit als de Regeling. Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) blijft, (ook) onder de nieuwe wet, toezichthouder (inspectie) op mijnbouwactiviteiten. SodM is verantwoordelijk voor de 14 15 16 17

Waar in de toekomst het bevoegd gezag zal liggen voor milieuvergunningen is onderwerp van discussie Het Ministerie van Economische Zaken is verantwoordelijk voor afval dat afkomstig is van mijnbouwactiviteiten. Mijnbouwbesluit (6 december 2002) houdende regels ter uitvoering van de Mijnbouwwet Artikelen 25, 26, 27, 28, 29, 33, 34, 35, 36, 41 en 127 van de Mijnbouwwet zijn de voornaamste artikelen die van toepassing zijn op CO2 opslag

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 50 -

1 juli 2007

inspectie en toezicht op activiteiten die verband houden met het opslaan van stoffen op een diepte van meer dan 100 meter18. Artikel 37 van het Mijnbouwbesluit verplicht de uitvoerders van mijnbouwwerken dat het zorgsysteem EN de daaraan ten grondslag liggende veiligheids- en gezondheidsdocumenten, bedoeld in artikel 2.42f van het Arbeidsomstandighedenbesluit mede betrekking hebben op de externe veiligheid. Deze veiligheid houdt onder meer in de veiligheid van personen en de bescherming van goederen, voorzover hierover er geen regels zijn vastgesteld of gelden op grond van de Arbeidsomstandighedenwet. De MW is belangrijk in het wettelijk kader voor CO2-opslag activiteiten, omdat het de meest toepasselijke beheersmaatregelen en instrumenten die betrekking hebben op de diepe ondergrond en aansprakelijkheidsaspecten, reeds bevat. Artikel 33 van de MW en artikel 26 van het Mijnbouwbesluit zijn belangrijk in het kader van de inventarisatie, preventie, beheersing en minimalisering van de risico's die te maken hebben met het opslaan van CO2 (voor de tekst van deze wetsartikelen zie appendix, hoofdstuk 15). De voornaamste aspecten die van belang zijn voor CO2-opslagprojecten, met betrekking tot veiligheid, monitoren en aansprakelijkheid staan al in de MW, omdat tijdens het opstellen van die wet al specifiek rekening is gehouden met CO2-opslag. In principe moet het opslaan van CO2 voldoen aan dezelfde criteria voor veiligheidsvoorzorgen, die gelden voor andere mijnbouwwerken zoals olieen gaswinning. Toch zijn er nog leemten die dienen te worden uitgewerkt en ingevuld, voordat de realisatie van CO2opslag(proef)projecten wettelijk mogelijk wordt. Deze leemten worden verderop in dit hoofdstuk in detail besproken. Opslagvergunning Onder de MW is een opslagvergunning vereist voor CO2-opslagprojecten. Deze kan worden verkregen na goedkeuring van de Minister van EZ. Vervolgens dient ook een opslagplan te worden ingediend en goedgekeurd. Voordat een opslagvergunning kan worden aangevraagd dient de Minister zijn goedkeuring te hebben gegeven aan een afsluitingsplan voor mogelijke eerdere werken, die in het reservoir hebben plaatsgevonden voor de aanvang van de CO2-opslagactiviteiten, zoals bijvoorbeeld de winning van aardgas. Volgens artikel 71 van het Mijnbouwbesluit mag een boorgat niet eerder voor de opslag van stoffen in gebruik genomen worden dan nadat het daartoe deugdelijk is ingericht en afgewerkt, alsmede ter afsluiting van deugdelijke beveiligingen is voorzien. Dat wil zeggen dat het oorspronkelijke mijnbouwwerk deugdelijk en veilig permanent verlaten is nadat het buiten gebruik is gesteld. De eisen waaraan een afsluitingsprogramma moet voldoen worden in dit hoofdstuk niet verder besproken. Verder geldt het exclusiviteitprincipe, dat wil zeggen dat een opslagvergunning niet wordt verleend voorzover deze bij het in werking treden zou gaan gelden voor een gebied waarvoor op dat tijdstip reeds een door een ander gehouden mijnbouw- of opslagvergunning geldt19. Hierdoor wordt zeker gesteld dat het totale beheer van een reservoir steeds in handen van één enkele vergunninghouder is. De houder van een opslagvergunning is wettelijk20 verplicht alle maatregelen te nemen die redelijkerwijs van hem kunnen worden gevergd om te voorkomen dat als gevolg van de met gebruikmaking van de vergunning verrichte activiteiten nadelige gevolgen voor het milieu worden veroorzaakt, schade door bodembeweging wordt veroorzaakt of de veiligheid wordt geschaad. In geval de vergunninghouder wijzigingen wil aanbrengen in 18 19 20

Mijnbouwwet artikel 127 Mijnbouwwet artikel 26 lid 1 en 2 Mijnbouwwet artikel 33

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 51 -

1 juli 2007

de opslagactiviteit, heeft de Minister van EZ het recht tussen beiden te komen en actie te ondernemen. In dat geval moet opnieuw een vergunning worden aangevraagd door de uitvoerder. Het opslagplan21 moet bevatten: a. een beschrijving van de hoeveelheid en de samenstelling van de stoffen die worden opgeslagen; b. een opgaaf van de gegevens met betrekking tot de structuur en de ligging van het voorkomen ten opzichte van andere aardlagen, met bijbehorende geologische, geofysische, petrofysische en geochemische studies en de daarbij gehanteerde onzekerheidsanalyses; c. een opgaaf van de activiteiten en stoffen die worden gebruikt bij het in de ondergrond brengen van de stoffen; d. een inventarisatie van de risico’s ten aanzien van de verspreiding (lekkage) van de stoffen die in de ondergrond worden opgeslagen, het optreden van chemische processen in de ondergrond en de aantasting van de in de ondergrond aanwezige reservoirs met delfstoffen of de samenstelling van deze delfstoffen; e. een inventarisatie van maatregelen die worden getroffen om de risico’s, bedoeld in onderdeel d, te voorkomen; f. een beschrijving van de wijze waarop het voorkomen na beëindiging van de opslag wordt achtergelaten; g. een risicoanalyse omtrent bodembeweging en bodemtrillingen als gevolg van de opslag. De chemische processen genoemd in onderdeel d verwijzen naar de eigenschap van sommige stoffen, zoals CO2, om te reageren met in het reservoir aanwezige vloeistoffen en met het reservoirgesteente zelf. Deze chemische reacties zouden de insluitende eigenschappen van het reservoir kunnen aantasten. De risicoanalyse in het opslagplan moet aangeven of dit soort insluitingsrisico's aanwezig zijn. In het kader van de zorgplicht wordt ook gezegd dat (het voorkomen van) eventuele bodembewegingen als gevolg van de opslag en (mogelijke) maatregelen om verlies of schade te voorkomen, beschreven dienen te worden in het opslagplan. In artikel 30 en 31 van het Mijnbouwbesluit staat bijvoorbeeld dat een meetplan moet worden opgesteld voor het meten van bodembewegingen, en dat dit plan zorgvuldig moet worden opgesteld, nageleefd en gecommuniceerd. Deze artikelen zijn ook van toepassing op de opslag van CO222. De gronden waarop een opslagvergunning kan worden geweigerd staan in artikel 26 van de MW. Een korte opsomming van weigeringsgronden staat in artikel 27 van de MW. Dit zijn bijvoorbeeld de technische en financiële mogelijkheden van de aanvrager, en zaken die in het belang zijn van de veiligheid, de landsverdediging en het planmatig beheer. De laatste voorwaarde houdt verband met mogelijke concurrentie met andersoortig gebruik van de ondergrond zoals het winnen van aardwarmte of de tijdelijke opslag van aardgas. De vergunning vermeldt deze aspecten, en bepaalt ook voor welke stoffen, voor hoelang de opslag zal plaatsvinden, voor welk gebied en voor welk tijdvak zij geldt en of de vergunning geldt voor definitieve of tijdelijke opslag23.

21

22 23

Mijnbouwbesluit artikel 26 Mijnbouwwet artikel 32 Mijnbouwwet artikel 28

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 52 -

1 juli 2007

4.2.3

Wet Milieubeheer In de Wet Milieubeheer, staan drie regelingen die verband houden met de ondergrondse opslag van CO2. De eerste betreft afvalverwerking, die wordt geregeld in het Landelijk afvalbeheerplan (LAP). De tweede is de verplichting voor bepaalde activiteiten een milieueffectrapport (MER) te maken zoals geregeld in het Besluit milieueffectrapportage 1994 en hoofdstuk 7 van de Wm. De derde houdt verband met het Besluit Externe Veiligheid (Bevi). LAP Hoewel het geen wet is, is het LAP wel officieel juridisch bindend voor de Staat, provincies en de gemeentes. Degenen die activiteiten uitvoeren die onder het LAP vallen, moeten rekening houden met dit plan. Het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer (Min. VROM) is verplicht minsten eens in de zes jaar een herziening van het plan op te stellen. Vroeger moest dit eens in de vier jaar. Er is voorgesteld een aantal wijzigingen op te nemen in het LAP. Eind maart 2007 is het herziene LAP geaccepteerd door het Min. VROM. Het herziene LAP is geldig tot 200924. Het herziene LAP is van kracht geworden op 3 mei 2007. Voor de opslag van afval in de ondergrond is een inrichtingsvergunning vereist zowel onder de Wm en het Inrichtingen- en Vergunningenbesluit milieubeheer (IVb). In de toekomst wordt het Inrichtingen- en Vergunningenbesluit milieubeheer vervangen door het Besluit Algemene Bepalingen Omgevingsrecht (BOR). CO2 kan zowel van binnen als van buiten een mijnbouwwerk afkomstig zijn. Als CO2 afkomstig is van buiten een mijnbouwwerk moet de provinciale overheid besluiten of opslag de aangewezen en meest efficiënte manier is om CO2 op te ruimen (LAP). De provinciale overheid is dan verantwoordelijk voor de coördinatie en het verlenen van de milieuvergunning. Als het CO2 afkomstig is van binnen een mijnbouwwerk, zoals bij een aantal proefprojecten het geval is, is het Min. EZ het bevoegd gezag25. Paragraaf 4.3.2 gaat dieper in op het LAP en de kwestie van de definitie van afval. MER (besluit-MER en plan-MER) Het Besluit milieueffectrapportage (1994) is gebaseerd op de Wm en op de Europese Richtlijn 97/11/EG over MERs, de opvolger van de EU Richtlijn 85/337/EG. De EU lidstaten zijn verplicht de Richtlijn op te nemen in hun nationale wetgeving. Het Besluit milieueffectrapportage geeft aan, in welk geval een MER moet worden gemaakt en ook de gevallen waarvoor beoordeeld moet worden of een MER vereist zou zijn. Appendix hoofdstuk 15 verschaft enige achtergrondinformatie over de Europese Richtlijn 97/11/EG. Tijdens het aanvankelijke opstellen van streekplannen en gemeentelijke bestemmingsplannen en van het LAP, worden soms strategische beleidsbeslissingen genomen die invloed kunnen hebben op het milieu. Voor dit soort beslissingen kan het vereist zijn een plan-MER te maken. Dit is een meer algemene MER, op strategisch niveau. Het is de bedoeling dat een plan-MER in een vroeg stadium aangeeft wat de mogelijk cumulatieve - effecten zijn van besluiten en plannen. Afhankelijk van de mate van en het stadium waarin de plannen verkeren, van de beschikbare informatie, kennis

24 25

Exacte datum: 3-3-2009, Besluit genomen op 23 maart 2007, Staatscourant 4 april 2007, nr. 67 Wet Milieubeheer, artikel 8.2, lid 3

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 53 -

1 juli 2007

en beoordelingsmethoden, omvat een plan-MER over het algemeen (www.eumilieubeleid.nl): • • • • • • • • • • •

De belangrijkste doelstellingen van het plan of programma. Het verband met andere, relevante plannen en programma’s. De bestaande situatie en de mogelijke autonome ontwikkeling daarvan. De milieukenmerken van gebieden waarvoor de gevolgen aanzienlijk kunnen zijn. Alle bestaande relevante milieuaspecten. De relevante milieubeschermingsdoelstellingen op internationaal, EU- of nationaal niveau, alsook de wijze waarop met deze doelstellingen en andere milieuoverwegingen rekening is gehouden. De relevante milieubeschermingsdoelstellingen van de locatie. Milieueffecten van het plan, vooral voor de meest gevoelige locaties. Maatregelen om aanzienlijke negatieve milieueffecten te voorkomen en te beperken. Mogelijke alternatieven. Een beschrijving van de voorgenomen monitormaatregelen.

Bovendien moeten organisaties, NGO’s en het publiek, die mogelijkerwijs betrokken zouden kunnen raken zijn bij mogelijke negatieve milieueffecten veroorzaakt door de plannen, de gelegenheid krijgen hun mening te geven over het ontwerpplan of programma (voordat het wordt vastgesteld). Dit betekent dat de duurzaamheid en milieuaspecten van strategische beslissingen, bv. wat betreft locaties en technieken, besproken worden vóórdat de eigenlijke besluit-MER wordt aangevraagd. Hierdoor kan een besluit-MER sneller gemaakt worden (www.eu-milieubeleid.nl). Appendix hoofdstuk 15 verschaft enige achtergrondinformatie over plan-MER in een internationaal kader. De Europese Richtlijnen 2001/42/EG en 2003/35/EG zijn in september 2006 opgenomen in de Nederlandse regelgeving (in hoofdstuk 7 van de Wm en in het MERbesluit) (www.infomil.nl). Als een MER verplicht wordt gesteld voor CO2opslagprojecten, moet op strategisch niveau ook een plan-MER worden gedaan (voor nationale en provinciale plannen), waarin rekening wordt gehouden met bovengenoemde aspecten. Op de opname van de MER-verplichting in de bestaande regelgeving wordt nader ingegaan in paragraaf 4.3.3. Regeling Externe Veiligheid inrichtingen (Revi) De derde regeling die van belang is voor CO2-opslag is de Regeling Externe Veiligheid inrichtingen II (Revi). In de Staatscourant van 3 april 2007 is een verandering van deze regeling aangekondigd. In 2007 zullen aan de regeling onder andere activiteiten en bedrijven worden toegevoegd die zich bezig houden met mijnbouwinrichtingen. Uitgebreide voorwaarden voor deze mijnbouwinrichtingen worden opgenomen in de Regeling Externe Veiligheid inrichtingen. Het is niet duidelijk of de voorgenomen aanpassingen ook regelgeving zal omvatten die verband houdt met CO2-opslag. 4.2.4

Wet op de Ruimtelijke Ordening De WRO, die geldt voor bovengrondse inrichtingen en activiteiten, vormt een wettelijk kader voor Provinciale Omgevingsplannen (POP) en gemeentelijke bestemmingsplannen. Milieuaspecten maken deel uit van deze plannen. Het gebruik van de ondergrond wordt waarschijnlijk een steeds belangrijker aspect van de

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 54 -

1 juli 2007

planningsprogramma's van de provincies en gemeenten26. Tabel 4.1 laat zien dat gemeenten o.a. verantwoordelijk zijn voor het verlenen van een bouwvergunning voor de inrichtingen die nodig zijn bij een CO2-opslagproject. De volgende paragraaf gaat over recente ontwikkelingen. 4.2.5

Ontwikkelingen Momenteel wordt een nieuwe wet, de WABO (Wet Algemene Bepalingen Omgevingsrecht) voorbereid door verschillende overheden (Ministeries van EZ, van VROM, provincies en gemeenten). De verwachting was dat deze nieuwe wet in 2008 in werking zou treden, maar dat wordt waarschijnlijk uitgesteld. In de nieuwe wet zijn verschillende vergunningen betreffende bouwen en milieu samengevoegd in één vergunning: de omgevingsvergunning (hierna te noemen: OV).

Voor CO2-opslag blijft alleen de opslagvergunning (en het bijbehorende afsluitingsen opslagplan) onder de Mijnbouwwet vallen. De andere vergunningen worden samengevoegd in de OV. Het uitgangspunt van de wet is dat gemeentes besluiten over een OV-aanvraag. Alleen voor projecten van provinciaal of nationaal belang wordt dit wellicht afwijkend van de algemene regel geregeld (www.vrom.nl). Dan zal ofwel het Provinciebestuur of het Min. EZ het bevoegd gezag zijn en verantwoordelijk voor alle vergunningen voor het project (www.infomil.nl). Er wordt, onder de WRO, op het ogenblijk ook een nieuwe Rijkscoördinatieregeling opgesteld voor de Staat, de provincies en de gemeenten. De bedoeling van deze regeling is het besluitvormingsproces inzake (veranderingen in) ruimtelijke ordening en de bijbehorende vergunningsprocedures efficiënter en sneller te maken. De bedoelde grotere efficiëntie betekent ook dat bij voorkeur één regeringsinstantie het bevoegd gezag wordt in het besluitvormingsproces. Ook bij deze regeling is nog niet duidelijk wie het bevoegd gezag wordt voor de activiteiten die eronder vallen. CO2-opslagprojecten zullen waarschijnlijk onder deze regeling gaan vallen, aangezien dit grote energieprojecten van nationaal belang zijn die moeten worden ingepast in de ruimtelijke ordering. Het is daarom niet zeker welke regeringsinstantie in de toekomst het voornaamste bevoegd gezag wordt voor CO2-opslagprojecten. Naar verwachting zal op 1 juli 2008 de nieuwe Wet op de Ruimtelijke Ordening, die nu wordt opgesteld, van kracht worden (www.vrom.nl). Samenvattend Uit het overzicht van de regelgeving en de bijbehorende paragraaf over vergunningen kan worden geconcludeerd dat de fundamentele aspecten van CO2-opslag reeds onder de MW en Wm vallen. Het is bovendien duidelijk welke vergunningen zijn vereist voor CO2-opslag en ook redelijk duidelijk op welke grondslag een vergunning wordt verleend.

26

Bron: VROM document ‘Beleidsverkenning duurzaam gebruik ondergrond’

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 55 -

1 juli 2007

4.3

Bespreking van de voornaamste knelpunten in de regelgeving

4.3.1

Knelpunten in de regelgeving voor CO2-opslag In deze paragraaf worden de voornaamste onduidelijkheden in de regelgeving voor CO2-opslag genoemd en besproken. Suggesties voor eventuele oplossingen worden gegeven in de daaropvolgende paragrafen. De voornaamste onduidelijkheden zijn: 1. Wordt CO2 beschouwd als afval of krijgt het een andere classificatie? En als het als afval wordt beschouwd, wordt het dan geclassificeerd als gevaarlijk of niet-gevaarlijk afval? Wat zijn de wettelijke consequenties van die classificatie? 2. Dient er een MER uitgevoerd te worden voor CO2-opslag (de injectie van CO2 in de ondergrond)? 3. Wie draagt de verantwoordelijkheid voor het CO2 en het opslag reservoir? Zowel op korte als op lange termijn? En indien de aansprakelijkheid moet worden overgedragen, wanneer moet dat dan gebeuren en op grond van welke criteria? 4. Welke overheid is verantwoordelijk ('bevoegd gezag') voor het nemen van de beslissing of CO2 al dan niet mag worden opgeslagen op een bepaalde locatie (Provincie of Staat), in het licht van de ruimtelijke ordening en de Strategische Milieueffectrapportage? Is het mogelijk parallellen te trekken tussen het wettelijk kader voor de ondergrondse opslag van aardgas en de opslag van CO2 (Lemstra, 2006)? Beide activiteiten kunnen wellicht onder hetzelfde wettelijk kader komen te vallen. De voornaamste verschillen tussen de ondergrondse opslag van aardgas en de opslag van CO2 zijn: ten eerste wordt CO2 misschien beschouwd als afvalproduct, in tegenstelling tot aardgas (zie ook de discussie in paragraaf 4.3.2). Ten tweede wordt CO2 opgeslagen met de intentie klimaatverandering tegen te gaan, en is daarom bedoeld als permanent of althans voor de zeer lange termijn, terwijl aardgas slechts tijdelijk wordt opgeslagen. Daaruit vloeien verschillen voort in verantwoordelijkheid op lange termijn. Bovendien moeten we, bij het opstellen van de regelgeving voor CO2opslag, rekening houden met de juridische consequenties van de verschillen in eigenschappen van deze stoffen. Enkele van deze verschillen worden verder uitgewerkt in de volgende paragrafen.

4.3.2

Is CO2 een afvalproduct of niet? De classificatie van een stof is belangrijk bij het bepalen welke weten regelgeving van toepassing is. Ten eerste moet worden vastgesteld of CO2 volgens de huidige Nederlandse regelgeving wordt beschouwd als afval. En als het wordt beschouwd als afval, is het ook relevant om te bepalen of CO2, inclusief de mogelijke verontreinigingen die meekomen in de CO2-stroom, als gevaarlijk of niet-gevaarlijk moeten worden beschouwd. Voor de Europese Unie wordt de belangrijkste aanwijzing gegeven in de Kaderrichtlijn afvalstoffen27. Hierin wordt afval gedefinieerd als: ‘elke stof of voorwerp, genoemd in Bijlage 1, waarvan de houder zich ontdoet, voornemens is zich te ontdoen of moet ontdoen’28. In Bijlage 1 van de Kaderrichtlijn afvalstoffen, worden zestien Categorieën afval opgenoemd. De definitie van Categorie 16 is zo geformuleerd dat vrijwel alle 27 28

75/442/EEC16 zoals geamendeerd krachtens 91/156/EEC17 en 91/692/EC18 Kaderrichtlijn afvalstoffen, artikel 3 lid a

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 56 -

1 juli 2007

stoffen, materialen of producten zouden kunnen worden aangemerkt als afval. Hierop worden in Bijlage 2 een aantal uitzonderingen vermeld, waaronder ook de uitstoot van afvalgassen naar de atmosfeer. Deze uitzondering is wellicht niet van toepassing op CO2-afvang en -opslag, aangezien het de bedoeling is dat de opslaginrichtingen ervoor zorgen dat er geen afvalgas (CO2) wordt geloosd in de atmosfeer. De CRUST Legal Task Force concludeerde in 2003 dat ‘CO2 kan worden geclassificeerd als afval in het kader van ondergrondse opslag’ (CRUST wettelijke aspecten, 2003). Dit komt overeen met een recente tekst in de ‘Wijziging LAP’ (2006), waarin staat: ‘Als CO2 wordt opgeslagen in de diepe ondergrond en dan dus niet meer in de atmosfeer wordt geloosd, is sprake van het opbergen van afvalstoffen’. Dit amendement van het LAP is in november 2006 aangeboden aan de Europese Commissie door het Min. EZ. In de ‘Staatscourant’ van 4 april 2007 stond dat het amendement door de EC geaccepteerd was. Het nieuwe LAP is in mei 2007 van kracht geworden compleet met amendement. In het amendement staat duidelijk dat CO2 geclassificeerd wordt als afvalstof als het wordt opgeslagen in de ondergrond in plaats van in de atmosfeer geloosd. Derhalve zou het LAP over het algemeen van toepassing zijn op de opslag van CO2. Ondergrondse opslag van CO2 wordt echter niet met name genoemd in het LAP, aangezien de beleidsmakers bij het opstellen van dit LAP geen rekening hebben gehouden met deze mogelijkheid. Sommige regelingen, zoals de terugwinbaarheidseis, zijn gebaseerd op de opslag van radioactief en zeer giftig afval en zijn daarom niet automatisch van toepassing op CO2-opslag. De wijze waarop de regelingen nu zijn geschreven, maakt ze niet zondermeer van toepassing zijn op CO2-opslag. Het Min. EZ en het Min. VROM erkennen de leemte in deze regeling als het gaat om CO2-opslag; en hebben daarom een uitzondering gemaakt voor deze activiteit. De noodzakelijke voorwaarden voor CO2-opslag moeten worden onderzocht voordat er een LAP kan worden opgesteld dat van toepassing is op CO2-opslag. De vereisten voor CO2-opslag in het LAP zullen onder andere worden gebaseerd op toekomstige proefprojecten en experimenten. Dientengevolge zal het LAP niet gelden voor deze eerste proefprojecten. Naar verwachting zal het hele proces een paar jaar in beslag nemen, afhankelijk van het verloop van de CCS proefprojecten. Er bestaat geen internationale commissie die uniforme voorwaarden voor CO2-opslag gaat opstellen. De wijzigingen worden slechts ter kennisneming aan de andere lidstaten meegedeeld. Gevaarlijke en niet gevaarlijke afvalstoffen Er bestaan geen aanwijzingen dat onder de EU regelgeving, zuivere CO2 zal worden geclassificeerd als gevaarlijke afvalstof, aangezien CO2 niet wordt genoemd in de lijst van gevaarlijke stoffen in de Gevaarlijke Afvalstoffen Richtlijn (91/689/EEC). Deze richtlijn noemt een aantal processen waarbij gevaarlijke afvalstoffen vrijkomen en stoffen die in een bepaalde concentratie worden getypeerd als een gevaarlijke afvalstof. Ook in de Wm staat geen speciale classificatie van CO2. Het is echter waarschijnlijk dat er ook andere stoffen aanwezig zullen zijn in de CO2-stroom, die wel als gevaarlijk kunnen worden geclassificeerd. Derhalve moet rekening worden gehouden met alle mogelijke verontreinigingen bij het besluiten of de CO2-stroom al dan niet moet worden aangemerkt als gevaarlijk, zodat kan worden besloten welke regelgeving geldt.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 57 -

1 juli 2007

Samenvattend In de bestaande Nederlandse weten regelgeving, wordt CO2 beschouwd als afvalstof. Deze classificatie heeft een aantal consequenties; ten eerste betekent het dat volgens de huidige weten regelgeving, de Provincies het bevoegd gezag zijn als het CO2 oorspronkelijk van buiten het mijnbouwwerk komt en het Min. EZ het bevoegde gezag als het CO2 oorspronkelijk van binnen het mijnbouwwerk afkomstig is. Ten tweede, houdt de classificatie ook in dat het besluit-MER verwijst naar CO2-opslag, aangezien de MER-plicht gekoppeld is aan de afvalstofclassificatie. Bovendien, betekent dit dat het LAP van toepassing is. In het LAP worden echter geen specifieke voorwaarden voor CO2-opslag gesteld. De vereisten voor CO2-opslag zullen worden ontwikkeld op grond van ervaringen opgedaan met de eerste CO2-opslag proefprojecten in Nederland. Naar verwachting wordt in de komende jaren begonnen met deze proefprojecten. Het LAP zal niet gelden voor deze eerste proefprojecten. Het is vooralsnog onduidelijk of CO2 en mogelijke verontreinigingen in de CO2-stroom in de regelgeving zullen worden beschouwd als gevaarlijke of als niet-gevaarlijke afvalstoffen, maar het lijkt waarschijnlijk dat CO2 een niet-gevaarlijke afvalstof is en als zodanig zal worden behandeld in toekomstige regelgeving. Voor verontreinigingen in de CO2-stroom zullen overigens ook eisen moeten worden opgesteld, op een zodanige wijze dat de gehele stroom als niet-gevaarlijk kan worden beschouwd in de weten regelgeving.

4.3.3

Is er een MER vereist voor CO2-opslag? Op het ogenblik vermeldt het Besluit MER niet expliciet iets over CO2-opslag. Er wordt echter wel expliciet verwezen naar de opslag van afvalstoffen. Er staat in dat een MER moet worden gemaakt voor de opslag van afvalstoffen, zowel van gevaarlijke29 als van niet-gevaarlijke30. Op die basis is de classificatie van CO2 als al dan niet een afvalstof, de belangrijkste factor bij het bepalen of er al dan niet een MER moet worden gemaakt. Echter, ook als er helemaal geen afvalstoffen worden opgeslagen, kan er, om andere redenen, nog steeds een MER moeten worden gemaakt. De beslissing of CO2 een gevaarlijke of een niet-gevaarlijke afvalstof is, is niet beslissend voor de MER plicht. Alleen bij kleine hoeveelheden niet-gevaarlijke afvalstoffen is er geen MER vereist. Er bestaat een MER plicht voor de activiteiten en besluiten genoemd als Categorie C in het Besluit MER. De opslag van gevaarlijke en niet-gevaarlijke afvalstoffen in de diepe ondergrond valt onder activiteiten van de Categorie C. Volgens de internationale regelgeving moet een MER worden gemaakt voor gevaarlijke afvalstoffen, doch niet voor niet-gevaarlijke afvalstoffen. Als een activiteit niet op de lijst van activiteiten van de Categorie C staat, kan nog steeds de verplichting bestaan een MER te maken als het Provinciale31 bevoegde gezag dit besluit. Het Besluit MER is gebaseerd op EU Richtlijn 97/11/EG over milieueffectrapportages en de Wm. Hoofdstuk 7 van de Wm (die gaat over de MER) is in dit geval ook van toepassing.

29 30 31

Besluit MER, Bijlage, Deel C, Tabel nummer 18.2 Besluit MER, Bijlage, Deel C, Tabel nummer18.5 In de provinciale milieuverordeningen, artikel 7.6 van de Wm

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 58 -

1 juli 2007

Waar een ‘kritieke waarde’ is gedefinieerd, moet een MER worden gemaakt als de schaal van de geplande activiteit die kritieke waarde te boven gaat. Een kritieke waarde voor de opslag van afvalstoffen is de ontwerpcapaciteit van de inrichting ‘bedoeld voor het plaatsen van niet-gevaarlijke afvalstoffen, afgezien van baggerspecie, in de diepe ondergrond‘ (Besluit MER, 1994). De kritieke waarde voor een dergelijke inrichting is gesteld op 500.000 m3. Als de geplande inrichting groter is wordt een MER verplicht. Voor activiteiten van de Categorie D moet worden beoordeeld of er een MER-plicht bestaat. Het bevoegd gezag besluit of er een MER moet worden gemaakt op grond van specificaties, locatie, samenhang met andere activiteiten en specifieke milieuaspecten die verband houden met de activiteit. Een activiteit van de Categorie D die verband zouden kunnen houden met de opslag van CO2 is bijvoorbeeld het boren van putten32 (met uitzondering van putten ten behoeve van onderzoek naar bodemstabiliteit, archeologisch onderzoek, of de opsporing en winning van olie, aardgas of zout). Een ander voorbeeld is de ondergrondse opslag van aardgas33 in geval van bedoelde inrichtingen met een opslagcapaciteit van meer dan 1 miljoen m3. Er bestaat een MERplicht in geval van oprichting, wijziging of uitbreiding van een diep boorgat (in dit geval de aanleg van een ondergrondse opslaginrichting met gebruikmaking van een bestaande mijnbouwinrichting). Bovendien bestaat er een MER-plicht, voor een verandering of uitbreiding van een inrichting voor de opslag van gevaarlijke en nietgevaarlijke afvalstoffen34. Tenslotte, moet er een MER worden gemaakt voor elke mijnbouwactiviteit die plaats zal vinden in een gebied dat deel uitmaakt van de Ecologische Hoofdstructuur in Nederland. Indien een project milieugevolgen heeft voor een buurland, moet in de MER speciale aandacht worden besteed aan grensoverschrijdende effecten. Er bestaan internationale afspraken binnen het Verdrag inzake milieueffect rapportage in grensoverschrijdend verband (=Espoo-verdrag) van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties (=Unece) Espoo-treaty (zie paragraaf 4.5.2). De verplichtingen van dit verdrag zijn opgenomen in artikel 7 van de EU Richtlijn 97/11. Samenvattend In het Besluit MER wordt niet expliciet verwezen naar de ondergrondse opslag van CO2. Maar omdat CO2 in de huidige weten regelgeving wordt beschouwd als afvalstof, bestaat er een MER plicht voor CO2-opslag volgens de definitie in het Besluit MER 1994. Voor niet-gevaarlijke afvalstoffen geldt de MER plicht als de capaciteit van de bedoelde inrichting groter is dan 500,000 m3. Het wordt als verstandig beschouwd ook een MER te maken voor (althans de eerste) CO2-opslag projecten, aangezien het hier om een tamelijk nieuwe activiteit gaat. Bovendien kan een MER voor de Provincies een geschikt instrument zijn bij het bepalen van de milieueffecten van het opslaan van CO2 in ondergrondse reservoirs. Deze opinie houdt rekening met de lopende discussie over CO2-opslag en de vereiste adequate communicatie.

4.3.4

Aansprakelijkheid op lange termijn Bij het bespreken wie de langetermijn verantwoordelijkheid draagt voor het opgeslagen CO2, is het noodzakelijk onderscheid te maken tussen de verschillende fases die een CO2-opslaginrichting doormaakt en ook de relevante tijdschalen waarmee rekening 32 33 34

Besluit MER, Bijlage, Deel D, Tabel nummer 17.2 Besluit MER, Bijlage, Deel D, Tabel nummer 25.3 Besluit MER, Bijlage, Deel D, Tabel nummer 18.3

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 59 -

1 juli 2007

dient te worden gehouden. De fases en activiteiten die kunnen worden onderscheiden bij CO2-opslag staan in de tabel hieronder. De voorbereidende fase duurt slechts enkele jaren, en de operationele fase/ opslagfase kan enkele tientallen jaren of langer duren, maar de eindfase duurt naar verwachting vele eeuwen of langer. Fase Voorbereidende fase

Opslagfase

Eindfase

Activiteiten Locatiekeuze & Ontwerp en

Uittesten

Operationele fase, Afsluitingsactiviteit Overdracht van de Na de CO2-injectie

concessies en

aanleg van de

van de

vergunningen

inrichting

inrichting

afsluiting

en (permanent

wettelijke

verlaten)

aansprakelijkheid

Monitoren

Eigendom versus aansprakelijkheid In the MW35 staat dat de Staat de eigenaar is van de delfstoffen die zich in de diepe ondergrond bevinden. Een exploitant krijgt een tijdelijke vergunning voor de mijnbouwwerken, die noodzakelijk zijn om de delfstoffen uit de bodem te halen. Vanaf het ogenblik dat de grondstoffen uit de aarde zijn verwijderd, is de vergunninghouder eigenaar van de gewonnen stoffen. Wat betreft de tijdelijke opslag van aardgas is de Staat (tijdelijk) eigenaar van het opgeslagen gas, maar het eigendom keert weer terug bij de exploitant, als die het aardgas weer uit de opslaginrichting terughaalt. Er bestaan verschillende inzichten, wie de eigenaar is van de ondergrond. Sommige juridische experts denken dat het ‘res nullius’ beginsel van toepassing is. Dit betekent dat de ondergrond (met uitzondering van de delfstoffen) van niemand is. Als CO2 zou worden aangemerkt als delfstof, berust het eigendom bij de Staat, aangezien het dan gaat om een delfstof die opgeslagen ligt in de ondergrond. CO2 is echter geen delfstof; in de algemene bepalingen van de MW36 staat dat het niet de bedoeling is opgeslagen stoffen als delfstoffen aan te merken. Afhankelijk van de interpretatie, is ofwel de Staat of niemand eigenaar van het opgeslagen CO2. Het is echter ook de vraag, of de eigendomsvraag wel beantwoord hoeft te worden om te bepalen wie verantwoordelijk is voor de activiteiten die in de ondergrond plaatsvinden. Op het ogenblik staat in de Mijnbouwwet, het Mijnbouwbesluit en de Mijnbouwregeling dat de exploitant verantwoordelijk is voor het nemen van maatregelen teneinde gevaarlijke gebeurtenissen te voorkomen, zowel voor als tijdens de operationele levensduur van het reservoir en ook nog enige tijd na het permanent verlaten van het reservoir. Aangezien niet duidelijk is bij wie het eigendom van CO2-opslaglocaties berust, is het ook onduidelijk wie verantwoordelijk is voor gevaarlijke gebeurtenissen na het permanent verlaten. In deze studie achten we de discussie over aansprakelijkheid belangrijker dan de discussie over eigendomsaspecten.

35 36

Mijnbouwwet artikel 3 Tweede Kamer vergaderjaar 1998-1999, hoofdstuk 12

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 60 -

1 juli 2007

De deelnemers van de workshop van experts op 12 maart 200737 waren het in ruime meerderheid eens dat het redelijk is en de voorkeur verdient, dat op een gegeven moment na het afsluiten van de opslaglocatie, de verantwoordelijkheid door de exploitant aan een overheidsinstantie wordt overgedragen. Een exploitant kan niet ten eeuwigen dagen verantwoordelijk blijven voor eventuele gevaarlijke gebeurtenissen. We hebben gezien dat in de Nederlandse weten regelgeving de langetermijn aansprakelijkheid niet is geregeld en dat het wellicht noodzakelijk is dat de verantwoordelijkheid voor een CO2-opslaginrichting wordt overgedragen. Deze onduidelijkheden moeten worden opgehelderd voordat bedrijven zich bereid zullen verklaren het initiatief te nemen tot het opzetten van een proefproject. Dit onderwerp wordt ook als probleem gezien door het IEA-CSLF, International Energy Agency, Carbon Sequestration Leadership Forum38. Zij zeggen dat ‘de noodzaak bestaat ervoor te zorgen dat het bestaande kader van regelgeving, afspraken en regeringsbeleid alle aansprakelijkheidsaspecten dekt die zouden kunnen voortkomen uit enig uniek aspect van CCS projecten, zowel tijdens de operationele fase als tijdens de fase na het afsluiten en permanent verlaten' (IEA-CSLF, 2006). Om de realisatie van CO2-opslagprojecten te vereenvoudigen moet worden besloten bij wie, na de overdracht, het bevoegd gezag komt te berusten. Bovendien moeten criteria worden opgesteld om te bepalen wanneer een dergelijke overdracht plaats dient te vinden. Die criteria zouden kunnen afhangen van het bestaan van een stabiele situatie, zoals kan blijken uit bepaalde indicatoren en metingen, of wellicht - maar minder waarschijnlijk - bestaan uit een vooraf bepaalde termijn na het permanent verlaten. Er zullen financiële afspraken moeten worden gemaakt om de kosten te dekken van het bestrijden van eventuele gevaarlijke gebeurtenissen en de kosten van meet- en monitoractiviteiten. Parallellen met bekende processen Er bestaat een duidelijke parallel met het buiten gebruik stellen van olie-, gas- en mijnbouwlocaties, het langetermijn beheer van opslaglocaties van gevaarlijke afvalstoffen en hoogradioactieve afvalstoffen, en met het saneren van bodemverontreiniging, aangezien het in al deze gevallen de bedoeling is dat een stof voor onbepaalde tijd wordt opgeslagen. Omdat in bovengenoemde situaties dezelfde uitgangspunten gelden, kunnen ze wellicht model staan voor de manier waarop de aansprakelijkheid na afsluiting wordt geregeld (IEA-CSLF, 2006). Er wordt vaak een fonds opgericht voor ‘nazorg activiteiten’ zoals monitoren. In het geval van CO2-opslag dient dit nog te worden geregeld in weten regelgeving. Hierbij moet worden aangetekend dat in feite slechts de aansprakelijkheid voor een beperkt restrisico wordt overgedragen. De MW tracht de mogelijkheid te beperken dat er zich een gevaarlijke gebeurtenis voordoet, zowel tijdens als lang na de operationele levensduur van een reservoir, door te eisen dat er bij het begin van een project passende voorzorgsmaatregelen worden ontwikkeld en genomen. Niettemin blijft er altijd een zeker risico bestaan, omdat de kans dat een gevaarlijke gebeurtenis zich voordoet nooit helemaal kan worden uitgesloten.

37 38

Bijlage hoofdstuk 15 bevat een lijst van de deelnemers aan deze workshop van experts Internationaal Energie Agentschap, koolstofsequestratie leiderschapsforum

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 61 -

1 juli 2007

Samenvattend In de Nederlandse weten regelgeving staat niet duidelijk bij wie het eigendom van het CO2 berust als die eenmaal ondergronds is opgeslagen. Bovendien geeft de Nederlandse weten regelgeving niet expliciet aan bij wie het bevoegd gezag zal berusten nadat, enige tijd na het permanent verlaten van de opslaglocatie, de aansprakelijkheid is overgedragen. Bovendien is het onzeker of en wanneer de aansprakelijkheid door de exploitant aan de overheid moet worden overgedragen en op grond van welke criteria overdacht kan plaatsvinden. Tenslotte zijn er in de Nederlandse weten regelgeving (nog) geen financiële afspraken vastgelegd aangaande 'nazorg activiteiten'. Naar verwachting zullen exploitanten meer zekerheid eisen over deze zaken voordat ze daadwerkelijk het initiatief voor projecten zullen nemen. 4.3.5

Overheden en ruimtelijke ordening De ondergrond kan op diverse manieren worden gebruikt: bijvoorbeeld voor de tijdelijke opslag van aardgas en water, het onttrekken van aardwarmte en de (permanente) opslag van CO2. Op het ogenblik berust de verantwoordelijkheid voor bepaalde activiteiten in de ondergrond bij een aantal organisaties, maar er bestaat geen speciale regeringsinstantie die duidelijk de regie voert39. Teneinde de diverse mogelijkheden voor het gebruik van de ondergrond te beoordelen, is het noodzakelijk dat men zich bewust is van de mogelijke gevolgen van deze activiteiten op het milieu en de leefomgeving. Bovendien is duidelijkheid gewenst welke (overheids-)instantie richting kan geven aan ruimtelijke ordeningsplannen en, tenslotte, is duidelijkheid gewenst welke (overheids)instantie in de toekomst het laatste woord heeft in het besluit of er wel of geen CO2 mag worden opgeslagen op een bepaalde locatie. Zoals eerder beschreven is er op het ogenblik in Nederland, in het kader van de nieuwe WABO (Wet Algemene Bepalingen Omgevingsrecht), een discussie gaande welke instantie het bevoegd gezag krijgt voor de OV (omgevingsvergunning). Ook over de Rijkscoördinatieregeling, die gaat gelden voor projecten van landsbelang, die moeten worden ingepast in streek- en bestemmingsplannen, is een dergelijk discussie gaande. Het is waarschijnlijk efficiënter en eenvoudiger als één overheidsinstantie het bevoegd gezag krijgt; het blijft echter de vraag of sturing door een Rijksoverheidsinstantie de beste keus is. Aangezien de opslag van CO2 van landsbelang (eigenlijk wereldwijd belang) is, zou men kunnen stellen dat dit het beste kan worden geregeld vanuit de landelijke politiek. De Provincies, daarentegen, geven er de voorkeur aan het bevoegd gezag te behouden over de opslag van afvalstoffen die afkomstig zijn van buiten een mijnbouwwerk, aangezien zij de eventuele 'lasten' van de bijbehorende beslissingen dragen. Regionale overwegingen spelen een belangrijke rol bij de beslissing welke locaties geschikt zijn voor CO2-opslag. Men zou dus ook kunnen stellen dat het logisch is dat de verantwoordelijkheid bij de Provincies blijft berusten. Voor bedrijven is het belangrijk dat er duidelijkheid komt. Bedrijven hebben vaak een goede verstandhouding met plaatselijke overheden, die meer betrokken zijn bij plaatselijke initiatieven dan de landsregering. Er moet ook een stabiel en duidelijk beleidsplan komen hoe een CCS project wettelijk mogelijk wordt gemaakt, zodat 39

bron: VROM ‘Beleidsverkenning duurzaam gebruik ondergrond’

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 62 -

1 juli 2007

continuïteit van beleid verzekerd is. Een dergelijk plan moet in elk geval worden ontwikkeld op landelijk niveau, maar ook op provinciaal niveau als wordt besloten dat het bevoegd gezag bij de Provincies blijft berusten.

4.4

Mogelijke scenario's In deze paragraaf beschrijven we mogelijke scenario's om de discussiepunten ten aanzien van regelgeving, welke genoemd zijn in de voorgaande paragraaf, op te lossen. Deze scenario's zijn bedoeld om richting te geven aan het debat, welke wordt gevoerd om te komen tot duidelijke en complete weten regelgeving voor CO2-oplagprojecten en de activiteiten die nodig zijn om daartoe te komen. Let wel: deze scenario's moeten worden gezien als suggesties en niet als kant-en-klare oplossingen.

4.4.1

Classificatie van CO2 in verband met de MER Beoordelingsplicht Zoals gezegd, of CO2 als afvalstof of als niet-afvalstof wordt beschouwd beheerst de discussie over het wettelijk kader dat hier van toepassing is. Derhalve is nog niet duidelijk of het, onder de huidige regelgeving, vereist is een MER te maken voor CO2opslag. Hoewel CO2 duidelijk als afvalstof wordt beschouwd volgens de Nederlandse regelgeving, is nog niet duidelijk welk standpunt de internationale (Europese) beleidsmakers zullen innemen. Beide mogelijkheden zijn weergegeven in het diagram aan het eind van deze paragraaf. In Nederland is al enige tijd een debat gaande of CO2 al dan niet als afvalstof moet worden beschouwd. De deelnemers aan de expert workshop op 12 maart 2007 waren het er in meerderheid over eens dat deze discussie beter niet nog eens moet worden herhaald, maar dat het beter is voort te bouwen op de bestaande classificatie en bijbehorende regelgeving. Zoals gezegd, betekent dit dat het LAP moet worden aangepast door er vereisten voor CO2-opslag in op te nemen. Internationale beleidsmakers kiezen wellicht voor het maken van specifieke regelgeving voor de volledige CCS keten, inclusief afvang, transport en opslag van CO2. Er komt misschien een nieuwe EU Richtlijn over CCS, waardoor de EU lidstaten verplicht worden tot een uniforme CCS regelgeving. In feite houdt het classificeren van CO2 als afvalstof volgens Brockett (persoonlijk commentaar, 2007) in dat de regelingen die van toepassing zijn op CO2-opslag over een groot aantal bestaande Richtlijnen verspreid zijn. De Europese Commissie zal daarom waarschijnlijk voorstellen de afvalstoffenclassificatie voor CO2 te herzien, op voorwaarde dat een aparte, losstaande Richtlijn kan worden opgesteld. Uit dit oogpunt gezien kan het een nadeel zijn als we nu kiezen voor de richting van de huidige Nederlandse regelgeving en dus voor de classificatie als afvalstof. Toch kiest deze studie voorlopig voor die richting, in het belang van duidelijkheid en continuïteit. Bovendien gaat er kostbare tijd verloren als we wachten op een passende EU regeling, waardoor de uitvoering van projecten kan worden vertraagd. Het gevolg van de huidige Nederlandse richtingkeuze is dat het bestaande LAP moet worden aangepast, zodat het van toepassing wordt op CO2-opslag. Eén van de aanpassingen houdt verband met de kwestie van de terugwinbaarheid van het opgeslagen CO2. Er valt iets voor te zeggen om uit voorzorg te eisen dat het CO2 dat nog niet chemisch gebonden is aan het reservoirgesteente of opgelost in water teruggehaald kan worden in geval dat nodig is, bijvoorbeeld om veiligheidsredenen. Terugwinbaarheid moet worden gezien als uiterste veiligheidsmaatregel. Anderzijds AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 63 -

1 juli 2007

wordt algemeen geaccepteerd dat CO2-opslag, met het doel klimaatverandering tegen te gaan, bedoeld is voor onbepaalde tijd. Vanuit dat standpunt gezien is het zinloos om terugwinbaarheid te eisen. Verder moet bij deze discussie in gedachten worden gehouden dat het, door simpelweg een nieuwe put te boren, technisch altijd mogelijk blijft de ongebonden en ongemineraliseerde CO2, terug te halen, zelfs nadat de injectieputten zijn verlaten. Daarom wordt aanbevolen de terugwinbaarheidseis niet op te nemen in het LAP voor CO2-opslag. In hoge concentraties kan CO2 dodelijk zijn, omdat het verstikking veroorzaakt. Bovendien kunnen de verontreinigingen, die in de CO2-stroom aanwezig zijn, mogelijkerwijs gevaarlijk zijn. In speciale weten regelgeving moeten eisen worden opgenomen aan de zuiverheid van de CO2-stroom. Deze eisen, en de criteria die van toepassing worden, moeten worden opgesteld in termen van effecten op de mens en de biosfeer in het algemeen en ook op de ondergrondse insluiting en afsluitende lagen. Er valt te denken aan: • •

Het vaststellen van maximale toegestane percentages voor bepaalde verontreinigingen in de CO2-stroom; Het vaststellen van een minimum percentage CO2 (onder andere om een efficiënt gebruik van opslagreservoirs te garanderen).

Bovengenoemde definities voor een acceptabel veilige samenstelling kunnen worden gebaseerd op: • •

de bron van het CO2 (de manier van afvangen en het type centrale die de CO2uitstoot veroorzaakt); bijvoorbeeld afkomstig van een centrale waar de best beschikbare technologie wordt toegepast; een locatiespecifieke grondslag, waarbij rekening wordt gehouden met de plaatselijke geologie en geochemie.

Aangezien het Min. VROM het bevoegd gezag is voor het LAP, lijkt het logisch dat dit ministerie ook het initiatief neemt voor het vaststellen van criteria die van toepassing zijn op CO2-opslag. Dit zou echter moeten gebeuren in nauwe samenwerking met de Provincies, aangezien deze op het ogenblik het bevoegd gezag zijn voor afvalstoffen die afkomstig zijn van buiten het mijnbouwwerk. We raden het Min. VROM aan de terugwinbaarheidscriteria als niet van toepassing te beschouwen voor CO2-opslag.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 64 -

1 juli 2007

CO2 stroom = afvalstof

NEE

JA

(huidige situatie in Nederland)

Actie: definieer voorwaarden die van toepassing zijn op CO2opslag • ……. • ……..

(voorkeur van sommige andere nationale en internationale groepen)

Gevolg: in principe is het LAP van toepassing. Maar omdat de voorwaarden voor CO2-opslag nog speciaal moeten worden vastgesteld is het LAP nog niet van toepassing (amendement LAP, 2006).

CO2 stroom = gevaarlijke afvalstof

JA

Gevolg 1: het LAP is niet van toepassing. Alleen de Mijnbouwwet is waarschijnlijk van toepassing. Gevolg 2: De activiteit is niet MER pichtig. Hoewel de gelijkenis met de opslag van aardgas er op wijst dat er een evaluatie nodig is.

NEE (consensus)

Gevolg: De activiteit is MER pichtig (zowel volgens de nationale als volgens de internationale regelgeving).

Gevolg: De activiteit is MER pichtig (in NL) als er 3 meer dan 500 000 m afvalstoffen worden opgeslagen.

Actie: bepaal acceptabele en veilige samenstelling op grond van: • Maximaal % verontreinigingen (en minimum CO2 %) • CO2 stroom gegenereerd door de best beschikbare technologie • Locale situatie opslagreservoir

Figuur 4.1 Overzicht van het afvalstoffendebat

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 65 -

1 juli 2007

4.4.2

Langetermijn verantwoordelijkheid Zoals eerder uiteengezet, wordt het als redelijk en wenselijk beschouwd dat, op een bepaald moment na het permanent verlaten van het reservoir, de exploitant de verantwoordelijkheid voor een opslaglocatie overdraagt. Vanwege de zeer lange tijdschaal waarmee we hier te maken hebben, is het essentieel dat de verantwoordelijkheid wordt overgedragen aan een instantie die langdurig blijft functioneren. Vanuit dit oogpunt is het waarschijnlijk het verstandigst als de verantwoordelijkheid wordt overgedragen aan een overheidsinstantie, zoals de Provincie of de Staat. De deelnemers aan de expert workshop op 12 maart 2007 hebben een voorlopige voorkeur aangegeven voor overdracht van de langetermijn verantwoordelijkheid aan de Staat. Deze overdracht zou pas plaats kunnen vinden, nadat de exploitant heeft bewezen dat het reservoir aan een aantal criteria voldoet, waaruit blijkt dat de situatie stabiel is. Deze criteria moeten nog worden vastgesteld. Een stap verder: het geniet waarschijnlijk de voorkeur de verantwoordelijkheid over te dragen aan de overheidsinstantie waardoor oorspronkelijk de voorwaarden van risicoevaluatie, preventie en beheersing (opslagplan) zijn geformuleerd. Dat is het Min. EZ, in dit geval de instantie met de meeste ervaring. Daarom wordt aanbevolen dat, een bepaalde tijd na het permanent verlaten van de locatie, de verantwoordelijkheid aan het Ministerie van Economische Zaken wordt overgedragen. Zoals in de voorgaande paragraaf vermeld, zijn de criteria voor de overdracht van verantwoordelijkheid nog niet vastgelegd in de Nederlandse weten regelgeving. Er zijn twee scenario's denkbaar; de eerste mogelijkheid is dat de verantwoordelijkheid wordt overgedragen als de exploitant heeft bewezen dat het reservoir stabiel is, waardoor er slechts een gering risico overblijft in termen van veiligheid en kosten. In dat geval dienen de criteria voor het beschrijven van de stabiliteit van een reservoir nader te worden gespecificeerd. De tweede mogelijkheid is dat de verantwoordelijkheid wordt overgedragen als een bepaalde, vooraf vastgestelde, termijn is verstreken. Dat is op het ogenblik de regeling bij aardgasopslag, waar de exploitant aansprakelijk blijft voor gevaarlijke gebeurtenissen veroorzaakt door bodembewegingen die zich voordoen tot maximaal 30 jaar na het permanent verlaten (Burgerlijk Wetboek). De termijn van 30 jaar is een maximum; de exploitant en de Staat kunnen gezamenlijk besluiten de aansprakelijkheid eerder over te dragen. Bij het opstellen van dit soort criteria is het ook belangrijk rekening te houden met internationale regelgeving. Op het ogenblik werkt de Europese Commissie aan criteria voor het bepalen van de risico's die verband houden met (CO2-)opslag. De bestaande criteria en procedures voor het accepteren van afvalstoffen op stortplaatsen, kunnen misschien ook een rol spelen (2003/33/EC) bij het opstellen van criteria voor het overdragen van verantwoordelijkheid. Tenslotte dienen (financiële) afspraken te worden gemaakt voor mogelijke nazorgactiviteiten, zoals monitoren. Op het ogenblik wordt, bij gelijksoortige projecten, normaliter de verantwoordelijkheid voor de organisatie voor de nazorg bij de exploitant gelegd, en wordt deze derhalve aansprakelijk voor het opslagreservoir. Er zou door de exploitant een fonds kunnen worden opgericht, waarin tijdens de operationele fase van de opslaglocatie wordt gestort. Aangezien de opslag van CO2, met de bedoeling om klimaatverandering tegen te gaan, een zaak van nationaal belang is, zou het redelijk zijn te veronderstellen dat de Staat ook op één of andere manier financieel bijdraagt. Dit kan

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 66 -

1 juli 2007

eventueel de langetermijn aspecten beïnvloeden. Dit aspect valt buiten het kader van deze studie. Zoals blijkt uit de bovenstaande discussie moeten in de nabije toekomst diverse zaken worden geregeld zodat alle relevante aspecten door regelgeving worden afgedekt. • • •

Bepalen wie verantwoordelijk is voor het reservoir nadat de verantwoordelijkheid door de exploitant is overgedragen, en dit in weten regelgeving opnemen. De criteria bepalen die gaan gelden voor het bepalen van het tijdstip waarop de verantwoordelijkheid wordt overgedragen, en dit in weten regelgeving opnemen. De noodzakelijke (financiële) afspraken maken voor nazorg activiteiten en dit in weten regelgeving opnemen.

In deze paragraaf zijn diverse suggesties en aanbevelingen gedaan over het regelen van de langetermijn verantwoordelijkheid. Het is nu aan de verantwoordelijke instanties om het initiatief te nemen voor bovengenoemde acties en de uitkomsten op te nemen in relevante weten regelgeving. De aangewezen instantie om actie te ondernemen in verband met de langetermijn aansprakelijkheid lijkt het Ministerie van Economische Zaken, aangezien die het bevoegd gezag is voor de MW. Het Ministerie dient de Provincies wel in deze discussie te betrekken, want die zijn op het ogenblik het bevoegd gezag voor het verstrekken van een milieuvergunning voor CO2-opslag (als dit van buiten het mijnbouwwerk afkomstig is). Het Ministerie kan terzijde worden gestaan door Staatstoezicht op de Mijnen en door geologische kennisinstituten bij het ondernemen van de nodige acties. Hierbij dient te worden opgemerkt dat er haast geboden is bij de uitvoering van bovengenoemde acties om de realisatie van geologische opslag van CO2 in diepe ondergrond van Nederland mogelijk te maken. Zoals gezegd staan de voornaamste uitgangspunten al in de MW (en de Wm), maar het is onwaarschijnlijk dat bedrijven zelfs maar het initiatief voor proefprojecten durven te nemen zolang de langetermijn verantwoordelijkheid niet wettelijk is vastgelegd. Waarschijnlijk kan uit proefprojecten lering worden getrokken en die kennis kan dan worden gebruikt om criteria te formuleren voor bijvoorbeeld de langetermijn verantwoordelijkheid. Dit zal echter tijd kosten en intussen bestaat er onzekerheid door leemten in de regelgeving. Bovendien is vooral duidelijkheid gewenst voor de eerste proefprojecten, omdat dit ook demonstratieprojecten moeten worden waarmee aan het grote publiek kan worden getoond dat CO2-opslag een veilige manier is om CO2 uitstoot te verminderen. Daarom zouden wellicht tijdelijke maatregelen kunnen worden bedacht, die alleen van toepassing zijn op een dergelijk proefproject, waardoor bedrijven worden aangemoedigd het initiatief hiervoor te nemen. Dit kan in het landsbelang zijn omdat het helpt klimaatverandering tegen te gaan. De nodige wijzigingen in weten regelgeving kunnen dan later worden ingevoerd, waarbij de ervaring opgedaan in de proefprojecten goed van pas komt.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 67 -

1 juli 2007

De rol van de Staat Tenslotte dient te worden opgemerkt dat CO2-opslag niet simpelweg kan worden gezien als een commerciële activiteit, in ieder geval als het CO2 niet wordt gebruikt voor verbeterde gas- of oliewinning. De Staat neemt vaak deel in dergelijke projecten die duidelijk in het algemeen belang zijn. Daarom lijkt de aanname redelijk dat de regering dit algemeen belang in aanmerking neemt bij het aanpassen van de regelgeving op het gebied van aansprakelijkheidsaspecten, teneinde CCS projecten in Nederland mogelijk te maken. 4.4.3

Eén beslissende (staats-) regeringsinstantie Vanuit het oogpunt van duidelijkheid en eenvoud is het wenselijk als één enkele regeringsinstantie verantwoordelijk wordt voor alle activiteiten die verband houden met CO2-opslag. Dezelfde keuze, om alle regelgeving bij één ministerie onder te brengen (in dat geval Min. VROM), is destijds gemaakt voor pijpleidingen onder het vasteland. Anderzijds zijn bij CO2-opslag zowel nationale als regionale/plaatselijke beslissingen betrokken, en daarom blijft in alle gevallen samenwerking noodzakelijk, onafhankelijk van welke regeringsinstantie het laatste woord krijgt. In elk geval dient de Staat een langetermijn beleid te formuleren voor het gebruik van de ondergrond, inclusief CO2-opslag. Als vermindering van CO2-uitstoot in het belang is van heel het land, moeten landelijke doelstellingen worden opgesteld waaronder doelstellingen voor CO2-opslag. Voor zo'n langetermijnbeleidsnota moet ook met de Provincies worden overlegd over de mogelijkheden op hun grondgebied. Dit zal naar verwachting leiden tot een beter strategisch ruimtelijk plan, dat de steun heeft van zowel de Staat als de Provincies. En leidt daardoor tot een sneller besluitvormingsproces, en een garantie dat locaties die geschikt zijn voor CO2-opslag ook voor die bestemming worden gereserveerd. Men zou hier een parallel kunnen trekken met de manier waarop windmolenprojecten worden geregeld. Voor die projecten bestaan landelijke doelstellingen en alle Provincies moeten bijdragen aan het halen van die doelstellingen. De Provincies kunnen die doelstellingen ook zelf opnemen in hun streekplannen (waarvoor een plan-MER vereist is). Een dergelijke regeling zou wellicht ook geschikt zijn voor CO2-opslag projecten.

4.5

Nieuwe internationale ontwikkelingen en discussies

4.5.1

Overzicht van internationale weten regelgeving inzake CO2-opslag Deze paragraaf geeft een overzicht van de status en recente ontwikkelingen van de belangrijkste internationale weten regelgevingsaspecten die in de Europese Unie spelen op het gebied van CCS. Het internationaal recht, verdragen bijvoorbeeld, regelt de verhoudingen tussen naties, of de verhoudingen tussen personen of organisaties in verschillende naties. Diverse internationale rechtsbeginsels zijn in principe van toepassing op CO2-afvang en -opslag (CCS). In de eerste plaats beïnvloeden industriële activiteiten die CO2 voortbrengen grotere gebieden, dan onder de nationale jurisdictie vallen. Er bestaan verdragen die CO2-uitstoot specifiek proberen te regelen, zoals de Raamconventie klimaatverandering van de Verenigde Naties (UN Framework Convention on Climate Change), het Kyotoprotocol, en een aantal EU Richtlijnen, die de vermindering van de CO2-uitstoot en de verwijdering van CO2 uit de atmosfeer stimuleren, teneinde een gevaarlijke klimaatverandering te voorkomen en het effect van broeikasgassen op het milieu en de AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 68 -

1 juli 2007

leefomgeving te verminderen. In de tweede plaats kunnen de pogingen CO2 af te vangen, te transporteren en op te slaan mogelijk zelf milieuschade veroorzaken in gebieden die buiten de territoriale grenzen van de nationale jurisdictie vallen. Voorbeelden van dergelijke internationale overeenkomsten zijn: de Conventie van Londen, het Londen Protocol, de Conventie voor de bescherming van het zeemilieu van de Noordoost Atlantische Oceaan (OSPAR Conventie), het Espoo-verdrag (Verdrag inzake milieueffect rapportage in grensoverschrijdend verband) en het Kyoto-protocol. Ook op Europees niveau zijn ontwikkelingen gaande, er worden bijvoorbeeld bepalingen opgesteld voor de aanpassing van de Monitor en Rapportage Richtlijnen van de IPCC40, voor het opnemen van CCS in het Europese emissiehandelsstelsel41, en er worden beleids- en regelgevingkaders opgesteld die CCS mogelijk moeten maken. Vanaf 2008 mogen de EU lidstaten het emissiehandelsstelsel binnen het ETS uitbreiden naar activiteiten, installaties en broeikasgassen die niet in de lijst in Bijlage I van de Richtlijn staan. Het valt te verwachten dat de opslag van CO2 onder de nieuwe activiteiten komt te vallen, waarbij opslaglocaties zullen worden aangemerkt als een nieuwe categorie inrichtingen. Naast bepalingen die ervoor moeten zorgen dat CCS geldt als mogelijkheid voor emissiereductie, moet het CCS proces zelf voldoen aan weten regelgeving om het milieu van ecosystemen integraal te beschermen. In deze paragraaf beschrijven we de meest relevante ontwikkelingen in de internationale overeenkomsten wat betreft de toepassing van CCS die invloed zouden kunnen hebben op de Nederlandse weten regelgeving op het gebied van CO2-opslag onder het vasteland. 4.5.2

Grensoverschrijdende zaken in het ESPOO-verdag Het is een uitgangspunt van de internationale milieuwetgeving dat naties het soevereine recht hebben op het exploiteren van hun eigen grondstoffen, maar ook de verantwoordelijkheid ervoor te zorgen dat de activiteiten die onder hun jurisdictie of beheer vallen geen schade opleveren voor het milieu en de leefomgeving in andere naties of schade toebrengen aan gebieden die buiten de grenzen van hun nationale jurisdictie vallen42. Wat betreft grensoverschrijdende milieuschade zitten er aan dit principe twee kanten. Ten eerste is een Staat verantwoordelijk voor het nemen van maatregelen die het plaatsvinden van grensoverschrijdende milieuschade voorkómen. Ten tweede is een Staat verantwoordelijk voor het herstellen van schade indien en wanneer grensoverschrijdende milieuschade plaatsvindt. Talloze EU raamwetten weerspiegelen deze principes van het internationaal recht en passen deze toe op het gebied van luchtvervuiling, grondwatervervuiling, zeewatervervuiling, afvalverwerking, vervoer over land en over zee van gevaarlijke en niet-gevaarlijke stoffen en de bescherming van natuurlijke rijkdommen. ESPOO-verdag Eén van de internationale grensoverschrijdende conventies is het Verdrag inzake milieueffectrapportage in grensoverschrijdend verband (Espoo-verdrag)43. Daarmee zijn Partijen verplicht de milieueffecten van bepaalde activiteiten te boordelen in een vroeg stadium van de planning. Lidstaten hebben de algemene de plicht elkaar te informeren 40

International Panel on Climate Change = Intergouvernementeel klimaatpanel van de Verenigde Naties ETS = European Trading Scheme = emissiehandelsstelsel Sands, P., Principles van international environmental law, (2nd ed. 2003), p. 183, waarin genoemd Principe 21 van de Verklaring van Stockholm en Principe 2 van de Verklaring van Rio. Zie ook het voorwoord van de 1992 UN Framework Convention on Climate Change, waarin genoemd het handvest van de Verenigde Naties en de principes van het internationaal recht. 43 1991 Espoo-verdrag = Convention on Environmental Impact Assessment in a Transboundary Context. Van kracht sinds 1997 41 42

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 69 -

1 juli 2007

en te raadplegen over alle grote ‘voorgestelde activiteiten’, ervan uitgaand dat deze wellicht aanzienlijke nadelige gevolgen voor het milieu aan de andere kant van de grens kunnen hebben. De Espoo (MER) Conventie is gebaseerd op eerdere EU Richtlijnen (Sands: 814), die hieronder zijn weergegeven. ‘Voorgenomen activiteit’ is ‘een activiteit of ingrijpende wijziging in een activiteit die volgens een van toepassing zijnde nationale procedure onderworpen is aan een door een bevoegde autoriteit te nemen besluit’. ‘Effect’ is gedefinieerd als ‘ieder door een voorgenomen activiteit veroorzaakt gevolg voor de omgeving, met inbegrip van de gezondheid en veiligheid van de mens, de flora, de fauna, de bodem, de lucht, het water, het klimaat, het landschap en historische monumenten of andere fysieke structuren, of op de samenhang tussen deze aspecten. 'Milieueffectrapportage”: is gedefinieerd als: 'een nationale procedure voor het beoordelen van het effect dat een voorgenomen activiteit mogelijk heeft op het milieu'; De partijen nemen, afzonderlijk of gezamenlijk, alle passende en doeltreffende maatregelen ter voorkoming, beperking en beheersing van belangrijke nadelige grensoverschrijdende milieueffecten van voorgenomen activiteiten.’ (Art. 2.1). Elke partij neemt de nodige wettelijke, bestuurlijke of andere maatregelen ter uitvoering van de bepalingen van dit Verdrag; onder meer stelt zij ten aanzien van de in aanhangsel I genoemde voorgenomen activiteiten die mogelijk een belangrijk nadelig grensoverschrijdend effect hebben, Betrokken partijen bespreken, of een niet in bijlage I (art. 2.5) genoemde voorgenomen activiteit mogelijk een belangrijk nadelig grensoverschrijdend effect heeft en of zij derhalve moet worden behandeld alsof zij wel als zodanig wordt genoemd. Indien de partijen dit overeenkomen, wordt deze activiteit als zodanig behandeld. Algemene richtsnoeren voor het kiezen van criteria om te bepalen of er al dan niet sprake is van een belangrijk nadelig grensoverschrijdend effect, worden gegeven in bijlage III. Volgens de criteria zouden bovendien de effecten van grootschalige geologische CO2opslag op locaties die ofwel grensoverschrijdend zijn of nabij een landsgrens liggen door betrokken partijen moeten worden besproken. 4.5.3

IPCC Richtlijnen 2006 De richtlijnen die de IPCC in 2006 uitgaf zijn de meest recente stap op weg naar het opstellen van inventarisatie richtlijnen om de uitstoot van broeikasgassen per land te schatten. De richtlijnen kunnen ook van pas komen bij beperkter gedefinieerde schattingen per project, hoewel ze daarbij zorgvuldig moeten worden toegepast om te verzekeren dat de schatting uitsluitend slaat op de uitstoot en verwijderingen binnen de grenzen van het systeem. De nieuwe richtlijnen en broncategorieën zijn in april 2006 goedgekeurd en aangenomen door de plenaire vergadering van de IPCC in Mauritius. Het Hulporgaan voor wetenschappelijk en technologisch advies (=HOWTA)44, van de Raamconventie klimaatverandering van de Verenigde Naties45 heeft nog niet besproken of besloten hoe deze richtlijnen uit 2006 dienen te worden toegepast. De richtlijnen bevatten alleen aanwijzingen voor het schatten van de uitstoot tijdens transport, injectie en geologische opslag van CO2 (CCGS).

44 45

HOWTA= SBSTA, Subsidiary Body for Scientific and Technological Advice UNFCCC = United Nations Framework Convention on Climate Change

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 70 -

1 juli 2007

Er bestaan nog geen nationale of internationale normen voor de werking van geologische CO2-opslaglocaties en in veel landen wordt op het ogenblik relevante regelgeving opgesteld om de risico's van lekkage af te dekken. Volgens de richtlijnen is het demonstreren van mogelijke monitortechnologie een noodzakelijk onderdeel van deze ontwikkeling. Als eenmaal (een aantal) rijksdienst(en) is (zijn) aangewezen als toezichthouder op CO2-afvang en -opslag, kan de instantie die de uitstoot moet inventariseren daar uitstootinformatie verkrijgen. Bij gebrek aan een dergelijke dienst, zou de instantie die de uitstoot moet inventariseren de onderstaande methoden kunnen toepassen als correcte procedure. In de onderstaande methoden vallen het omschrijven van de locatie, het modelleren en evalueren van de risico's van eventuele lekkage en meetactiviteiten onder de verantwoordelijkheid van de projectleider en/of de rijksdienst die is aangewezen als toezichthouder op de afvang en opslag van CO2. De taken die de projectleider en/of deze rijksdienst behoort uit te voeren zijn: 1. Vermelden en beschrijven van alle geologische opslaginrichtingen die onder hun jurisdictie vallen. 2. Bepalen of er een adequate geologische locatiebeschrijving is gemaakt voor elke opslaglocatie. 3. Bepalen of de exploitant een risicoanalyse heeft gemaakt van mogelijke kansen op lekkage uit de opslaglocatie. 4. Bepalen of er voor elke locatie en adequaat meet- en monitorplan bestaat. 5. Verzamelen en controleren van gegevens over de jaarlijkse uitstoot van elke locatie. 4.5.4

Internationale weten regelgeving voor het buitengaatse gebied: Conventie van Londen, Londen Protocol en OSPAR De Conventie van Londen verbiedt het storten van industriële afvalstoffen. In april 2006 kwam de Conventie van London wetenschappelijke groep Intersessie Technische Werkgroep over CO2-Sequestratie46 bijeen om mogelijke wijzigingen op het protocol te bespreken, zodat de opslag van CO2 onder de zeebodem wel zou kunnen worden toegestaan. Volgens het amendement, uitgebracht na eerste bijeenkomst van de contractpartijen van het London Protocol (30 oktober - 3 november 2006), mogen CO2stromen eventueel alleen worden gestort in een geologische formatie onder de zeebodem, als die stromen bijna uitsluitend uit zuivere CO2 bestaan (er mogen incidenteel wel stoffen in voorkomen die afkomstig zijn van het bronmateriaal en van de toegepaste afvang en sequestratieprocessen); en er mogen geen afvalstoffen of andere materialen worden toegevoegd met het doel zich van die afvalstoffen of andere materialen te ontdoen. De wijzigingen van het Londen Protocol zullen vervolgens hoogstwaarschijnlijk leiden tot een herziening van de OSPAR Conventie, het equivalent van het Londen Protocol voor de Noordoost Atlantische Oceaan, waarin de Conventie van Oslo over het storten van afvalstoffen uit 1972, en de Conventie van Parijs over vervuiling van de zee door stoffen die afkomstig zijn van bronnen onder het vasteland uit 1974, beiden zijn opgenomen. De OSPAR Conventie reguleert het met opzet storten van verontreinigingen in het zeegebied van de Noordoost Atlantische Oceaan. De OSPAR Commissie heeft onlangs een rapport uitgebracht over het Plaatsen van CO2 in Onderzeese Geologische Structuren. De conclusie van het rapport luidt, dat er richtlijnen nodig zijn voor het evalueren van de geschiktheid van mogelijke opslaglocaties voor de langetermijn opslag van CO2. 46

London Convention Scientific Group (SG) Intersessional Technical Working Group on CO2 Sequestration

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 71 -

1 juli 2007

Aspecten, waarvan het belangrijk is dat deze goed omschreven worden, zijn: een nauwkeurige omschrijving van het reservoir, van de afdichtende laag/ insluitingmechanismen, en van de geologische stabiliteit en mogelijke lekkagepaden. Verdere conclusies van dit rapport zijn: • • • • •

veilige geologische opslag van CO2 is technisch mogelijk, mits de keuze, het beheer en het monitoren van locaties op passende wijze geschieden; er bestaan structuren in het zeegebied dat onder de OSPAR valt, waarin de meeste CO2-uitstoot uit grote puntbronnen in de EU landen eeuwenlang kan worden opgeslagen; de risico's van lekkage van het opgeslagen CO2 dienen te worden geanalyseerd tegen de achtergrond van de risico's die het zeemilieu loopt door een eventuele hogere concentratie CO2 in de atmosfeer; of een locatie geschikt is voor langetermijn opslag van CO2 houdt zowel verband met de bescherming van het zeemilieu als met het tegengaan van klimaatverandering; er bestaan passende technieken en methoden voor het monitoren en bewaken van de veiligheid van CO2-opslag. Deze dienen te worden toegepast op een manier die toegesneden is op een bepaalde locatie voor het monitoren van de CO2-opslag (inclusief de juiste injectiemethode), voor het ontdekken en oplossen van eventuele lekkage en voor het schatten van de uitstoothoeveelheid, zodat die gegevens kunnen worden opgenomen in de inventarisatie van broeikasgassen.

De OSPAR Conventie is bezig met het opstellen van richtlijnen of een kader voor het evalueren van de geschiktheid van mogelijke opslaglocaties voor langetermijn opslag van CO2. 4.5.5

Ontwikkeling van een beleidskader en een regelgevingkader door de Europese Commissie In de Mededeling van de Commissie, COM (2005)35 van 9 februari 2005: 'Naar de zege in de strijd tegen de wereldwijde klimaatverandering'47 staat duidelijk dat de Europese Commissie CCS als een belangrijke technologie beschouwt. CCS komt ook voor in het Groenboek van de Commissie, COP (2006)105 van 8 maart 2006: 'Een Europese strategie voor duurzame, concurrerende en continu geleverde energie'48. In het Groenboek wordt CCS genoemd als een mogelijkheid om energie op te wekken, waarbij de uitstoot bijna nul is. Deze technologie zou vooral van belang kunnen zijn voor landen, die ervoor kiezen kolen te blijven gebruiken als continu beschikbare en overvloedige bron van energie. Het Groenboek wijst er op dat, willen niet-overheidsorganisaties deze technologie gaan toepassen, er eerst bepaalde economische prikkels, juridische zekerheden en garanties voor de bescherming van het milieu zullen moeten komen. In juni 2006 heeft Werkgroep 3 van het Europese Programma inzake Klimaatverandering van de Europese Commissie de aanbeveling gedaan dat de Commissie in de loop van 2007 een Mededeling uitbrengt over CCS waarin de belangrijkste EU beleidskeuzes op gebied van CCS staan, vergezeld van een voorstel voor een EU CCS regelgevingskader. Het verdient aanbeveling dat een dergelijk beleidskader en regelgevingskader zo snel mogelijk tot stand komen.

47 48

COM (2005)35 : 'Winning the Battle Against Global Climate Change'. COP (2006)105: Green Paper 'A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy'

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 72 -

1 juli 2007

De werkgroep verzocht de Commissie de volgende zaken aan te pakken: 1. Locaties voor geologische opslag toe te staan, inclusief risicobeheer, locatiekeus, operationele fase, monitoren, rapportage, controle, afsluiting en de fase na afsluiting. 2. Aansprakelijkheid voor eventuele lekkage uit de opslaglocaties gedurende de operationele fase en na afsluiting. 3. Verduidelijken van de plaats van CCS in de EU weten regelgeving, vooral aangaande afvalstoffen en water, en passende wijzigingen voorstellen. 4. Opnemen van CCSprojecten als erkende mogelijkheid in het EU Emissiehandelsstelsel. 5. De noodzaak en mogelijkheden tot het aanmoedigen van CCS in een overgangsperiode. 6. De status van CCS projecten onder de regels en richtlijnen voor Rijkssubsidies. De werkgroep adviseert, dat het beleidskader en regelgevingkader voor CCS in de EU moet: • • •

•

Zorgen voor passende beheersing van de milieurisico's, die gepaard gaan met het hele CCS proces tot een aanvaardbaar niveau, op zowel korte als lange termijn. Duidelijkheid, samenhang en stabiliteit verschaffen zodat investeerders kunnen gaan investeren in CCS inrichtingen in alle EU landen op vergelijkbare voorwaarden qua regelgeving. Het gebruik van deze technologie op een passende wijze stimuleren, maar wel in verhouding tot de voordelen behaald door de werkelijke vermindering van broeikasgasuitstoot, zodat de ontwikkeling en toepassing van andere opties niet onnodig belemmerd wordt, vooral die op het gebied van energie-efficiëntie en duurzame energie. De aansprakelijkheidsaspecten aanpakken, vooral de verantwoordelijkheid voor sanering na eventuele lekkage uit de opslaglocatie op korte of lange termijn.

Verdere aanbevelingen waren: •

•

De Commissie moet tussentijdse richtlijnen opstellen over de plaats van CCS in bestaande weten regelgeving, waaronder het Emissiehandelsstelsel; de plaats van CCS in de regelgeving over afvalstoffen en water verduidelijken, en wijzigingen voorstellen als bepaalde voorwaarden onnodige belemmeringen zouden veroorzaken. De Commissie moet verder de mogelijke rol onderzoeken van bestaande EU instrumenten zoals de MER Richtlijn, de Water Kaderrichtlijn, en de Geïntegreerde Preventie en Bestrijding van Verontreinigingen Richtlijn (IPPC).

Op het ogenblik is de Commissie bezig met het opstellen van beleidskader en een regelgevingkaderrichtlijn, die in een later stadium moet worden opgenomen in de nationale wetgeving van de lidstaten.

4.6

CO2-opslag - een internationale visie op regelgeving Het geplande gebruik van geologische formaties voor de opslag van het CO2-overschot verschilt aanmerkelijk van de eerdere toepassing van injectie in het kader van olieen gaswinning voor de verkoop op de wereldmarkt. Dit verschil heeft geleid tot enige parallellopende activiteiten op het gebied van regelgeving die noodzakelijk is om AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 73 -

1 juli 2007

CO2-opslag mogelijk te maken. Deze paragraaf bevat informatie over de huidige situatie van weten regelgeving inzake CO2-opslag in verschillende werelddelen. 4.6.1

Toereikendheid van bestaande weten regelgeving In veel rechtsgebieden bestaat regelgeving die de opsporing en winning van olie en gas regelt, evenals de injectie in de ondergrond van vloeistoffen, waaronder CO2. Regulerende evaluaties door het Internationaal Energieagentschap (IEA) geven aan dat, over het algemeen, het bestaande regelgevingskader voor andere bedrijfstakken (mijnbouw, olie en gas) kan worden aangepast voor de afvangen opslagfases van het CCS-proces tot en met de injectiefase. Men acht verdere studie en onderzoek nodig op het gebied van langetermijn monitoren, het eigendomsrecht en planning voor saneringsmaatregelen na eventuele nadelige bijeffecten. Behalve technologische en kostenaspecten moeten ook de gezondheids-, veiligheids- en milieu- en wettelijke aspecten afdoende worden onderzocht, teneinde zich te verzekeren van de steun van het grote publiek. De regelgevingsituatie in de Verenigde Staten lijkt wel erg extreem. Ondanks het feit dat er een aantal proefprojecten lopen, zijn er nog geen besluiten over regelgeving genomen. De regering heeft klaarblijkelijk het standpunt ingenomen dat de Environmental Protection Agency (EPA), het federale agentschap dat belast is met de bescherming van de volksgezondheid en van het milieu, niet gemachtigd is regelgeving inzake CO2 op te stellen en zelfs als dat wel het geval was, heeft de regering besloten dit niet bij de wet te regelen. Hiertegen hebben een aantal staten met succes bezwaar aangetekend bij het Hooggerechtshof49. In de praktijk worden CO2-kwesties die verband houden met proefprojecten, geacht onder de grondwaterbeschermingswetgeving te vallen en hiervoor bestaat een ontwerprichtlijn.

49

Supreme Court

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 74 -

1 juli 2007

Tabel 4.2 Stenhouse et al.: Rol van risicoanalyse in het regelgevingkader inzake geologische opslag van CO2. Antwoorden van regelgevers en uitvoerders. Technisch rapport MSCI-2512v1 Land

Bestaande relevante wetten

Opmerking

Australië

Combinatie van olieen gas-, milieu- en

Verschillende weten regelgeving is van

veiligheidswetgeving

toepassing op verschillende aspecten van CO2opslag. CCS projecten van geval tot geval toegestaan tot er CCS wetgeving beschikbaar is

Canada

CO2 EOR en Zuurgasinjectie

Specifiek kader 2008+

Saskatchewan

CO2 EOR en Zuurgasverwijdering

Geen specifieke regelgeving voor CCS. Bezig

Alberta

Regelgeving bestaat voor kleinschalige projecten

met wetgeving die in 2008 klaar moet zijn.

Brits Columbia

Milieueffectrapportage

Frankrijk

Mijnbouwwet, Waterwet, althans voor proefprojecten Wetten alleen van toepassing op pure CO2.

Duitsland

Mijnbouwwet

‘Open’ datum voor wetgeving

Japan

Geen

Wetgeving komt mogelijk pas in 2011-2016

Nederland

Mijnbouwwet, Milieueffectrapportage

Langetermijn aspecten nog niet geregeld

Noorwegen

Petroleum Wet (CO2-injectie), Milieubeschermingwet Grotendeels geregeld in petroleum wetgeving (emissies)

Groot Brittannië

Verenigde Staten

Regelt alleen CO2 EOR (Petroleum Wet,

Geen datum vastgesteld voor specifieke CCS

Vervuilingbeheersing Wet etc.)

wetgeving

Grondwaterbeschermingswet; Schone Lucht Wet50;

Evalueren de gevolgen van

Ondergrondse Injectie Gezag (UIC)51

aanpassen/veranderen van UIC

Aan regelgevers en -uitvoerders in diverse landen is om informatie gevraagd over de huidige stand van zaken in hun land en het bestaan van speciale weten regelgeving. In een ontwerprapport voor het Internationaal Energieagentschap over broeikasgas van augustus 2006 /1/ staan een aantal tabellen, waarvan er hieronder één is afgedrukt. In deze tabel staan de antwoorden van de ondervraagde autoriteiten over bestaande wetten en regels die van toepassing zijn op CO2-sequestratieprojecten, en bovendien hun commentaar daarbij. Het lijkt duidelijk dat over het algemeen de wetgeving voor de olieen gasindustrie het meest toepasselijk wordt geacht, en ook dat in diverse gevallen de noodzaak voor aanpassing en zelfs voor nieuwe wetgeving wordt erkend. 4.6.2

Langetermijn verantwoordelijkheid Bij olieen gasprojecten keert het eigendomsrecht normaliter terug bij de Staat. Zodra de exploitant eventuele verplichte maatregelen voor permanente verlating heeft uitgevoerd in het grotendeels leeg-geproduceerde veld. Dit zal mogelijkerwijs niet van toepassing worden geacht op een, op lange termijn, mogelijk gevaarlijke situatie in een volle CO2-opslaglocatie. Hoewel regeringsambtenaren in, bijvoorbeeld, Canada 50 51

Clean Air Act Underground Injection Control (UIC)

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 75 -

1 juli 2007

verwachten dat een exploitant ook op de lange termijn verantwoordelijk blijft, is ook daar niets op schrift vastgelegd waarin wordt aangegeven hoe dit moet worden geregeld. Alleen in Australië bestaat een ontwerpregeling die specifiek over dit onderwerp gaat. Het is de 'Ontwerprichtlijn voor een Regelgevingkader inzake Kooldioxide Geosequestratie'52 opgesteld door het Federale Departement van Industrie, Toerisme en Grondstoffen53, waarin staat: ‘De verantwoordelijkheid en daaruit voortvloeiende aansprakelijkheid blijven bij de initiatiefnemer van het project, totdat de desbetreffende regering met grote zekerheid ervan is overtuigd dat: • Doelstellingen van bestemmingsplannen die bestonden ten tijde van de goedkeuring van het project worden behaald; het overgebleven risico's van eventuele lekkage en aansprakelijkheid aanvaardbaar laag zijn; en • De lopende kosten die verband houden met de locatie aanvaardbaar laag zijn of anders op passende wijze beheersbaar zijn (bijvoorbeeld door financiële garanties, instrumenten en trust fondsen) Na de afsluiting zal de primaire verantwoordelijkheid bij de Staat liggen, hoewel er nog een restaansprakelijkheid overblijft voor de initiatiefnemer. Omvang en inhoud van de restaansprakelijkheid moeten voor zover mogelijk tevoren worden geregeld, al wordt erkend dat de verantwoordelijkheid afhankelijk is van de specifieke omstandigheden van een bepaald geval. Deze aansprakelijkheid moet, van geval tot geval, met de initiatiefnemer worden onderhandeld en bepaald. Het kan eventueel noodzakelijk zijn te regelen dat er een zekere mate van restaansprakelijkheid blijft berusten bij de initiatiefnemer, bijvoorbeeld door middel van doorlopende garanties, verzekeringen of trust fondsen.’

4.7

Conclusies CO2-opslag kan een belangrijke rol spelen in het verminderen van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. De huidige Nederlandse weten regelgeving inzake CCS (CO2-afvang en -opslag) is echter op bepaalde punten onduidelijk. Enkele bestaande wetten en regelingen moeten wellicht worden aangepast, voordat CO2-opslagprojecten op grote schaal kunnen worden toegepast. In dit hoofdstuk hebben we getracht de leemten in de Nederlandse weten regelgeving te ontdekken en een aantal aanbevelingen te doen die het realiseren van CO2-opslag kunnen vergemakkelijken. Behalve het Nederlandse wettelijk kader hebben we ook de huidige internationale en Europese weten regelgeving inzake CO2-opslag doorgelicht. In de inleiding hebben we een aantal vragen gesteld; over het 'bevoegd gezag', over de classificatie van CO2 (als afvalstof of niet) en de bijbehorende wettelijke gevolgen en over MER-plicht. In het algemeen kunnen we vaststellen dat er, ondanks het feit dat de basisprincipes voor CO2-opslag al in de bestaande weten regelgeving verankerd zijn, en dat redelijk duidelijk is welke vergunningen voor CO2-opslag vereist zijn en op welke gronden die worden verleend, er toch een aantal aanpassingen nodig zijn, voordat iemand het initiatief zal durven nemen voor een CO2-opslag(proef)project. Ook in internationaal verband is duidelijk dat vooral de wetgeving inzake de olieen gas- en mijnbouwindustrie van toepassing is. Men erkent echter ook dat er op bepaalde gebieden aanpassingen noodzakelijk zijn. De voornaamste onduidelijkheden in de Nederlandse Mijnbouwwet, zijn op het ogenblik de kwesties van de langetermijn aansprakelijkheid en het afsluiten en permanent verlaten van een opslaglocatie. Aan wie en wanneer de aansprakelijkheid kan worden overgedragen is onzeker, en op grond van 52 53

‘Draft Guiding Regulatory Framework for Carbon Dioxide Geosequestration Federal Department of Industry, Tourism and Resources

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 76 -

1 juli 2007

welke criteria. Tenslotte is er in de wetgeving financieel niets geregeld voor nazorgactiviteiten. Naar verwachting zullen initiatiefnemers en exploitanten wachten tot er meer duidelijkheid bestaat, voor zij bereid zijn te beginnen met de realisatie van (proef)projecten in Nederland. We bevelen aan de langetermijn verantwoordelijkheid over te dragen aan de Staat, zodra de exploitant heeft aangetoond dat het reservoir voldoet aan bepaalde criteria, waaruit blijkt dat de situatie stabiel is. Dit soort criteria moeten snel worden opgesteld en vastgelegd, waarbij ook internationale weten regelgeving in aanmerking moet worden genomen. Bovendien wordt in de huidige Nederlandse weten regelgeving CO2 gedefinieerd als afvalstof. Dit betekent dat over het algemeen het LAP van toepassing is en dat het bevoegd gezag bij de provincies berust. Maar in het LAP zijn nog geen voorwaarden voor CO2-opslag vastgelegd. Deze moeten spoedig door het Min. VROM, samen met de Provincies, en met gebruikmaking van ervaringen opgedaan in proefprojecten, worden opgesteld. Daarom kan het LAP niet van toepassing zijn op de eerste proefprojecten. Let wel: het lijkt er op dat er internationaal voor een andere richting wordt gekozen, waarbij CO2 niet als afvalstof wordt aangemerkt, maar een aparte richtlijn inzake CCS wordt opgesteld. Het zou erg onpraktisch en ingewikkeld worden als zowel de nationale als de EU documenten van kracht worden. Dit moet worden voorkomen. Het lijkt waarschijnlijk dat CO2 zal worden aangemerkt als niet-gevaarlijke afvalstof in toekomstige weten regelgeving. In dit licht moet echter de totale CO2-stroom worden bekeken, en daarin kunnen bepaalde verontreinigingen voorkomen, die gevaarlijk zijn voor mensen en voor de insluitende lagen. Eén van de gevolgen van een classificatie van CO2 als afvalstof is het feit, dat er een milieueffectrapportage vereist is voor gevaarlijke afvalstoffen, zowel in de Nederlandse als in internationale weten regelgeving. In de Nederlandse weten regelgeving is een milieueffectrapportage bovendien ook vereist voor niet-gevaarlijke afvalstoffen als de hoeveelheid een bepaalde grenswaarde overschrijdt. Het verdient dan ook de voorkeur een milieueffectrapportage verplicht te stellen voor CO2-opslagprojecten, vooral voor de eerste projecten. Bovendien hebben de Provincies anders helemaal geen instrument beschikbaar om de milieueffecten van dergelijke activiteiten te beoordelen. Tenslotte worden deze gedachten des te meer aangewakkerd door de brede maatschappelijke discussie rond CO2-opslag en de noodzaak van een goede communicatie hierover. Als het maken van een MER verplicht wordt gesteld voor CO2-opslag, betekent dit ook dat er eerst een plan-MER moet worden gemaakt op strategisch niveau. Bij de Nederlandse deskundigen die aanwezig waren bij de vergadering van experts in maart 2007, leek een voorkeur te bestaan voort te bouwen op bestaande weten regelgeving. Er is echter, in het kader van een aantal nieuwe regelingen, een debat gaande bij welke instantie het bevoegd gezag moet komen te berusten. Met andere woorden, of de provincies het bevoegd gezag moeten behouden of dat alle wettelijke aspecten beter bij het Min. EZ zouden kunnen worden ondergebracht. Het zou in het voordeel van CCS projecten werken als er een consequent beleid en een duidelijke weten regelgeving wordt ontwikkeld. We bevelen aan om, in samenwerking met de Provincies, een nationaal strategisch beleidsstandpunt te formuleren inzake het gebruik van de ondergrond. Daarbij blijven de Provincies verantwoordelijk voor de beslissing hoe en waar deze projecten gerealiseerd gaan worden, in samenwerking met bedrijven die het initiatief willen nemen. Op internationaal vlak is men zich er ook van bewust dat er zo spoedig mogelijk een EU beleidskader en regelgevingskader inzake CCS moet worden opgesteld. Er bestaan AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 77 -

1 juli 2007

bijvoorbeeld op het ogenblik geen nationale of internationale normen voor de werking van geologische CO2-opslaglocaties. Veel landen zijn bezig de noodzakelijke weten regelgeving op het gebied van lekkage te ontwikkelen. We hebben in dit hoofdstuk aanbevelingen gedaan voor een methodologie inclusief een nauwkeurige locatiebeschrijving, het modelleren en beoordelen van de risico's op eventuele lekkage en meet- en monitoractiviteiten, maar die zijn nog niet officieel geldig. Waarschijnlijk zal de Commissie een nieuwe Richtlijn opstellen die dan in een later stadium moet worden opgenomen in de nationale wetten van de lidstaten. CCS moet ook worden genoemd in grensoverschrijdende weten regelgeving aangezien de plannen, die worden ontwikkeld om CO2 af te vangen, te transporten en op te slaan, ook kunnen leiden tot milieuschade in gebieden die buiten de territoriale grenzen liggen of buiten de nationale jurisdictie vallen. Er bestaan al talloze wettelijke EU kaders die deze internationale rechtsprincipes toepassen op het gebied van luchtvervuiling, grondwatervervuiling, zeewatervervuiling, afvalverwerking, landen zeetransport van gevaarlijke en niet-gevaarlijke stoffen, en de bescherming van grondstoffen. Enkele hiervan zijn beschreven in de voorgaande paragrafen. Er is ook al internationale wetgeving opgesteld inzake buitengaatse CO2-opslag. De OSPAR Conventie werkt bijvoorbeeld aan het opstellen van richtlijnen of een raamwerk voor het evalueren van mogelijke opslaglocaties voor de langetermijn opslag van CO2. Dit hoofdstuk geeft duidelijk aan dat er inderdaad enkele leemten bestaan in de huidige nationale en internationale regelgeving, die dienen te worden uitgezocht en ingevuld zodat CO2-opslagprojecten eenvoudiger gerealiseerd kunnen worden. Beleidsmakers in Nederland, die de nodige actie willen gaan ondernemen, wordt aangeraden ook met de internationale ontwikkelingen rekening te houden.

4.8

Aspecten die in hoofdstuk 4 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 4 van een MER Hoofdstuk 4 kan worden gebruikt om de wetten en vergunningen, regelingen en beleid te beschrijven. Meestal worden de verschillende niveaus van de relevante overheden genoemd. Verder een beschrijving van beleid inzake algemene aspecten zoals energie en ruimtelijke ordening. Meer specifiek beleid inzake water, ecologie of archeologie wordt vaak besproken in het hoofdstuk over de milieueffecten van dit project. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 4 Hoofdstuk 4 moet een volledig up-to-date overzicht zijn voor een specifiek CO2opslagproject. Aangezien de regelgeving ingewikkeld is en nog gedeeltelijk ondoorzichtig, kan een MER wellicht refereren naar deze discussie in de AMESCO studie met als toevoeging eventuele intussen gesloten overeenkomsten. Speciale aandacht moet worden besteed aan: • • • • • • •

Een overzicht van de algemene regelgeving (zoals hiervoor gegeven). Het specifieke beleid van de desbetreffende provincie. Specifieke voorwaarden uit relevant nationaal en provinciaal beleid. De verschillende rollen en verantwoordelijkheden van de overheden, zoals de rol van de provincie, het Min. VROM en het Min. EZ (het coördinerend 'bevoegd gezag'). Moet CO2 terugwinbaar zijn? Wie is verantwoordelijk zijn voor de langetermijn opslag? Hoe wordt een permanent verlaten reservoir behandeld?

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 78 -

1 juli 2007

5

MILIEUEFFECTEN: ALGEMENE BESCHRIJVING

5.1

Inleiding In hoofdstuk 3 is het ontwerp en de werking van een CO2-opslagsysteem beschreven. Zo'n systeem is zodanig ontworpen dat de milieueffecten minimaal zijn. Elk CO2-injectieen -opslagsysteem zal echter onvermijdelijk enige invloed hebben op de omgeving. In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van verschillende mogelijke milieueffecten die in een typische MER moeten worden bekeken. De mogelijke gevolgen van een CO2injectie- en -opslagsysteem wordt voor elk milieueffect beschreven. Bij het bepalen van de mogelijke effecten van een CO2-injectie en -opslagsysteem maken we een onderscheid tussen: • •

Effecten die verwacht kunnen worden bij het normaal functioneren Effecten die kunnen optreden bij het niet goed functioneren van het injectieen opslagsysteem (waarbij vooral aan lekkage van CO2 wordt gedacht)

Beide soorten effecten dienen in een MER te worden beschreven. De beschrijvingen van de effecten bij een normale werking van het systeem houden verband met geplande activiteiten. Ze kunnen worden voorspeld op grond van ervaringen opgedaan met gelijksoortige projecten, zoals bijvoorbeeld water- of gasinjectie. Wat betreft de effecten die kunnen optreden bij een eventuele verstoring van het systeem, ligt de situatie anders. Eerst moet worden bepaald welke verstoringen mogelijk zouden kunnen voorkomen en dan moeten voor elke soort storing de mogelijke gevolgen worden beschreven. In dit hoofdstuk worden eerst de projectfases, die in hoofdstuk 3 zijn genoemd, nader beschreven. Vervolgens geven we in paragraaf 5.3 een beschrijving van de ondergrondse risico's bij een normale werking van het systeem. Paragraaf 5.4 beschrijft mogelijke gevolgen aan de oppervlakte, voor de biosfeer. Paragraaf 5.5 beschrijft mogelijke storingen in het systeem die zich zowel ondergronds als aan de oppervlakte zouden kunnen voordoen. Paragraaf 5.6 geeft een overzicht van de mogelijke gevolgen van de deze storingen. Figuur 5.1 geeft dit schematisch weer. In hoofdstuk 6 wordt bovendien bekeken hoe gevoelig de biosfeer eventueel zou zijn voor de mogelijke gevolgen die in hoofdstuk 5 worden beschreven. Hoofdstuk 7 geeft vervolgens een meer kwantitatieve benadering van mogelijke gevolgen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 79 -

1 juli 2007

Figuur 5.1 Overzicht van relevante gevolgen voor het milieu en het onderwerp van deze studie

5.2

Projectfases van CO2-opslag

5.2.1

Opslag als onderdeel van CCS CO2-opslag is alleen mogelijk in combinatie met een CO2-afvang en -transport systeem. Men zou daarom kunnen stellen dat, om de milieueffecten te beschrijven, het totale (CCS) proces moet worden bekeken. Dit zou een totaalbeeld geven van de CO2-opslag optie. Men verwacht echter dat er in de toekomst, als er eenmaal een netwerk van pijpleidingen wordt gebruikt om het CO2 van de verschillende afvanglocaties te vervoeren naar verschillende opslaglocaties, geen direct verband meer zal bestaan tussen afvang en opslag van CO2. In dat geval is het niet noodzakelijk een MER te maken voor het totale systeem, maar alleen voor de aparte onderdelen. Voor een CO2-opslagproject is het belangrijk de begrenzing van het MER te vast te stellen. Binnen AMESCO gebruiken we hiervoor de oppervlakte van de voorgestelde injectielocatie. Het CO2 wordt, via een pijpleiding, van buiten het gebied naar binnen de locatie vervoerd. Soms staat op de injectielocatie een injectie compressor waarin de gasdruk wordt opgevoerd tot de druk die benodigd is voor injectie. En natuurlijk is er op de injectielocatie een put aanwezig, hetzij een reeds bestaande put, hetzij een speciaal voor dit doel geboorde put. In de projectbeschrijving dient rekening te worden gehouden met eventueel aanwezige, permanent verlaten putten, die doorlopen tot in het reservoir dat gaat worden gebruikt voor CO2-opslag, ook al zullen deze putten niet worden gebruikt.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 80 -

1 juli 2007

5.2.2

Stadia van een CO2-opslagproject De fases van een opslagproject, zoals ze deze studie gebruikt worden: Fase Voorbereidende fase

Opslagfase

Eindfase

Activiteiten Locatiekeuze &

Ontwerp en

Uittesten van Operationele fase, Afsluitings-

concessies en

aanleg van

de inrichting

vergunningen

de inrichting

CO2-injectie

Overdracht van

Na de

activiteiten

de wettelijke

afsluiting

(permanent

aansprakelijk-

verlaten)

heid

Monitoren

5.3

Mogelijke ondergrondse risico's van CO2-opslag, bij een normale werking Als het CO2 volgens het ontwerpplan wordt opgeslagen, is het effect op de ondergrond beperkt. Het eindresultaat is een met CO2 gevuld reservoir, waarin de gasdruk lager is of gelijk is aan de oorspronkelijke druk toen het reservoir nog met aardgas gevuld was. Daarom wordt verwacht dat het drukeffect beperkt zal zijn. Het geïnjecteerde CO2 verschilt echter in samenstelling van het oorspronkelijke gas. Het is daarom mogelijk dat er chemische reacties in het reservoir plaatsvinden. Er is slechts beperkte kennis beschikbaar over mogelijke reacties van CO2 (inclusief de mogelijke aanwezige verontreinigingen) met het omringende reservoirgesteente en mogelijk nog aanwezige andere gassen. Tot nu toe zijn er geen aanwijzingen dat er grootschalige chemische reacties zullen optreden die een significante invloed op het reservoir hebben. Er zijn twee mogelijke risico's geïdentificeerd en deze dienen geëvalueerd te worden • •

Gedurende de CO2-injectie kunnen mogelijkerwijs lichte aardschokken optreden. Gedurende de CO2-injectie kunnen de gesteenten in en om het reservoir vervormen.

Er bestaat reeds ervaring met de injectie van productiewater in Borgsweer en Schoonebeek / Dalen en met de tijdelijke opslag van aardgas in Norg. Ook bij het MER voor deze projecten is aandacht besteed aan mogelijke lichte aardschokken en de mogelijkheid van bodemopheffing veroorzaakt door de toegenomen druk in het reservoir. Het is belangrijk deze eventuele effecten te bestuderen. Het is echter duidelijk dat deze aspecten bij een m.e.r.-procedure bij het locatiekeuzeproces behoren. Verdringing van zout water in de buurt van het reservoir Hoewel het CO2 zal worden geïnjecteerd in een (zo goed als) leeg reservoir, kan de opbouw van druk in het reservoir misschien toch beweging in een eronder gelegen waterreservoir veroorzaken. Als het injectiereservoir te vol wordt, kan er verplaatsing van zout water optreden. Of het reservoir te vol wordt, kan door metingen worden vastgesteld en daarmee kan deze situatie worden vermeden.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 81 -

1 juli 2007

5.4

Mogelijke effecten van CO2-opslag, bij een normale werking van het systeem

5.4.1

Vergelijkbare projecten Projecten om CO2 op te slaan in ondergrondse gasreservoirs onder het vasteland zijn iets nieuws in Nederland. Derhalve zijn eventuele gevolgen en de beoordeling van dergelijke gevolgen ook nieuw. Sommige gevolgen kunnen echter wel redelijk nauwkeurig worden voorspeld op grond van vergelijkbare opslagprojecten. Er bestaan reeds waterinjectieprojecten voor de injectie van productiewater in reservoirs in Groningen en Drenthe en in het westen van Nederland. Deze projecten zijn ontworpen om water op te slaan zonder de bedoeling het water weer terug te halen. Dit doel is identiek aan dat van CO2-opslag. De NAM heeft ook gasinjectieprojecten lopen, maar daarbij wordt het gas slechts voor een betrekkelijk korte tijd opgeslagen, om te dienen als reservevoorraad bij een plotselinge grote vraag naar gas.

5.4.2

Bovengrond Geen gebruikelijke aanlegeffecten We veronderstellen dat de opslaglocatie voorheen in gebruik is geweest voor gaswinning. Het zal derhalve niet nodig zijn een aantal gebruikelijke milieueffecten in de aanlegfase nog eens nader te bekijken. We verwachten geen effect van: • • • •

Bewegingen (transport) van grond. Wegstromen van grondwater of een vermindering van de hoeveelheid neerslag die in de ondergrond inzijgt (infiltreert). Archeologische vondsten. Geomorfologie.

Wat betreft landschappelijke aspecten, kan worden verwacht dat de aanblik van de bovengrondse installatie voor CO2-opslag niet erg verschilt van die van installaties voor gaswinning. Mogelijke bodem- en watervervuiling Een zekere mate van bodem- of watervervuiling kan plaatsvinden tijdens de aanlegfase (door de putreparatie ('workover') of misschien de compressor), tijdens de CO2injectiefase (vooral tijdens onderhoudswerkzaamheden) en bij het permanent afsluiten van de injectieput. Bodembeweging – vooraf berekende opheffing Tijdens de CO2-injectiefase kan opheffing van de bodem plaatsvinden veroorzaakt door vormverandering van het reservoir. Deze opheffing is tegengesteld aan de bodemdaling die plaatsvond tijdens de gaswinning. Dit effect kan vooraf worden berekend en is vergelijkbaar met het effect van waterinjectie in reservoirs, zoals reeds plaatsvindt in velden in Drenthe and Groningen. Licht aardschokken Lichte aardschokken zouden misschien kunnen plaatsvinden als gevolg van een veranderd spanningsveld tijdens de injectiefase. Dit effect kan ook worden voorspeld met methoden die beschikbaar zijn voor de normale operationele fase van olieen

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 82 -

1 juli 2007

gaswinning. Deze methoden worden ook routinematig gebruikt bij het opstellen van de gebruikelijke ‘winningsplannen’ en ‘opslagplannen’. 5.4.3

Woon- en leefomgeving Tijdens de aanlegfase, de injectiefase en het permanent verlaten, kan er enig geluid hoorbaar zijn (bijvoorbeeld van een injectiecompressor). Ook kan het project meer verkeer en afval met zich meebrengen. Dit kan een effect op de ecologie hebben, bijvoorbeeld verstoring van vogels en andere dieren. CO2-injectie zal binnen een gesloten systeem plaatsvinden, zonder uitstoot naar de atmosfeer. Injectie lijkt goed mogelijk zonder significante geur- of lichteffecten. Veiligheidsaspecten zullen grotendeels verband houden met mogelijke effecten van een eventuele verstoring in het systeem. In de volgende paragraaf worden mogelijke verstoringen besproken. Voor de installaties aan de oppervlakte kan een Kwantitatieve Risicoanalyse (Quantitative Risk Assessment = QRA) worden berekend, zoals ook gebeurt bij waterinjectieprojecten. Al deze effecten zijn te voorspellen op grond van ervaring opgedaan in vele andere projecten. Een belangrijk onderdeel van een MER is vervolgens het berekenen van de energiebalans. Het opslaan van CO2 kost, bij het injecteren, ook energie. Ook het materiaalgebruik heeft een energiecomponent. Het is belangrijk de benodigde energie uit te rekenen en deze om te rekenen naar extra CO2. Zo verkrijgt men de CO2-balans voor de injectielocatie. Natuurlijk is de eigenlijke injectie slechts een deel van de activiteiten. Voor het totale CCS systeem moet ook rekening worden gehouden met de afvang en het transport van de CO2. Tabel 5.1 geeft een overzicht van mogelijke milieueffecten in verband met CO2-injectie en -opslag. Tabel 5.1 Normale operationele activiteiten Aanleg

Injectie

Permanent

Bodem

1

0

1

Water

1

0

1

Ecologie

1

1 (geluid)

1

Archeologie

0

0

0

Geomorfologie en landshap

0

0

0

Geluid

1

1

1

verlaten

Verkeer en vervoer

1

0

1

Geur / uitstoot

0

0

0

Licht

0

0

0

Veiligheid

0

1

0

Afval

1

0

1

Bodembeweging

0

1

0

Lichte aardschokken

0

1

0

Energiegebruik

1

1

1

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 83 -

1 juli 2007

Uitleg Tabel 5.1 0 = geen effect verwacht in verband met CO2-opslag. 1 = mogelijk effect verwacht in verband met CO2-opslag, maar effectbeoordeling bekend van andere activiteiten 2 = mogelijk effect verwacht in verband met CO2-opslag, maar geen of weinig eerdere directe ervaring

5.5

Mogelijke verstoringen in verband met CO2-opslag Bij de beoordeling van de milieueffecten van CO2-opslag zien we een aantal mogelijke oorzaken van verstoringen: •

•

Storingen aan installaties aan de oppervlakte • Het pijpleidingstelsel (aanleg, onderhoud). • De compressor (tijdens de aanleg en in werking). • De put (mogelijkerwijs tijdens het boren, het onderhoud en de afsluiting). Storingen ondergronds • Verlies van insluiting (weglekken).

Deze aspecten moeten in elke MER worden behandeld. De beoordeling van de milieueffecten van sommige bovengenoemde bronnen is echter niets nieuws, want die zijn standaard onderdeel van andere olieen gasprojecten. Uiteraard moet er wel rekening met deze aspecten worden gehouden en moeten ze worden onderzocht, maar in het kader van de AMESCO studie richten we onze aandacht vooral op de nieuwe aspecten die specifiek zijn voor de ondergrondse opslag van CO2. 5.5.1

Storingen aan installaties aan de oppervlakte De volgende verstoringen kunnen mogelijk voorkomen bij installaties aan de oppervlakte: • •

5.5.2

Lekkage in het pijpleidingstelsel of in de compressor. Dit soort verstoringen komt niet alleen bij CO2-opslag voor. In een MER moet er een Kwantitatieve Risicoanalyse voor worden gemaakt. Tijdens de aanleg en het permanent verlaten is de kans op verstoringen vergelijkbaar met die van bestaande andere systemen.

Storingen ondergronds Storingen ondergronds houden vooral verband met verlies van insluiting, met name ongewenste lekkage uit het reservoir naar de biosfeer. De gevaren van CO2 voor de biosfeer worden uitputtend beschreven in hoofdstuk 6, en in hoofdstuk 7 worden mogelijke lekkage mechanismen, en het effect ervan op de biosfeer, behandeld.

5.6

Mogelijke gevolgen van verstoringen van het systeem, in verband met CO2opslag

5.6.1

Gevolgen van verstoringen aan de oppervlakte Spuiter (Blow out) Een spuiter (= ongecontroleerde uitstroom van vloeistof of gas uit het boorgat) kan ontstaan tijdens het boren van elke put, dus ook bij putten voor CO2-injectie. De kans op een spuiter kan worden berekend. Overigens worden bij alle booroperaties standaard voorzorgsmaatregelen en herstelmaatregelen genomen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 84 -

1 juli 2007

Geluid Door een technische verstoring kan het geluidsniveau toenemen. Er bestaan standaardprocedures voor het berekenen en testen van het geluidsniveau bij een normale werking van het systeem. Verkeer en vervoer In geval van een verstoring kan er aan de oppervlakte tijdelijk meer transport plaatsvinden, maar zoals we hierboven opmerkten bij de behandeling van geluid, bestaan er standaardprocedures voor het opnemen van deze effecten in een MER. Geur Als het systeem normaal werkt, is er geen geur te verwachten. Alleen bij eventuele lekkage kan er een geur vrijkomen. CO2 ruikt niet erg sterk. Zoals we echter reeds opmerkten, kan het zijn dat er, tijdens of na de CO2-injectie, niet alleen CO2 vrijkomt maar ook andere gassen. Die gassen kunnen misschien sterk ruiken. Omdat dit een teken is dat er iets mis is, zal een dergelijke geur nooit erg langdurig optreden. Licht Evenmin als bij geluid en verkeer, zijn er geen specifieke lichteffecten te verwachten bij CO2-opslag zelfs als er een verstoring optreedt. Als er op de locatie aan de oppervlakte verlichting wordt gebruikt, gelden daarvoor dezelfde regels als voor de verlichting bij elke andere activiteit. Veiligheid Voor het injecteren van CO2 is een hoge druk nodig en daarom kan het injecteren zelf als veiligheidsrisico worden beschouwd, waarbij mogelijk verstoringen kunnen voorkomen. Dit is echter geen nieuw soort activiteit en hiervoor bestaan modellen en wetgeving. Afvalstoffen Er kunnen extra afvalstoffen vrijkomen als gevolg van de maatregelen die genomen worden na een verstoring. Energiegebruik Het is onwaarschijnlijk dat een verstoring leidt tot een hoger energiegebruik. 5.6.2

Gevolgen van een ondergrondse verstoring Als er zich lekkage van CO2 voordoet en het CO2 de biosfeer bereikt, zal dat zowel gevolgen hebben voor de gezondheid als voor het milieu. Dit effect hangt af van: • De hoeveelheid CO2, het stroomvolume. • De gevoeligheid van mensen en organismen voor CO2. • Bestaande natuurlijke CO2-concentraties en stroomvolumes. De hoeveelheid en de concentratie van CO2 worden besproken in hoofdstuk 7. De gevoeligheden en de bestaande concentraties worden behandeld in hoofdstuk 6. De gevolgen voor de gezondheid van mensen wordt in beide hoofdstukken uitgebreid behandeld. In deze paragraaf gaan we nader in op verschillende aspecten van een MER om te zien welke invloed een verstoring in het opslagsysteem kan hebben.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 85 -

1 juli 2007

5.7

Aspecten die in hoofdstuk 5 van een MER aan de orde dienen te komen Meestal worden eerst de verschillende alternatieven gepresenteerd, die vergeleken moeten worden in een MER. Vervolgens wordt er een overzicht van de gevolgen gegeven. Daarom moeten de conclusies van hoofdstuk 8 uit dit rapport eerst worden vermeld, voordat er conclusies uit hoofdstuk 5 kunnen worden getrokken. Algemene aspecten voor hoofdstuk 5 van een MER Dit hoofdstuk van een MER bevat een overzicht van relevante milieuaspecten, waaronder een tabel met de manier waarop de effecten worden beschreven (toetsingstabel). Deze aspecten kunnen ofwel worden berekend en kwantitatief bepaald, ofwel op een meer kwalitatieve manier worden beschreven. Bovendien hoort hier een classificatietabel te zijn opgenomen waarin het belang van elk aspect wordt aangegeven, bijvoorbeeld van ‘- - - ‘ tot ‘+ + + ‘. Vervolgens wordt voor elk milieuaspect een beschrijving van het verwachte gevolg gegeven en van de daaruit voortvloeiende classificatie. Meestal is een achtergronddocument beschikbaar waarin gedetailleerd wordt beschreven hoe het effect zal plaatsvinden en verder alle gebruikte gegevens uit bureaustudies en veldstudies. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 5 Dezelfde aanpak is mogelijk bij CO2-opslagprojecten. In deze studie wordt onderscheid gemaakt tussen de gevolgen die te verwachten zijn bij een normale werking van het systeem en mogelijke onverwachte effecten die eventueel na lange tijd zouden kunnen plaatsvinden. Voor de effecten die voorkomen bij een normale werking van het systeem is de standaard aanpak van een MER goed te gebruiken. Voor mogelijke onverwachte effecten raden we een formele risicoanalyse te maken. In hoofdstuk 7 van deze studie is aangeven hoe een dergelijke risicoanalyse kan worden uitgevoerd. Het weglekken van CO2 uit het reservoir kan mogelijke onverwachte gevolgen hebben. Hoe en waar dit eventueel gebeurt is onvoorspelbaar, maar het is mogelijk een indicatie te geven van de eventuele effecten die zouden kunnen optreden mocht er inderdaad lekkage plaatsvinden. Lekkage zou het grondwater, bodemorganismes, en ondergrondse constructiematerialen kunnen beïnvloeden, en, als het CO2 in de atmosfeer terecht komt, ook de mens. De kans op weglekken en de mogelijke effecten daarvan zijn de onderwerpen van de volgende hoofdstukken.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 86 -

1 juli 2007

6

DE GEOGRAFIE VAN NEDERLAND - GEVOELIGHEID VOOR CO2-LEKKAGE

6.1

Inleiding Zoals we in het voorgaande hoofdstuk bespraken, bestaan er verschillende soorten milieueffecten. De effecten die kunnen optreden bij een normale werking van het systeem zijn voorspelbaar en vergelijkbaar met elk ander project. In het nu volgende hoofdstuk van deze studie behandelen we de gevolgen van eventuele onverwachte gebeurtenissen. Zoals aangegeven in hoofdstuk 5 betreft dit vooral het eventueel weglekken van CO2. In een MER hoort een geografische beschrijving van het te bestuderen gebied, met daarin alle relevante plaatselijke en regionale informatie over mogelijke milieueffecten. Deze studie gaat niet over een specifieke locatie. Daarom vindt U hier de meer algemene geografische elementen beschreven (in paragraaf 6.2). Teneinde te bepalen welke aspecten relevant zijn voor CO2-opslag, concentreren we ons op de gevoeligheid voor CO2-concentraties. In dit hoofdstuk staat informatie over de gevoeligheid van verschillende delen van de biosfeer voor bepaalde CO2-concentraties (paragraaf 6.4) en de te verwachten CO2-niveaus onder verschillende omstandigheden (paragraaf 6.3).

6.2

Algemene geografische beschrijving van Nederland

6.2.1

Maaiveldniveau Nederland ligt laag en is bijzonder vlak. Alleen in het centrum van het land en in het uiterste zuidoosten komen wat heuvels voor. Tijdens de ijstijden zijn door het landijs een aantal heuvelruggen opgestuwd, zoals de Hondsrug in Drenthe, de stuwwallen bij Nijmegen, Salland, Twente en de Utrechtse Heuvelrug. Nederland kan globaal in twee delen worden verdeeld: •

•

Het laaggelegen, vlakke land in het westen en noorden, met daarin de drooggelegde polders en het rivierengebied, bestrijkt ongeveer de helft van Nederland, en ligt gemiddeld niet hoger dan 1 meter boven zeeniveau. Veel van dit land ligt overigens onder zeeniveau. Een uitgebreid stelsel van zeeweringen, zeekeringen en duinen beschermt de Nederlandse kust tegen de zee. Oeverwallen en rivierdijken beschermen het lage achterliggende land tegen overstromingen door de rivieren. Het hoger gelegen land met lage heuvels in het oosten en zuiden. Het grootste deel van dit hoger gelegen land is overigens ook vlak. Alleen in het uiterste zuiden beginnen de voetheuvels van de Ardennen. Hier ligt de Vaalserberg, het hoogste punt van Nederland, op 322,7 meter boven zeeniveau.

Grote delen van Nederland bestaan uit droogmakerijen: zoals de hele provincie Flevoland, (waar het grootste door mensen gemaakte eiland ter wereld deel van uitmaakt) en ook de provincies Noord- en Zuid-Holland bestaan grotendeels uit polders. 6.2.2

Grondgebruik Nederland is dichtbevolkt met 395 inwoners per vierkante kilometer - of 484 mensen per vierkante kilometer als alleen het landoppervlak wordt meegeteld, want 18,4% van Nederland is oppervlaktewater. Er zijn geen steden met meer dan 1 miljoen inwoners in Nederland, maar de stedelijke gebieden van de vier grote steden: Amsterdam, Rotterdam, Den Haag en Utrecht AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 87 -

1 juli 2007

kunnen in vele opzichten worden beschouwd als één enkele stedelijke agglomeratie: de Randstad. In de Randstad wonen in totaal circa 7 miljoen mensen rond het landelijke Groene Hart. De eenheid van deze stedelijke agglomeratie wordt benadrukt door de huidige plannen voor de Randstadrail, een rondlopend spoorwegstelsel dat de vier grote steden zal verbinden. In de Randstad woont meer dan 45% van de totale bevolking van Nederland op slechts 25% van het totale landoppervlak. Andere centra, waar overigens aanzienlijk minder mensen wonen, zijn de Brabantse stedenring, stadgewest Twente (Hengelo, Enschede) en de regio Meppel, Emmen en Hoogeveen. Grondgebruik: (schatting van 1996) ongeveer: • • • • •

landbouwgrond: 25% permanent bouwland: 3% permanent weiland: 25% bossen en bosgebieden: 8% anders: 39%

Onder de categorie 'anders' vallen steden, dorpen en infrastructuur. Het hoge percentage geeft de intensiviteit van menselijke activiteiten aan. Die bevolkingsdichtheid laat weinig ruimte over voor de natuur. De meeste natuurgebieden bevinden zich in het centrum (Veluwe, Utrechtse Heuvelrug) en het oosten van het land (Graafschap, Overijssel54, Drenthe55) en natuurlijk de Waddenzee. Figuur 6.1 in de figurenbijlage laat de locaties van de diverse natuurgebieden in deze regio's zien. De meeste van de natuurgebieden buiten die regio's zijn zeer klein. Een ander aspect van het grondgebruik in Nederland dat voortvloeit uit de hoge bevolkingsdichtheid maar ook uit het feit dat de Nederlandse economie grotendeels drijft op handel, is het grote aantal belangrijke infrastructurele verbindingen. Zowel personenvervoer als goederentransport maken gebruik van deze verbindingen met het achterland, vooral met Duitsland en België. De voornaamste infrastructuurlijnen lopen van west naar oost of van west naar zuidoost. Ze volgen daarmee de richting van de grote rivieren: de Rijn, de Maas of de Schelde; van de kust naar het achterland. Hieronder volgt een meer gedetailleerde beschrijving van de gebieden die voor deze studie van belang zijn - omdat er zich gasvelden bevinden. Ook geven we voor elk gebied een indicatie van de verwachte ontwikkelingen wat betreft het grondgebruik. • De provincie Zuid-Holland De regio’s Delfland en IJsselmonde behoren tot de dichtstbevolkte delen van Nederland. De olieen gasreservoirs in deze regio's liggen direct onder of dichtbij bevolkingscentra, zoals Barendrecht, Rotterdam en Pernis, de Botlek, Spijkenisse, De Lier, Monster, Delft, Maasdijk, ‘s Gravenzande, Berkel, Rijswijk en Naaldwijk. De populaire badplaats Monster ligt precies boven een gasveld. Er ligt een dicht infrastructuur netwerk met druk verkeer; de snelweg en spoorlijn tussen Rotterdam en Hoek van Holland doorkruist bijvoorbeeld een aantal locaties waar aardgasvelden onder liggen. In dit gebied is de economische bedrijvigheid

54 55

Twente, Sallland, Weerribben Dwingeler veld, Foechteler veen

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 88 -

1 juli 2007

ook groot: in de kassen en de bedrijven dichtbij bestaande gasreservoirs werken zeer veel mensen. Op het ogenblik zien we dat steeds meer grond gebruikt wordt voor woningbouw. In de komende tien jaar zullen tienduizenden huizen worden gebouwd in het gebied tussen Rotterdam en Den Haag, dat nu nog grotendeels in gebruik is als tuinbouwgebied. We hebben niet in detail onderzocht of deze stadsuitbreiding direct boven gasvelden is gepland. Waardevolle natuurreservaten en delen van de zogenaamde ecologische hoofdstructuur liggen boven of dichtbij gas reservoirs, met name: • de duinen langs de kust tussen Hoek van Holland en Monster • waarschijnlijk ook De Vlietlanden en de Ackerdijkse Plassen. Het duingebied is een beschermd natuurreservaat. • De provincie Noord-Holland In Noord-Holland liggen gasvelden onder de stad Alkmaar en de verstedelijkte directe omgeving (Bergen, Heiloo, Heerhugowaard) en ook onder landelijke gebieden zoals de Beemster, de Wormer en de Schermer polders. Alkmaar en omgeving zijn dichtbevolkt en de snelweg en spoorlijn van Amsterdam naar Den Helder, onderdelen van de hoofdinfrastructuur, lopen door dit gebied. Er wordt hier een substantiële toename van de bevolking verwacht vanwege het ruimtegebrek in het gebied rond Amsterdam. Bergen is een populaire badplaats. Het omringende platteland is dun bevolkt, op de meeste plaatsen ligt de bevolkingsdichtheid onder de 100 personen per km2. Meerdere gasvelden liggen hier dicht bij waardevolle natuurreservaten: • De gasvelden onder de duinen bij Alkmaar liggen onder een natuurreservaat. • Het gasveld Middelie ligt dicht bij een Habitatrichtlijngebied en een Vogelrichtlijngebied. • Twente In het Twentse aardgasgebied bevinden zich slechts enkele kleinere bevolkingscentra: Oldenzaal, Tubbergen en Denekamp. Buiten deze centra is de bevolkingsdichtheid laag, meestal minder dan 25 personen per km2. In het omringende platteland bevinden zich een aantal grote ecologische hoofdstructuurgebieden en Habitatrichtlijngebieden die samenvallen met de locaties van aardgasvelden: bijvoorbeeld natuurreservaat het Springendal. De bestemmingsplannen in de meer landelijke gebieden zijn vooral gericht op natuurbehoud en het herstellen van waardevolle landschappen. • Zuidoost Drenthe De gasvelden in zuidoost Drenthe liggen in de buurt van steden als Meppel, Hoogeveen, Emmen en Coevorden. Het platteland tussen Meppel en Hoogeveen is relatief dicht bevolkt en tussen deze twee steden loopt een spoorweg en een snelweg. Het gebied rond Emmen en Coevorden is minder dichtbevolkt, hier is de AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 89 -

1 juli 2007

bevolkingsdichtheid op veel plaatsen minder dan 25 personen per km2. In dit gebied wordt een verdere verdichting van de bebouwing gepland, en ook een toename van industrie en verkeer, aangezien deze vier steden als groeikernen worden beschouwd voor de economische ontwikkeling van het gebied. Rond Coevorden en Emmen bevinden zich ook veel recreatiegebieden vanwege de landschappelijke schoonheid. Tussen Meppel en Hoogeveen en tussen Hoogeveen en Emmen liggen veel gebieden die hetzij deel uitmaken van de ecologische hoofdstructuur hetzij als Habitat- of Vogelrichtlijngebied zijn aangewezen. De bestemmingsplannen in de meer landelijke gebieden zijn vooral gericht op het verbeteren van de landbouwstructuur (ruilverkaveling etc.) en in de omgeving van Hardenberg op het intensiveren van de landbouw en veehouderij. • Noord Drenthe, Friesland en delen van Groningen Ook hier liggen een aantal gasvelden in de buurt van stedelijke centra als Assen, Leeuwarden, Drachten, Sneek en Harlingen. De hoofdinfrastructuur doorkruist gebieden waar gasvelden onder liggen, bijvoorbeeld de snelwegen A31, A7 en A32 en de spoorlijn van Groningen via Leeuwarden naar Harlingen. Recreatieactiviteiten zijn beperkt in omvang, met uitzondering van de omgeving van Assen. Waardevolle natuurreservaten (Habitatrichtlijn en Vogelrichtlijngebieden) liggen in de buurt van Leeuwarden, bij Bergum, bij de gasopslaginrichting Norg, bij Assen en het Lauwersmeer. De bestemmingsplannen verschillen van plaats tot plaats in dit gebied, en variëren van natuurbehoud en het herstellen van waardevolle landschappen tot het verbeteren van landbouw en veeteelt. 6.2.3

De atmosfeer in Nederland56 Het belang van de atmosfeer in de context van deze studie is de mogelijke verspreiding en verdunning van eventueel uit een opslagreservoir weggelekte CO2 in de atmosfeer De Nederlandse atmosfeer maakt deel uit van de Noord-Atlantische meteorologische zone en wordt in het bijzonder beïnvloed door de nabijheid van de Noordzee. De wind waait (steeds vaker) uit het zuidwesten tijdens de koude helft van het jaar, resulterend in milde winters en lentes (zie figuur 6.2). In het warme deel van het jaar (mei - oktober) waait de wind 45% van de tijd uit het zuidoosten (landwind) en de rest van de tijd meer uit het westen.

56

Bronnen: http://www.gewiekste.nl/MolenOntw_Alg.htm http://www.pyrosolar.nl/html/rekenvoorbeeld.html http://www.knmi.nl/kenniscentrum/de_toestand_van_het_klimaat_in_Nederland_1999/waarnemingen.html#Win drichting

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 90 -

1 juli 2007

Figuur 6.2 Gemiddelde windrichtingen op 10 meter hoogte over het jaar voor de periode 1900-2000

Twee tot drie uur na zonopkomst is de windsnelheid het laagst, en drie tot vier uur nadat de zon het hoogste punt heeft bereikt het hoogst. De windsnelheid dicht bij de grond kan worden geschat met behulp van de volgende vergelijking:

Vhoogte x

§ 60 · § hoogte x · ln ¨ ¸ ln ¨ ¸ 0,03 ¹ R © © ¹ ⋅V = ⋅ hoogte = 10 meter § 60 · § 10 · ln ¨ ¸ ln ¨ ¸ ©R¹ © 0,03 ¹

waarin R de ruwheidsfactor is. Deze geeft de wrijving weer die de wind ondervindt van het landschap op een bepaalde plaats. Tabel 6.1 Overzicht van ruwheidsfactoren ruwheidsfactor

soort landschap

0,001

IJs, open zee of meer

0,03

Weiland/grasland, groot open gebied

0,2

Open landschap met bomen, heggen en enkele gebouwen

0,25

Ruw landschap

0,5

Dorpscentrum

1

Steden, bossen

2

Stadscentrum met veel hoge gebouwen

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 91 -

1 juli 2007

Als we bovenstaande vergelijking, met de ruwheidsfactoren en gemiddelde windsnelheden toepassen voor de provincies waar gasvelden liggen, blijkt dat in het grootste deel van Groningen, Drenthe en Overijssel de gemiddelde windsnelheid voor dorpen en dichterbebouwde gebieden en bossen, op anderhalve meter hoogte minder is dan 1 meter per seconde (zie figuur 6.3 in de figurenbijlage). Het onderste deel van de atmosfeer wordt de planetaire grenslaag57 genoemd en staat qua gedrag direct in verband met het aardoppervlak. Op de breedtegraad van Nederland is deze laag overdag over het algemeen enkele honderden meters dik, maar wordt 's nachts dunner door het afkoelen van de atmosfeer. Door de wrijving aan het aardoppervlak is deze laag constant in turbulente beweging en is dientengevolge overdag meestal homogeen gemengd. De uitwisselingsstroom met de erboven gelegen vrije troposfeer is overdag goed, maar kan 's nachts bijna stilvallen door temperatuurinversie. Meestal is de temperatuur van de planetaire grenslaag hoger dan die van de vrije troposfeer, vanwege deze temperatuurgradiënt bewegen de uitwisselingsstromen zich naar boven. Onder bepaalde omstandigheden is de normale verticale temperatuurgradiënt omgekeerd en is de lucht aan het aardoppervlak kouder dan de bovenlucht. Er treedt dan geen transport meer op van stoffen uit de planetaire grenslaag naar de bovengelegen vrije atmosfeer, waardoor stoffen die vrijkomen in de planetaire grenslaag daarin blijven hangen. Inversie komt bijvoorbeeld voor als een warmere, minder dichte luchtmassa beweegt over een koelere, dichtere luchtmassa. Dit soort inversie vindt plaats in de buurt van warmtefronten, en ook waar oceaanwater naar boven komt, zoals bijvoorbeeld langs de kust gebeurt. De gevolgen van inversie voor CO2-concentraties worden besproken in paragraaf 6.3.

Foto 6.1

Opstijgende rook blijft boven een dal hangen door temperatuurinversie. De rook stijgt op tot aan de grens van de planetaire grenslaag en de bovengelegen vrije atmosfeer. Daardoor breidt de rook zich horizontaal uit.

57

planetary boundary layer (PBL)

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 92 -

1 juli 2007

6.2.4

Huidig en toekomstig gebruik van de ondergrond De ondergrond van Nederland wordt op veel verschillende manieren gebruikt. Men zou rekening moeten houden met de verschillende gebruiksmogelijkheden en toepassingen tegelijk op dezelfde diepte (zie figuur 6.4).

Figuur 6.4 Schematische weergave van verschillende manieren van gebruik van de ondergrond (de verticale en de horizontale schaal zijn verschillend en niet op schaal).

Ondiepe ondergrond In de bovenlaag ligt een netwerk van kabels, rioolbuizen en pijpleidingen, vooral in het bebouwde gebied. De exacte locaties van oude pijpleidingen en kabels zijn niet altijd bekend, tientallen jaren geleden had het maken van een nauwkeurige plattegrond geen prioriteit. Overigens is in die situatie nog weinig verbetering opgetreden58. De ondiepe ondergrond in de binnenstad wordt bovendien gebruikt voor parkeergarages en tram- of treintunnels. Het bouwen van ondergrondse winkelcentra zoals ‘de Koopgoot’ en ‘de Groenpassage’ in Rotterdam is een relatief nieuw fenomeen. Er wordt algemeen aangenomen dat het gebruik van de ondergrond zal toenemen vanwege een toenemend gebrek aan ruimte bovengronds. TNO - NITG schat de waarde van de Nederlandse ondergrond voor constructiedoeleinden en infrastructuur voor verkeer en vervoer op bruto 40 miljard euro's in de komende vijftig jaar59. Er bestaat op het ogenblik nog geen toekomstvisie, scenario of beleidsnota voor het toekomstig gebruik van de ondiepe ondergrond voor bebouwingsdoeleinden en infrastructuur. VROM is echter bezig een toekomstvisie te ontwikkelen voor de

58 59

zie bijvoorbeeld: ‘Beleidsverkenning Duurzaam Gebruik Ondergrond’ Zie ‘Vooruitblik op een duurzaam gebruik van de ondergrond van Nederland voor de komende 50 jaar’, http://www.nitg.tno.nl/ned/pubrels/jaarv2002/jv2002nl2.pdf

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 93 -

1 juli 2007

Nederlandse ondergrond. Deze AMESCO studie zal worden gebruikt bij het opstellen van dit document. Tunnels en andere vormen van ondergrondse infrastructuur (zowel voor spoorwegen als voor wegen) worden steeds meer toegepast teneinde de negatieve effecten van de infrastructuur op de leefomgeving te verminderen. Recente voorbeelden zijn verdiepte delen van de A27 bij Amelisweerd, Utrecht en delen van de ‘Betuwelijn’ spoorweg in de Alblasserwaard. Een andersoortig gebruik van de ondiepe ondergrond is het afgraven of oppompen van grondstoffen zoals: • • • •

zand voor constructiedoeleinden, beton en kalkzandsteenbakstenen; grind voor constructiedoeleinden en beton; klei voor keramische producten; grondwater voor de drinkwatervoorziening, koelwater of proceswater in industriële toepassingen of irrigatiewater in de landbouw.

Ondiepe ondergrond - grondwater Grondwater wordt opgepompt uit watervoerende lagen over het algemeen tot 50 meter diepte (zie figuur 6.5 in de figurenbijlage). In het zuiden van Nederland komen echter watervoerende lagen voor met drinkbaar grondwater tot op een diepte van 400 meter (IWACO, 1994)60. Het is nog niet duidelijk of we ooit drinkwater zullen onttrekken aan deze diepere watervoerende lagen. Het totale jaarlijkse waterverbruik is 0,8 miljard m3, terwijl de instroomhoeveelheid van nature 2,6 miljard m3 bedraagt en de totale watervoorraad 800 miljard m3. Ondiepe watervoerende lagen worden ook steeds meer gebruikt voor de opslag van warm en koud water. Op het ogenblik zijn er 600 open, en een onbekend aantal gesloten, systemen in bedrijf, waar warm en/of koud water wordt opgeslagen, meestal in lagen op een diepte tussen de 20 en 250 meter, waarin tot 2 PJ potentiële energie ligt opgeslagen. Hoewel dit nog nooit specifiek is vermeld in een beleidsstuk, noemt de ‘milieucentraal’ website als doelstelling voor 2020 een besparing door energietoeslag in de bodem van 15 PJ61. Diepe ondergrond - grondstoffenleverancier De diepe ondergrond (dieper dan 500 meter) levert op het ogenblik grondstoffen (zouten) en brandstoffen (olie en gas). Zout (NaCl, MgCl2) wordt in de provincies Overijssel, Drenthe, Friesland en Groningen gewonnen op 1.500 meter diepte in geval van MgCl2 en op 2.500 tot 3.000 meter diepte in geval van steenzout in Friesland en op slechts een paar honderd meter diepte in Twente in Overijssel. De gewonnen hoeveelheid zouten bedraagt 3,6 Mton per jaar, waarvan ongeveer 0,3 Mton MgCl2. Aardgas wordt gewonnen uit reservoirs op 1.000 tot 4.000 meter diepte. De jaarlijkse productie van aardgas van het vasteland bedraagt ongeveer 40 miljard Sm3/jaar. De totale overgebleven aardgasvoorraad onder het vasteland wordt geschat op ongeveer 1.200 miljard Sm3. De oliewinning uit velden onder het vasteland is momenteel te verwaarlozen, maar zal weer toenemen als het Schoonebeek olieveld opnieuw in productie wordt genomen. 60 61

S. Seinen et al; ‘CO2-verwijdering: milieu aspecten’; IWACO, ’s Hertogenbosch, juli 1994. See: http://www.milieucentraal.nl/pagina?onderwerp=Energieopslag-MC

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 94 -

1 juli 2007

Diepe ondergrond - opslag van aardgas De diepe ondergrond wordt nu al gebruikt voor de opslag van aardgas bij Alkmaar, Norg en Grijpskerk. Er worden nieuwe opslaginrichtingen gepland of aangelegd bij Zuidwending en Waalwijk. Behalve Zuidwending, bevinden alle opslaginrichtingen zich in leeggeproduceerde gasvelden die zijn omgebouwd tot opslagreservoirs. De Zuidwending inrichting is een pieklast opslag in zoutholtes. Diepe ondergrond - opslag van restanten afvalwater De derde toepassing van de diepe ondergrond is permanente opslag van restanten afvalwater afkomstig van oliewinning. Hiervoor worden nu al leeggeproduceerde gasvelden in Groningen en Drenthe gebruikt en binnenkort ook in Overijssel. De opslag van aardgas en van restanten afvalwater in de diepe ondergrond concurreert met het onderwerp van deze studie: opslag van CO2 in leeggeproduceerde gasvelden. Er bestaan bovendien plannen voor het winnen van aardwarmte uit diepgelegen watervoerende lagen (1.000 - 4.000 meter). Scenario’s geven aan dat door middel van 30 tot 300 installaties wel 3-30 PJ energie voor ruimteverwarming kan worden gewonnen62. Omdat deze scenario's zijn gericht op watervoerende lagen vormen ze geen directe concurrentie voor de opslag van CO2 in gasvelden. Winning van aardwarmte kan waarschijnlijke het eenvoudigst worden toegepast in het noorden van Nederland, want daar bevinden zich de warmste watervoerende lagen, zoals te zien is in figuur 6.6 in de figurenbijlage.

6.3

CO2-gehalte in de biosfeer

6.3.1

Atmosferisch gehalte, gehalte van de lucht Gemiddelde concentratie in de atmosfeer CO2 is een gas dat van nature aanwezig is in de atmosfeer van de aarde. Het heeft daarin een verblijftijd van ongeveer 100 jaar. Vanwege die lange verblijftijd en de relatieve chemische inactiviteit wordt het leeuwendeel van het CO2 dat door natuurlijke bronnen en menselijke activiteit aan het aardoppervlak wordt uitgestoten omhoog getransporteerd naar de vrije troposfeer en de hogere luchtlagen. In die hogere luchtlagen wordt het CO2 gelijkmatig verspreid en raakt daardoor ook homogeen verdeeld rondom de hele aarde. Hieruit volgt dat toepassen van CCS in Nederland wereldwijd even effectief is voor het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen als in bijvoorbeeld China. De verdeling van CO2 kan ook worden weergegeven door de jaarlijkse gemiddelde kolom CO2-concentratie zoals die bepaald is door het Carbon Tracker programma63. De kaart in figuur 6.7 laat de gemiddelde CO2-concentratie (in ppmv =part per million volume, 0,0001 vol%) van een kolom door de onderste 100 kilometer van de atmosfeer zien voor het jaar 2005. Het feit dat er slechts 4 ppmv verschil is tussen de verschillende plaatsen op de wereld, geeft duidelijk aan dat CO2 bijna volledig homogeen verspreid is in de atmosfeer. Boven gebieden waar de antropogene uitstoot hoog is (Oostkust van de VS, Europa en Zuidoost Azië) is de concentratie iets hoger.

62 63

Smart Energy Mix, presentatie van Victor van Heekeren, Platform Geothermie http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/carbontracker/maps.php?type=glb&prod=columns

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 95 -

1 juli 2007

Figuur 6.7 De gemiddelde CO2-concentratie (in ppmv) in een kolom door de onderste 100 kilometer van de atmosfeer64

Er treden lichte schommelingen in de CO2-concentratie per halfrond op, vooral in de planetaire grenslaag. De atmosferische concentratie in de planetaire grenslaag kan, in de loop van de dag, tientallen ppmv verschillen, omdat planten overdag CO2 opnemen en het 's nachts weer uitstoten. Een voorbeeld van schommelingen in CO2-concentratie in de loop van de dag is te zien in figuur 6.8. De CO2-concentratie in een naaldbos is weergegeven als functie van de hoogte (verticale as) en de tijd van de dag (horizontale as)65. Als er weinig wind is, kan temperatuurinversie leiden tot een geringe accumulatie van CO2 in de planetaire grenslaag, tot 500-600 ppmv (0,05 vol% - 0,06 vol%)66. Waar het landschap heuvelachtig is, zoals bijvoorbeeld in het zuiden van Nederland het geval is, maar ook in een aantal gebieden waar gasvelden voorkomen (Twente, de ZuidHollandse en Noord-Hollandse duinenrij) is er meer kans op inversie en accumulatie vanwege de ruwheid van de topografie.

64

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide http://www.lenntech.com/stoffen-test.htm 66 Oral information from Fred Bosveld (KNMI) and Alex Vermeulen (ECN) 65

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 96 -

1 juli 2007

Figuur 6.8 Verschillen in CO2-concentratie in een naaldbos als functie van de hoogte (verticale as) en de tijd van de dag (horizontale as)

Er bestaat ook nog een jaarlijkse variatie in de atmosferische CO2-concentratie omdat er op het noordelijk halfrond meer vegetatie groeit dan op het zuidelijk halfrond. Daardoor wordt er tijdens het groeiseizoen op het noordelijk halfrond meer CO2 opgenomen door planten dan er door de vegetatie op het zuidelijk halfrond wordt uitgestoten, omdat het daar het herfst en winter is. De netto jaarlijkse schommeling bedraagt ongeveer 6 ppmv (part per million in volume, 0,0001 vol%). Het blootstellingniveau kan echter aanzienlijk hoger dan dit gemiddelde liggen vanwege uitstoot door zowel natuurlijke bronnen als door menselijke activiteiten. Toename van atmosferische concentratie Als vergelijkingsmateriaal voor blootstellingniveaus veroorzaakt door het eventuele weglekken van CO2 uit reservoirs, kunnen we een lijst gebruiken van blootstellingniveaus in gesloten ruimtes, veroorzaakt door antropogene CO2 (dat is CO2 die wordt uitgestoten als gevolg van menselijke activiteit). Bij deze activiteiten is het CO2 afkomstig van ademhaling (in een kantoor, vliegtuigcabine, school of onderzeeër), verbranding van brandstoffen (in de tuinbouw en in een tunnel) of de anaërobe omzetting van organische stoffen (in een bierkelder). Figuur 6.9 toont het volledige scala gemeten concentraties voor deze besloten ruimtes.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 97 -

1 juli 2007

In de meeste ruimtes zal de CO2-concentratie aanvankelijk ongeveer gelijk zijn aan de atmosferische concentratie voordat in die ruimte activiteit begonnen. De concentratie zal echter, als er weinig of geen ventilatie is, geleidelijk toenemen tot de maximale waarden gegeven in figuur 6.9. De twee uitzonderingen, tunnel en tuinbouw, betreffen ruimtes waarin een activiteit ononderbroken doorgaat. Figuur 6.9 geeft aan dat de meeste mensen gewend zijn aan hoger dan gemiddelde CO2-concentraties: tot wel 2.000 of 2.500 ppm. In extreme situaties komen zelfs concentraties tot 11.000 ppm voor.

Figuur 6.9 Blootstellingniveaus aan antropogene CO2 veroorzaakt door verschillende menselijke activiteiten

Extreme natuurlijke uitstroom Blootstelling aan CO2 uit natuurlijke bronnen houdt verband met vulkanische activiteit of vulkanische systemen, of met spontane uitstroom uit natuurlijke reservoirs in sedimentaire bekkens. Vulkaanuitbarstingen kunnen in Nederland als uitgesloten worden beschouwd, gezien de beperkte geologische activiteit van de ondergrond. Uitstroom van CO2 uit dit soort vulkanische systemen of gebeurtenissen elders, en de daarop volgende blootstelling aan CO2 geeft echter wel een indicatie van het verband tussen de hoeveelheid en snelheid van uitstroomvolumes en blootstellingniveaus - als tenminste de overige omstandigheden vergelijkbaar zijn met die in Nederland. Daarom hebben we toch informatie over dit soort in Nederland onbekende situaties opgenomen in dit rapport. Uitstroom uit reservoirs in sedimentaire bekkens zou in de Nederlandse

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 98 -

1 juli 2007

situatie in principe mogelijk zijn. Tenslotte bevinden zich hier in de ondergrond diverse gas accumulaties met zeer hoge CO2-concentraties. Uitbarsting Blootstelling aan CO2 als gevolg van uitstroom uit een CCS opslagreservoir zou kunnen voorkomen als bij het boren van een put een spuiter (blow-out) optreedt, of als er zich, na geleidelijk weglekken van CO2 uit een opslagreservoir, ondiep ondergronds een nieuwe accumulatie zou hebben gevormd, die ineens uitstroomt (zie hoofdstuk 7). Als indicatie van de uitstoothoeveelheid uit spuiters tijdens de injectiefase kan een parallel worden getrokken met spuiters waar CO2 uit vrijkwam tijdens de opsporing van olie en gas. Een voorbeeld hiervan is de Crystal Geyser in Utah, in de Verenigde Staten. Deze is ontstaan toen een opsporingsput, geboord in de jaren dertig van de vorige eeuw, CO2-houdend water aanboorde. De uitstoothoeveelheid uit de put wordt geschat op 220 tot 500 ton CO2 per dag. Tabel 6.2 Kenmerken van model simulaties en natuurlijke geothermische stelsels en reservoirs in sedimentaire bekkens (IPCC, 2005), (Lewicki, 2005) Diffuse uitstroom 2

stroomvolumes (g/m /dag) gemiddeld

maximum referentie

max.

route voor

soort

dodelijke

bodemvol.%

weglekken

uitstroom

ongelukken?

breuken en

diffuus en

Nee

scheuren

spleet

CO2

uitstroom Solfatara krater, Italië Albani heuvels, Italië

1.500

75.000

1.164

Poggio dell'Ulivo, Italië

93% 22.000

Ja breuken en

Nee

scheuren Poas vulkaan, Costa Rica

140

16%

Nee

Arenal vulkaan, Costa Rica

290

7%

Nee

1.350

90%

?

90

30.000

90%

Nee

570

7

1.500 –

> 10.000

25

Oldoinyo Lengia vulkaan, Tanzania Yellowstone, VS Dixie Valley, VS Mammoth Mountain, VS

Nee 90%

2.100 Shrub moddervulkaan, VS

400

5.600

10

25%

breuken en

enorm, diffuus,

scheuren

spleet en bron

breuken en

Ja Nee

scheuren Miyakejima vulkaan, Japan Laacher See, Duitsland

18.150

?

4

omkering van

diffuus

Nee

breuken en

diffuus, spleet

Ja

scheuren

en bron

een meer Mátraderecske, Hongarije

300

1.700

Ook de gebeurtenissen bij Crystal Geyser geven aanwijzingen voor blootstellingniveaus. Metingen in het omringende gebied geven aan dat tijdens een uitbarsting, buiten een straal van 25-100 meter van de bron, de CO2-concentratie op achtergrondniveau blijft. Omdat tijdens een uitbarsting het gas onder grote omhoog schiet, blijft zelfs op een paar meter afstand van de geiser, de concentratie van CO2 onder het niveau dat risico's oplevert voor de gezondheid en veiligheid van de mens. Omdat deze geiser CO2 uitstoot onder hoge druk uit een gewoon boorgat, is het blootstellingniveau vergelijkbaar met een eventuele uitstoot uit een CO2-opslaginrichting.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 99 -

1 juli 2007

Langzamere uitstroom Bij een langzamere uitstroom, bijvoorbeeld via breuken, hangen het blootstellingniveau en de concentratie in de lucht vooral af van de ruimte waarin het gas terecht komt. Dit kunnen we aantonen aan de hand van het verband tussen stroomvolumes en dodelijke ongelukken bij geothermische stelsels en sedimentaire reservoirs op verschillende plaatsen op de wereld. Bij de fatale gebeurtenissen op de Azoren, Mammoth Mountain, Albani heuvels en Mátraderecske kon het CO2 zich ophopen in ongeventileerde afgesloten ruimtes, zoals kelders en keukenkastjes, groeves en sneeuwgrotten tot de CO2-concentratie een gevaarlijk niveau bereikte, zelfs bij een beperkte uitstroomhoeveelheid van slechts enkele honderden ppm. In het gebied rond Mátraderecske zijn, ondanks het feit dat de uitstroom zo langzaam plaatsvindt, toch dodelijke ongelukken gebeurd, omdat het CO2 zich kon ophopen in kelders. Als het uitgestoten CO2 echter kan ontsnappen naar goedgeventileerde ruimtes of naar de open lucht, wordt het CO2 door de wind verspreid en blijft het blootstellingniveau lager dan gevaarlijk is. In geothermische gebieden in Italië houdt de plaatselijke bevolking bijvoorbeeld de deuren en ramen altijd open voor ventilatie en zijn nooit dodelijke ongelukken gebeurd, ondanks de relatief hoge gemiddelde CO2uitstroomsnelheid. De uitstoot uit een lekkend gasveld dat wordt gebruikt voor het opslaan van CO2 is waarschijnlijk goed te vergelijken met de uitstoot van aardgas uit lekkende natuurlijke CO2-gasvelden en geothermische systemen. In de Technische Samenvatting van het IPCC rapport staan enkele uitstootcijfers. Volgens dit rapport is het zeer waarschijnlijk dat het percentage CO2 dat minstens 100 jaar opgesloten blijft in, op de juiste manier geselecteerde en beheerde, geologische reservoirs meer dan 99% bedraagt èn is het waarschijnlijk dat er meer dan 99% gedurende 1.000 jaar blijft opgesloten. Een andere conclusie van dat rapport is dat het, wil een dergelijke niet-permanente opslag interessant zijn voor het terugdringen van de klimaatverandering, voldoende is als het percentage dat 100 jaar blijft opgesloten in de orde van 90 - 99% ligt of 60 – 95% gedurende 500 jaar. Zoals eerder vermeld, wordt het verwachte maximale percentage van het opgeslagen CO2 dat weglekt naar bovenliggende aardlagen geschat op 1% in 100 jaar. Aangezien een Nederlands gasveld gemiddeld plaats biedt aan 10-100 Mton opgeslagen CO2 en aannemende dat alle weggelekte CO2 het aardoppervlak bereikt, zou dit een gemiddelde uitstoot betekenen van: • •

0,1 - 1 Mton in 100 jaar; 1.000 - 10.000 ton per jaar gedurende 100 jaar.

Deze uitstoot is kleiner dan of hoogstens vergelijkbaar met de uitstoot uit natuurlijke systemen, die vaak in de orde van tientallen kiloton per jaar bedragen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 100 -

1 juli 2007

6.3.2

CO2 in oppervlaktewater, grondwater en de bodem CO2 is aanwezig in oppervlaktewater en grondwater, zowel opgelost als in de vorm van bicarbonaat en carbonaat. In natuurlijke systemen bestaat een chemisch evenwicht tussen de basiciteit (concentratie van kalk en magnesium), de zuurgraad (pH) en de CO2-concentratie/bicarbonaat. Hoe koolstof verdeeld is tussen CO2 en bicarbonaat hangt af van de pH. Bij een pH van 4,2 of lager, bevindt alle anorganische koolstof zich in de vorm van CO2 en bij een pH van 8,4 of hoger in de vorm van bicarbonaat. De basiciteit is ongeveer lineair afhankelijk van de concentratie van bicarbonaat. De verdeling van anorganische koolstof tussen bicarbonaat en CO2, de concentratie van anorganische koolstof en de zuurgraad, pH, bepalen welke waterplanten in het water kunnen leven en welke soorten vis en andere organismes aanwezig zijn. De CO2concentratie kan tot honderden mg/liter bedragen in anaëroob water met een lage pH, zoals in gebieden met veenbodems. In lagen die op 2.000 tot 4.000 meter diepte liggen hangt de CO2-concentratie van het formatiewater af van de chemische samenstelling van het omringende gesteente. Het formatiewater in het veld Rijswijk en het reservoirgesteente onder De Lier, heeft bijvoorbeeld een bicarbonaatconcentratie in de orde van tientallen milligram per liter. Formatiewater in Borgsweer bevat 100 mg/l bicarbonaat per liter en in Schoonebeek 750 mg/l bicarbonaat per liter. Het gehalte van CO2 in de bodem en de lucht is hoger dan in de atmosfeer; het verschil in concentratie kan 0,2 tot 4 vol% bedragen, afhankelijk van de tijd van de dag en het seizoen. De vegetatie emitteert zelf CO2 in de bodem door ‘respiratie’ via de wortels en door vergaan van organisch materiaal in de bodem. Het CO2-stroomvolume uit planten en rottend materiaal maakt ongeveer 25% uit van de bruto biomassaproductie en het natuurlijke stroomvolume daarvan is 10-25 g/m2/dag.

6.4

Gevoeligheid voor CO2 Blootstelling aan CO2 kan negatieve gevolgen hebben voor de gezondheid van alle levensvormen in de biosfeer (zoals de vegetatie, zoogdieren, vogels, vissen en insecten). Zoals aangegeven in de vorige paragraaf kan onder natuurlijke omstandigheden de CO2-concentratie variëren tussen de gemiddelde concentratie, dus 370 ppm (0,037 vol%) en 2500 ppm (0,25 vol%) of zelfs oplopen tot 11.000 ppm (1,1 vol%). De maximale toegestane CO2-concentratie in een werkomgeving is in Nederland 5.000 ppm (het MAC niveau is 0,5 vol%). Deze paragraaf geeft een overzicht van de gevoeligheid voor CO2 van: • • •

Verschillende soorten organismes; (bouw) materiaal; De bodem en het grondwater in ondergrondse lagen.

CO2 geldt op zich niet als een giftige stof. Blootstelling aan CO2 kan echter negatieve gevolgen hebben. Mensen en dieren zijn gevoelig voor zelfs korte periodes van blootstelling aan verhoogde CO2-concentratie. Mensen en vissen zijn gevoeliger dan andere zoogdieren AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 101 -

1 juli 2007

en vogels. In extreme gevallen, bijvoorbeeld als levende wezens worden blootgesteld aan een wolk pure CO2, kan zelfs de dood snel intreden. Planten kunnen korte periodes van hoge CO2-concentraties verdragen, maar ook planten gaan dood als de blootstelling meerdere dagen aanhoudt. De negatieve gevolgen worden in dit geval niet zozeer veroorzaakt door de CO2-concentratie in de lucht maar door de verhoogde CO2-concentratie in de bodem. Een chronische blootstelling aan een verhoogde CO2-concentratie is voor planten, insecten en gravende organismen veel ernstiger dan voor mensen en grote zoogdieren omdat CO2 zwaarder is dan lucht. Daarom zakt CO2 naar de bodem en accumuleert in de lucht in de bodem. De gevolgen van CO2-lekkage uit opslagreservoirs zijn daarom het ernstigst voor planten, insecten, gravende organismen en kleine zoogdieren. 6.4.1

Vergiftigingsverschijnselen bij mensen De tolerantieniveaus bij mensen en de vergiftigingsverschijnselen zijn te vinden in de literatuur, in diverse artikelen, rapporten en boeken67. Enkele specifieke waarden zijn weergegeven in figuur 6.10.

Figuur 6.10

Tolerantieniveaus bij mensen, gevolgen van een acute blootstelling als functie van de 68 concentratie

De maximale toegestane CO2-concentratie per land in de werkomgeving is weergegeven in Tabel 6.3.

67 68

Zie hoofdstuk 14 G.R. = Gezondheidsraad, http://www.gr.nl/index.php?phpLang=en.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 102 -

1 juli 2007

Tabel 6.3 Maximale toegestane CO2-concentraties in de werkomgeving Land / instelling

concentratie in %

concentratie in mg m-3

Middelingstijd 8-uurs gemiddelde

EU

0,5

9.000

UK

1,5

27.400

15 min

0,5

9150

8-uurs gemiddelde

USA

3

54.000

15 min

>0,5

9.000

8-uurs gemiddelde

0,5

9.000

10-uurs gemiddelde

http://www.truthout.org/issues_06/071106EC.shtml

In Tabel 6.3 wordt verschil gemaakt tussen blootstelling gedurende een korte tijd (tot 15 minuten) en een langduriger situatie (8 uur). Voor een langere periode is een maximale concentratie van 0,5% toegestaan in zowel Europa als Groot-Brittannië en de Verenigde Staten. Voor een korte periode, tot 15 minuten, is de toegestane limiet in GrootBrittannië 1,5%, maar in de Verenigde Staten is dat 3 vol%. 6.4.2

Vergiftigingsverschijnselen bij andere organismes Zoogdieren Bij zoogdieren hangt de gevoeligheid af van de soort. Gravers, die in tunnels leven, zijn geregeld blootgesteld aan CO2-niveaus van 2 vol% tot 9 vol%, zonder dat het hen kwaad doet. De CO2-concentratie in het hol van dieren die een winterslaap houden kan zelfs oplopen tot 13 vol%. Insecten Insecten raken verlamd bij een CO2-concentratie tussen de 20 vol% en 50 vol%. Vogels Voor vogels hebben we geen blootstellingslimiet kunnen vinden. Het rapport van de IPCC uit 2005 geeft echter aan dat vogels veel beter tegen hoge CO2-concentraties en lage zuurstofniveaus kunnen dan mensen. Dit is geconcludeerd uit het feit dat vogels, als zij op grote hoogte vliegen, veel energie kunnen verbruiken ondanks het lage zuurstofgehalte van de lucht. Vegetatie Omdat wortels onder natuurlijke omstandigheden zijn blootgesteld aan hogere CO2concentraties, zijn planten hoe dan ook minder gevoelig voor blootstelling aan hogere CO2-concentraties dan mensen en andere zoogdieren. Langdurige blootstelling aan CO2-concentraties boven de 5 vol% kan echter leiden tot een vertraagde groei. Bij langdurige blootstelling aan CO2-concentraties boven de 20% sterven de planten door groeiremmende effecten en een zuurstoftekort bij de wortels. Weglekken van CO2 uit CO2-reservoirs zal waarschijnlijk schade aan de vegetatie veroorzaken op de plaats waar het CO2 het aardoppervlak bereikt. Aangezien CO2 zwaarder is dan lucht, heeft het de neiging zich op te hopen in de bodem op de plaats waar het wordt uitgestoten. Theoretisch zouden planten beter moeten gaan groeien bij een toenemende CO2concentratie. Dit is echter alleen het geval als er voldoende stikstof in de bodem aanwezig is en als de concentratie niet al te sterk toeneemt. Een voorbeeld hiervan is de lichte CO2-bemesting die in broeikassen wordt toegepast. Als CO2 uit een opslagreservoir naar boven weglekt, zou de CO2-concentratie in de onverzadigde zone AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 103 -

1 juli 2007

aanzienlijk kunnen toenemen. Dit blijkt uit de hoge CO2-waarden in de bodem in modelleringstudies. Zelfs relatief kleine toenames in vergelijking met het natuurlijke uitstroomvolume - zoals het maximale uitstroomvolume gemeten in Costa Rica resulteren in een verdubbeling tot verviervoudiging van de CO2-concentratie in de bodem tot boven de limiet van 5 vol%. Een dergelijke hoge CO2-concentratie kan ontstaan omdat er bijna geen lucht wordt uitgewisseld tussen de atmosfeer en de bodem. Er komt daarom slechts weinig lucht in de bodem en de opwaartse CO2-stroom wordt niet verdund. Dit mechanisme werd duidelijk uit de modelleringsimulaties van Oldenburger et al (Oldenburger, 2004).

Figuur 6.11

Blootstellingsniveaus (mol fractie CO2) voor een diffuse, 1100 g/d/m2 CO2-uitstoot uit een gebied van 100 x 100 meter bij een gemiddelde windsnelheid van 1 m/s (a) en 5 m/s (b) – uit (Oldenburg, 2004). De uitstoot bedraagt 11 ton/dag en 4100 ton/jaar over de gehele oppervlakte van de uitstoot.

Figuur 6.11 toont ook het voornaamste mechanisme in de onverzadigde zone en de atmosfeer, dat de verspreiding bepaalt van een diffuse uitstoot. Omdat er weinig uitwisseling met de atmosfeer plaatsheeft, neemt de CO2-concentratie in de bodem dramatisch toe van een gemiddelde waarde van <1 - 5 vol% tot wel 95 vol%. In de atmosfeer wordt het uitgestoten CO2 snel vermengd en verdund met de buitenlucht, zelfs bij een tamelijk lage windsnelheid van 1 m/s. Oldenburger (2004) toont aan dat de maximale mol fractie uit uitgestoten CO2 in buitenlucht die stroomt over een uitstootzone van 100 x 100 meter bij een windsnelheid van slechts 1 m/s ongeveer 0,1 vol% - 0,01 vol%, bedraagt. Dit komt overeen met een maximale concentratie van ongeveer 60 - 70 ppm boven de achtergrondconcentratie. Binnen enkele meters van het uitstootgebied neemt de concentratie snel af naar 0,01 vol% - 0,001 vol%. Bij een maximale uitstoothoeveelheid van 50.000 g/d/m2 zal de concentratie in de atmosfeer – bij een lineair verband met het uitstroomvolume - toenemen tot een maximale concentratie van 5 vol% - 0,5 vol%. Vissen Vissen in een zoetwatermilieu lijken gevoelig voor CO2 die is opgelost in water. Voor een aantal vissoorten zijn dodelijke concentraties bekend: • •

140-150 mg/l is dodelijk voor de baars; 190-230 mg/l is dodelijk voor de voorn.

Een kleine toename van de CO2-concentratie in het water maakt vissen aanzienlijk gevoeliger voor een lagere pH. De combinatie van een lage pH (4,5 - 5,5) en een hogere CO2-concentratie (>20 mg/l) is dodelijk voor de baars. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 104 -

1 juli 2007

6.4.3

Gevolgen voor (bouw)materialen Hogere CO2/HCO3/CO3 niveaus in het grondwater en de daarmee gepaard gaande lagere pH waarden resulteren in aantasting van de kwaliteit van allerlei materialen, vooral minder corrosiebestendige metalen, zoals staal, en producten waarin portlandcement is verwerkt, zoals beton. Staal corrodeert door inwerking van zuur en dit komt omdat er elektronen worden uitgewisseld tussen het oorspronkelijk neutrale ijzer en de waterstofionen die ontstaan omdat er opgeloste CO2 wordt omgezet in koolzuur. Corrosie is een bekend fenomeen bij de olie en gaswinning en wordt tegengegaan door het inzetten van zuurstofabsorbers (oxygen scavengers) en corrosieremmers, door oppervlaktes te bekleden met niet-reactieve materialen (zoals bepaalde soorten plastic) en door een goede kwaliteit staal te gebruiken, bijvoorbeeld chroomstaal, dat is staal waaraan een paar procent Cr is toegevoegd waardoor een zeer dichte microstructuur ontstaat. Het voornaamste effect van de inwerking van een zuur op beton is dat de cementmatrix begint op te lossen. Vrije CO2 is in staat calciumcarbonaat op te lossen. Water met CO2 er in werkt als een zuur en kan beton en andere producten waarin portlandcement is verwerkt, aantasten of die nu wel of niet gecarbonateerd zijn69. Beton waarin kiezelgrind, graniet- of basaltaggregaat zit, krijgt door aantasting van het betonoppervlak het uiterlijk van gewassen grindtegels. Als er echter kalksteen is gebruikt als aggregaat in het beton, zal het aggregaat even snel oplossen als de cementmatrix en ontstaat een glad oppervlak. Er zijn nog meer negatieve carbonatatiereacties. Het craquelé patroon van beton wordt (vooral bij een hoge water/cement verhouding) sterker doordat de carbonatatiekrimp samengaat met de normale krimp tijdens het drogen. Als het carbonatatiefront het betonijzer in gewapend beton eenmaal bereikt kan dit ijzer bovendien ook corroderen (betonrot). Bij goed ontworpen beton en een goed bouwkundig ontwerp zit het betonijzer daarom zo diep dat het carbonatatiefront niet zover in het beton kan doordringen tijdens de verwachte normale levensduur van de constructie70. De positieve effecten van carbonatatie worden slechts zelden vermeld. Door carbonatatie wordt het betonoppervlak meestal sterker, minder slijtagegevoelig en minder doorlaatbaar. De snelheid van aantasting hangt meer af van de snelheid van de waterbeweging over het betonoppervlak en van de kwaliteit van het beton dan van de soort cement of aggregaat: • • •

Zuur stilstaand grondwater lijkt weinig invloed te hebben op beton in de ondergrond. Licht zuur (pH boven de 5,5 ) water in beweging tast beton aanzienlijk aan, maar dit gebeurt meestal langzaam, vooral als het zuur voornamelijk organisch van oorsprong is. Stromend zuur water kan een snelle aantasting van beton veroorzaken, daarom is in zo'n geval een goede kwaliteit beton vereist71.

De exacte mate van aantasting is moeilijk te voorspellen en de mechanismen die aantasting van materialen veroorzaken worden niet helemaal begrepen of zijn 69 70 71

http://www.cement.org/tech/cct_dur_acid.asp http://www.encyclopedia.com/doc/1G1-121280315.html http://projects.bre.co.uk/sd1/pdf/PartBv6.pdf

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 105 -

1 juli 2007

onvoorspelbaar - zie hiervoor ook de aantasting van de verbuizing en cementering van injectieputten (besproken in hoofdstuk 7). De mate en snelheid van aantasting hangt af van factoren als de samenstelling van een product, bijvoorbeeld de staalkwaliteit en de basiciteit van het beton. We kunnen wel een aantal algemene indicaties geven. Volgens de website: http://www.ocpa.com/manual/perform_frame.htm veroorzaakt het verlagen van de pH van 7 naar 4, een 10 keer zo snelle aantasting. 6.4.4

Effecten op grondwater en oppervlaktewater De samenstelling en kwaliteit van grondwater en oppervlaktewater kan veranderen door zelfs een kleine uitstroom van CO2 naar de biosfeer (IPCC, 2005). De instroom van CO2 in het grondwater en oppervlaktewater zal leiden tot een verlaging van de pH omdat er koolzuur wordt gevormd. In gebieden waar van nature CO2 uit de bodem komt kan water met een lage pH giftige mineralen uit de bodem oplossen. Verzuring van grondwater kan resulteren in: • • • •

Verminderde biologische beschikbaarheid van fosfor, magnesium en molybdeen. Toegenomen uitspoeling van kalium en calcium. Te hoge concentraties van mangaan-, aluminium- en ijzerionen. Verminderde microbiologische activiteit.

Deze effecten zullen op hun beurt resulteren in een vermindering van vegetatieopbrengsten en oogsten. Gebieden waar de bodem uit klei of veen bestaat zijn over het algemeen minder gevoelig voor dit soort effecten omdat de bodem als buffer werkt. Dit wordt vooral duidelijk door de grotere gevoeligheid van zandgronden voor het neerslaan van verzurende chemische verbindingen uit de lucht. In oppervlaktewater zal verzuring leiden tot een toenemende ecologische druk op vissen, vegetatie en andere organismes. Het feit dat zelfs zeer kleine instroomvolumes een aanzienlijk effect op de waterkwaliteit kunnen hebben blijkt uit de volgende feiten: • •

De natuurlijke concentratie van CO2 in oppervlaktewater en grondwater is op zijn hoogst een paar honderd mg/liter; De ondiepste watervoerende laag in de ondiepe ondergrond bevat waterlichamen met een dikte van 20 tot 60 meter waarin de stoomsnelheid 5 tot 20 meter per jaar bedraagt.

Dit betekent dat, bij een dikte van 50 meter en een gemiddelde stroomsnelheid van 12 meter per jaar - bij een CO2-instroomvolume van ongeveer 400 g/m2/dag - de limiet van 250 mg/liter, die geldt voor vissen, al wordt overschreden. Daarbij wordt de bufferwerking van bicarbonaat: het CO2 - Ca evenwicht buiten beschouwing gelaten. Een slechtere grondwaterkwaliteit betekent niet dat het grondwater per definitie niet langer geschikt is om te gebruiken als drinkwater. Grondwater uit gebieden waar de diffuse uitstroom uit geothermische systemen van nature hoog is, is vaak nog goed drinkbaar (IPCC, 2005). Bovendien worden door drinkwaterbedrijven allerlei waterreinigingstechnieken toegepast, zoals omgekeerde osmose (RO = reverse osmosis). Een afname van de kwaliteit van het grondwater zal drinkwaterwinning echter duurder maken. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 106 -

1 juli 2007

Dieper gelegen watervoerende lagen met drinkbaar water die in verbinding staan met lekkende CO2-reservoirs in sedimentaire bekkens hebben dikwijls bicarbonaatconcentraties van een paar honderd mg/liter. Op die plaatsen wordt bruisend koolzuurhoudend water gewonnen uit koolzuurhoudende bronnen. Veel van deze bronnen worden commercieel geëxploiteerd door de mineraalwaterindustrie (Chaudfontaine, Perrier, Gerolstein en andere bronnen in de Eifel). 6.4.5

Conclusies Het lijkt er op dat, in geval van acute blootstelling, de Mens het meest gevoelige organisme is. De maximale concentratie mag zelfs voor kortstondige blootstelling niet hoger zijn dan 1,5 vol% - 3 vol%. Er kan echter geen directe relatie met het stroomvolume worden gegeven want het blootstellingsniveau hangt niet alleen af van het stroomvolume maar ook van de ‘ventilatiecapaciteit’ van de ruimte waarin het CO2 terecht komt. Zoals de Crystal Geyser en de geothermische systemen in Italië aantonen, treedt er, zelfs bij uitstroomvolumes van duizenden g/m2/dag geen negatief effect op zolang er voldoende ventilatie is om het uitgestoten CO2 te verdunnen. Anderzijds hebben mensen ook weinig te vrezen van een langzame maar voortdurende uitstoot die zich niet ophoopt, want de instroom in dat deel van de biosfeer waarin ze leven zal over het algemeen snel verdund raken. De vegetatie en de waterorganismes worden daarentegen beschadigd bij een CO2 instroom in de bodem van slechts een paar honderd g/m2/dag. Op grond van metingen van CO2-concentraties in de uitstroom en in de bodem, zoals gemeten in Costa Rica, lijkt voor de uitstroom die door vegetatie getolereerd kan worden, voorlopig te kunnen worden geschat op ongeveer 50 g/m2/dag, een aantal maal hoger dan het natuurlijke uitstroomniveau. De maximale uitstroom die acceptabel is, is waarschijnlijk afhankelijk van de korrelgrootte van de bodemdeeltjes en is waarschijnlijk hoger voor zandige bodems dan voor kleigrond vanwege de verschillen in doorlatendheid tussen de verschillende bodemsoorten. Op grond van bovenstaande conclusies zou men kunnen stellen dat er een beleid moet worden geformuleerd waarbij de opslag van CO2 wordt verboden in potentieel dicht(bevolkte) gebieden (waaronder drukke infrastructurele werken en toeristenattracties) en in gebieden met een hoge natuurwaarde. In de praktijk zouden, bij een dergelijke aanpak, alleen agrarische gebieden met een lage bevolkingsdichtheid overblijven als mogelijke opslaggebieden. Bovenstaande conclusies kunnen ook worden gebruikt als argument om, na het permanent verlaten van CO2-injectionputten, de putmond toegankelijk te houden en om woonwijken en andere soorten bebouwing te verbieden in de directe omgeving van een putmond - aangezien de putmond kan worden beschouwd als het meest kwetsbare deel van een CO2-opslagreservoir wat betreft eventuele lekkage. Dit betekent dat er zou worden afgeweken van het huidige beleid voor het permanent verlaten van gas- en oliewinningsputten. Nu schrijft de wet voor dat de locatie wordt teruggebracht naar de oorspronkelijke situatie, als onbebouwd terrein, en dat daarna elke soort activiteit is toegestaan bovenop een voormalige putmond72. 72

Volgens artikel 8.5.2.7 van de vigerende mijnbouwregeling moeten de putmond en de stijgbuis tot een minimum diepte van 3 meter onder het aardoppervlak worden afgesneden en moet het bovenste deel van de overgebleven stijgbuis worden gevuld met een grof materiaal tot 20 meter onder het aardoppervlak teneinde het verwijderen van de rest van de stijgbuis te vergemakkelijken voor het geval er ondergrondse constructies zoals parkeergarages of tunnels worden gepland op die locatie.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 107 -

1 juli 2007

Men moet echter voorzichtig zijn bij het overwegen van een dergelijke oplossing, want zo'n beleid is alleen relevant voor het huidige landgebruik. Het blijft een feit dat in de afgelopen 2000 jaar de geopolitieke situatie in Europa keer op keer volledig is veranderd, en daarmee ook het bevoegd gezag73 - en dat de exacte locaties van veel voormalige vuilnisstortplaatsen nu onbekend zijn. Dit werpt de vraag op of zo'n beleid eigenlijk wel zeker kan stellen dat er in de toekomst geen waardevol natuurgebied of woonwijk komt te liggen in de directe omgeving van een voormalige putmond. Deze onzekerheid wat betreft toekomstig landgebruik en het bewust blijven van de plaatsen van voormalige putmonden, kan een argument zijn om te eisen dat een CO2opslaginrichting 'storingsbestendig' wordt geconstrueerd Dat wil zeggend met een gegarandeerd maximaal risico op lekkage voor een bepaalde tijd, inclusief of exclusief onderhoud. Dit soort strookt met, bijvoorbeeld: • • •

Eisen voor vergunningen voor stortplaatsen in Nederland (10.000 jaar, rekening houdend met tussentijds onderhoud - ‘eeuwigdurende nazorg’). IPPC BAT (Geïntegreerde Preventie en Bestrijding van Verontreinigingen Richtlijn beste beschikbare technieken) voor afvalreservoirs (5.000-10.000 jaar voor dammen met een hoog risico). VS vergunningseisen voor uraniumafvalstorthopen (5.000 jaar, zonder rekening te houden met tussentijds onderhoud).

Voor het financieren van de nazorg zal een fonds moeten worden opgericht. Ook voor dit aspect vermelden we een aantal analogieën: • • • • •

6.5

Het fonds voor de definitieve opslag van hoogactief kernafval in Nederland, betaald uit het toegangsgeld voor de Covra (Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval). Het fonds voor 'eeuwigdurende nazorg' voor stortplaatsen in Nederland, betaald uit het toegangsgeld voor de stortingen en stortingsbelasting. De mogelijkheid dat de Minister van Economische Zaken een waarborgfonds vereist onder de huidige Mijnbouwwet. De mogelijkheid dat een vergunningverlenende instantie een waarborgfonds vereist onder de Wet Milieubeheer. Het vrijwillige Bodemdalingsfonds.

Landgebruik en kwetsbaarheid voor de negatieve gevolgen van CO2-opslag Het risico op negatieve gevolgen van CO2-lekkage en andere gebeurtenissen hangt af van de kans dat er zich kwetsbare objecten in de onmiddellijke omgeving bevinden, en dit is afhankelijk van het landgebruik. Op grond van de informatie in dit hoofdstuk wordt geconcludeerd dat mensen, andere grote zoogdieren en voedselzoekende vogels minder last hebben van langzaam vrijkomende CO2 uit een opslagreservoir dan planten, insecten, gravende organismen en vissen. Zoals aangegeven kan de CO2-concentratie in de onverzadigde zone en aan het aardoppervlak hoog zijn, maar neemt de concentratie hoger in de atmosfeer snel af. Ophoping van CO2 in afgesloten ruimtes kan een extra risico voor mensen opleveren.

73

Zie bijv: ‘Nuclear waste disposal: options and realities’, presentatie gegeven door Hans Codée van COVRA N.V. tijdens de Clingendael Internationaal Energie Programma kernenergie workshop, 24 januari 2006 (http://www.clingendael.nl/ciep/events/20060124/20060124_Codee.pdf).

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 108 -

1 juli 2007

Een manier om met deze risico's om te gaan is om bij het selecteren van een opslaglocatie uit te gaan van het landgebruik ter plaatse. In een normale MER en bij ruimtelijke ordening worden verschillende soorten landgebruik onderscheiden: •

•

• •

Agrarische gebieden waaronder speciale soorten gebieden, zoals: • Karakteristieke waardevolle landschappen. • Archeologisch waardevolle landschappen. • Andere vormen van nationaal cultureel erfgoed. Natuurgebieden waaronder speciaal aangewezen gebieden zoals: • Vogel- en habitatrichtlijn gebieden. • Gebieden die onder de natuurbeschermingswet vallen. • Gebieden die deel uitmaken van de Ecologische Hoofdstructuur. Gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid, zoals woonwijken, industriegebieden, hoofdinfrastructuren en recreatiegebieden. Gebieden met een bijzondere functie: waterwingebieden, militaire oefengebieden stortplaatsen.

Een eerste selectiecriterium zou de bevolkingsdichtheid kunnen zijn, een tweede de afwezigheid van waardevolle ecosystemen en natuurgebieden. Volgens deze criteria zouden de beste locaties in agrarische gebieden liggen. Agrarische gebieden worden gekenmerkt door een lage bevolkingsdichtheid en een beperkte natuurwaarde. In die gebieden zouden de belangrijkste negatieve gevolgen de oogst, de gezondheid van vee door een directe blootstelling aan CO2 en de samenstelling en kwaliteit van het grondwater en de bodem betreffen. Tabel 6.4 geeft een samenvatting van de risico's die gelden voor bepaalde gebieden. Tabel 6.4 Overzicht van de relevantie van het gevaar van CO2-lekkage in verschillende soorten

oogsten en vegetatie

Negatieve effecten op

natuurwaarden

belangrijke

Negatieve effecten op

Agrarische gebieden

X

X

XXX

Natuurgebieden

X

XXX

?

Woonwijken en andere gebieden waar veel mensen verblijven

6.6

gezondheidseffecten

Negatieve

gebieden

XXX

Aspecten die in hoofdstuk 6 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 6 van een MER De geografische ligging van het projectgebied wordt over het algemeen beschreven vanuit de bevolkingsdichtheid, gebieden van speciaal belang vanwege natuur- of archeologische waarden, infrastructuur etc. Naast een algemene beschrijving wordt aandacht besteed aan een aantal specifieke aspecten die gevoelig kunnen blijken voor de effecten van de voorgestelde activiteit. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 6 Zoals in de voorgaande paragrafen beschreven levert blootstelling aan CO2 uit opslagreservoirs vooral gevaar op voor mensen, voor de vegetatie en voor dieren die op de bodem leven. Dit betekent dat de aanwezigheid van mensen en hoogwaardige AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 109 -

1 juli 2007

natuurgebieden in de buurt van een geplande opslaglocatie van belang zijn en ook de volgende zaken in een MER voor een specifiek project thuishoren: • •

De kwetsbaarheid van een gebied, en een overzicht van de activiteiten in de buurt van putten. Een overzicht van ondergrondse activiteiten zoals waterwinning.

Gevoeligheid Uit verschillende gegevens blijkt dat mensen, vergeleken met andere organismes, gevoeliger zijn voor hogere CO2-concentraties. Als de concentratie dus voor de mens acceptabel is zal ook het effect op ander organismes klein zijn. Aangezien de mens de meest kritische factor is, zouden proeven moeten worden uitgevoerd, specifiek gericht op de menselijke levensomstandigheden. Mogelijke effecten Mensen en andere grotere zoogdieren en voedselzoekende vogels zullen echter minder last hebben van eventueel vrijkomende CO2 uit reservoirs dan planten, insecten, gravende organismes en vissen. Dit komt omdat de vrijkomende CO2 bovengronds snel verdund zal worden door de wind. De CO2-concentratie in de onverzadigde zone en aan het aardoppervlak kan hoog zijn maar neemt snel af met de hoogte boven het aardoppervlak. Ophoping van CO2 in een afgesloten ruimte kan extra gevaar opleveren voor de mens.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 110 -

1 juli 2007

7

MOGELIJKE GEVOLGEN MILIEUEFFECTEN EN RISICO'S BIJ CO2-OPSLAG IN GASVELDEN OP HET NEDERLANDSE VASTELAND

7.1

Inleiding Vergeleken met onze gedetailleerde kennis van door de mens ontworpen en gemaakte werken en structuren, is onze kennis van het natuurlijke systeem van de ondergrond vrij globaal. Omdat we relatief weinig van de eigenschappen van de ondergrond weten, kan lekkage van CO2 niet volledig worden uitgesloten. In dit hoofdstuk bespreken we de eventuele risico's die de integriteit van een ondergronds opslagreservoir zouden kunnen bedreigen, alsmede eventuele negatieve gevolgen van dit soort gebeurtenissen voor veiligheid, gezondheid en milieu (VGM). Zoals besproken in hoofdstuk 5, wordt het weglekken van CO2 uit het leeggeproduceerde gasreservoir waarin het is opgeslagen beschouwd als het voornaamste risico van ondergrondse opslag. In dit hoofdstuk spreken we niet over bodembewegingen, over veranderingen in het ondergrondse spanningsveld waardoor lichte aardschokken kunnen worden veroorzaakt, of over de verdringing van zout water, omdat deze verschijnselen vrij goed bekend zijn. Bij het opslaan van CO2 in leeggeproduceerde gasvelden valt te verwachten dat er geen lekkage plaatsvindt zolang er veilige injectietechnieken en -methoden worden toegepast. Niettemin kan niet worden uitgesloten dat er in de toekomst toch ooit lekkage zal plaatsvinden. Verschillende theoretisch mogelijke lekkagepaden worden in dit hoofdstuk onderzocht en de mogelijke gevolgen daarvan besproken. Eerst worden in paragraaf 7.2 de mogelijke mechanismen besproken die de oorzaak zouden kunnen zijn van eventuele lekkage. Lekkage langs of door putten lijkt potentieel het meest waarschijnlijke scenario en daarom wordt dit in meer detail besproken in paragraaf 7.3. CO2-migratie door het deklagenpakket wordt beschreven in paragraaf 7.3. Een eventuele CO2-uitstoom door het deklagenpakket, afhankelijk van het soort lekkage, wordt besproken aan de hand van beschikbare waargebeurde en hypothetische gevallen. De in een stromingsmodel berekende stoomvolumes door het deklagenpakket kunnen rechtstreeks worden vertaald in blootstelling (de CO2-concentratie vermenigvuldigd met de tijd dat van deze concentratie duurt). Als er bovendien inwerkingsmodellen beschikbaar zijn, kan de blootstelling rechtstreeks worden vertaald naar de inwerking (zie ook de bijlage bij hoofdstuk 7). Lekkage uit een CO2-opslagreservoir kan ongewenste gevolgen hebben voor de gezondheid en veiligheid van mensen en andere levensvormen, voor in de bodem aanwezige infrastructuren, voor ondiepe grondwatervoorraden, en voor gebouwen. De aanlegfase, de operationele fase en de postoperationele fase van een opslaginrichting dienen zo te worden ontworpen dat deze gevolgen geen onacceptabel niveau kunnen bereiken. Dit hoofdstuk gaat over de vraag hoe men kan bepalen welk lekkageniveau acceptabel is en hoe een ontwerp daar eventueel voor zou kunnen worden aangepast. De mogelijke gevolgen van een toegenomen CO2-concentratie in de ondiepe ondergrond voor veiligheid, gezondheid en milieu worden besproken in paragraaf 7.4. Bij inrichtingen die door mensen zijn gebouwd wordt meestal een kwantitatieve risicoanalyse verricht om de mogelijke gevolgen van eventuele gebeurtenissen te evalueren. In geval van ondergrondse CO2-opslag zou kunnen worden gedacht aan een systematische kwantitatieve analyse van ergste-geval scenario's, voor die elementen AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 111 -

1 juli 2007

die überhaupt kunnen worden gekwantificeerd. Zo'n analyse zou moeten worden uitgevoerd volgens de specificaties voor het evalueren van de externe veiligheid van bedrijfsinrichtingen (zie: www.Safety.nl). Het is mogelijk op één bepaald tijdstip (bijvoorbeeld bij het aanvragen van een vergunning) een volledige kwantitatieve risicoanalyse te maken, maar dit is weinig zinvol. Een risicoanalyse in een systeem met onbekende of slecht bekende eigenschappen, zoals de ondergrond, kan beter worden beschouwd als een dynamische leerervaring waarin tijdens opeenvolgende analyses de kwantitatieve modellen kunnen worden herzien en aangevuld met de meest recente nieuwe informatie en inzichten. Dit dynamische leeraspect is kenmerkend voor projecten waarbij gebruik wordt gemaakt van de ondergrond. Het is gericht op de best mogelijke aansturing van een project en op het verkleinen van risico's, en niet op het precies voorspellen van de hoogte van een risico. Teneinde de gebruikte modellen te ijken, moet in deze risicoanalyses ook rekening worden gehouden met de ervaringen opgedaan bij vergelijkbare activiteiten zoals gasopslag of de injectie van andere vloeistoffen. Ook moet er gebruik worden gemaakt van ervaringen met CO2-opslag opgedaan in andere landen en in buitengaatse gebieden, als daarvan meet- en modelleringsgegevens beschikbaar zijn. De uitkomsten moeten vervolgens worden vertaald naar de Nederlandse situatie. De risicobeoordeling wordt in detail besproken in paragraaf 7.5. De risicoanalyse aanpak is gebaseerd op het vlinderdasmodel. Deze methodologie laat, aan de ene kant van de vlinderdas, gevaren zien, in het midden een (natuurlijke of een door de mens veroorzaakte) gebeurtenis en aan de andere kant een weergave van het effect van die gebeurtenis. Als de kans van risico's en eventuele gebeurtenissen kan worden ingeschat en als er een aanvaardbaarheidsgrens bekend is, kan het 'risico' worden gekwantificeerd. Dit wordt als volgt berekend: vermenigvuldig de cumulatieve kans van het overschrijden van een bepaalde grens met de gemiddelde gevolgen van de gevallen die deze grens overschrijden. De aanpak die we voorstellen voor specifieke projecten wordt beschreven in paragraaf 7.6. Dit kan worden gelezen als een 'recept' voor de manier waarop een dergelijke aanpak dient te worden ingevuld. Tenslotte doen we in paragraaf 7.7 voor een MER aanbevelingen voor methoden voor het evalueren van de risico's van ondergrondse CO2-opslag en de potentiële VGM gevolgen (gevolgen voor de veiligheid, gezondheid en het milieu). Bij het lezen van dit hoofdstuk dient men in gedachten te houden dat de voorgestelde aanpak is gebaseerd op de huidige stand van wetenschap en techniek. In de komende jaren kunnen nieuwe bevindingen en praktische ervaring met ondergrondse CO2-opslag aanleiding geven tot een andere aanpak.

7.2

Lekkagemechanismen Teneinde de mogelijke gevolgen van eventueel weglekken van CO2 uit een ondergronds opslagreservoir, voor de veiligheid, gezondheid, en het milieu te evalueren moeten eerst de mogelijke weglekmechanismen uit een reservoir en eventuele lekkagepaden naar het aardoppervlak worden beschouwd. De Nederlandse ondergrond bestaat merendeels uit opeenvolgingen van klastische sedimenten, zoals zandsteen, schalie, en kleisteen met daarboven ongeconsolideerde klei en zand. De Zechstein zoutlagen vormen een vrijwel perfecte afdichtende bovenlaag voor koolwaterstoffen. De meeste gasreservoirs bevinden zich in door breuken begrensde horstblokken onder het zout. Er bevinden zich veel opsporings- en winningsputten in deze gasvelden, zowel permanent verlaten putten als operationele putten. Over het algemeen zou men zich vier mogelijke lekkagemechanismen (figuur 7.1) kunnen voorstellen, die veelal van toepassing zijn op AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 112 -

1 juli 2007

de situatie in opslaglocaties in leeggeproduceerde gasvelden op het Nederlandse vasteland. • • • •

Lekkage door of langs de afdichtende bovenlaag (paragraaf 7.2.1). Lekkage via een overstromingspunt van het reservoir (paragraaf 7.2.2). Lekkage langs of via geologische breuken (paragraaf 7.2.3). Lekkage langs of door putten (paragraaf 7.2.4).

Het is belangrijk hier te vermelden dat er ook rekening moet worden gehouden met mogelijke combinaties van de vier bovenstaande mechanismen (paragraaf 7.2.5). Voor elk mechanisme moeten de risico's worden bepaald, die tot lekkage zouden kunnen leiden, de daaruit voortvloeiende uitstroomvolumes uit het reservoir die in de loop van de tijd zouden kunnen plaatsvinden en de mogelijke lekkagepaden door de afdichtende bovenlaag. Risico's worden gedefinieerd als de eigenschappen van een systeem, een gebeurtenis of een opeenvolging van gebeurtenissen, die zouden kunnen leiden tot het ontsnappen (weglekken) van CO2 uit een opslagreservoir. Hierin kunnen zich verschillen voordoen tussen de verschillende fases van een opslagproject. Daarom moeten die fases afzonderlijk worden bekeken. Er moet onderscheid worden gemaakt tussen de operationele fase (injectiefase) van een opslaglocatie en de postoperationele fase (postinjectie fase) van een opslaglocatie.

1.5 tot 2.5 km

5 tot 15 km

Figuur 7.1

Belangrijkste mogelijke lekkagepaden waardoor CO2 eventueel naar het aardoppervlak kan stromen: lekkage langs de afdichtende laag; overstromingslekkage; lekkage langs of via een breuk; lekkage via een put (TNO, 2007)

Toelichting bij figuur 7.1. Een vereenvoudigde versie van de figuur is opgenomen in de figurenbijlage. Aan het maaiveld worden verschillende mogelijkheden van accumulatie aangewezen, in ondiepten, kelders of tunnels. In de ondergrond wordt gewezen op mogelijke ondergrondse secundaire accumulatie. Nabij het reservoir is aangegeven welke denkbare ontsnappingsroutes moeten worden onderzocht.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 113 -

1 juli 2007

Ook moet rekening worden gehouden met de mogelijke invloed van verontreinigingen in de CO2-stroom op de eventuele gasdichtheid van de afsluiting, put en reservoir. Xu et al. (2004) kwamen op grond van modelstudies tot de conclusie dat het met het CO2 mee-injecteren van verontreinigingen, zoals SOx en NOx, zou kunnen leiden tot een grotere verspreiding van de geïnjecteerde vloeistoffen en een sterkere verzuring. De radiale verspreiding met verontreinigingen zou 100 meter bedragen versus 20 m voor CO2 alleen. De pH zou met de verontreinigingen dalen naar 0,6 versus 3,4 voor pure CO2. Xu et al. (2004) hebben ook de gevolgen bestudeerd van verontreinigingen op zoutwatervoerende lagen waarin de rol van vrij water dominant is. De hoeveelheid vrij water in een leeggeproduceerd gasreservoir verschilt hier aanzienlijk van en daarom zijn de conclusies van Xu et al. (2004) alleen van toepassing op die delen van leeggeproduceerde gasvelden die vrij water bevatten. Johnson et al. (2004) concludeerden dat verontreinigingen in de CO2-afvalstoom (bv. CH4, H2S, SOx en NOxconcentraties), slechts een secundaire invloed uitoefenen op geochemische omzettingsprocessen. Dit houdt in dat het effect van de verontreinigingen verwaarloosbaar is. Samenvattend kunnen we stellen dat verontreinigingen (vooral SO2) in de CO2-stroom alleen significante invloed kunnen hebben op het reservoir en de gasdichtheid van een put in het geval een grote hoeveelheid water het leeggeproduceerde reservoir instroomt. Men dient zich te realiseren dat het feit dat er van nature al CO2 en andere verontreinigingen aanwezig zijn in (de meeste) gasreservoirs en dat die reeds in contact staan met de afdichtende laag, een bewijs vormt van een zeer langdurige chemische integriteit van het reservoir en de afdichting. 7.2.1

Mechanisme van lekkage door of langs de afdichtende bovenlaag De afdichtende bovenlaag is de, per definitie, ondoorlatende geologische gesteentelaag bovenop een reservoir, waardoor opwaarts stromende vloeistoffen of gassen gevangen blijven binnen het reservoir. In Nederland bestaat het reservoirgesteente meestal uit zandsteen, bijvoorbeeld de Rotliegend zandstenen. Een afdichtende bovenlaag wordt gekenmerkt door een extreem lage doorlatendheid en een zeer hoge capillaire ingangsdruk. In Nederland bestaat de afdichtende bovenlaag meestal uit kleisteen (schalie) of evaporiet (steenzout, anhydriet). De afdichtende bovenlaag kan mogelijkerwijs reageren met het CO2 of met andere gassen die in het reservoir worden geïnjecteerd. Afhankelijk van de mineralen waaruit de afdichtende bovenlaag bestaat, kan dit leiden tot een grotere doorlatendheid, waardoor eventueel lekkage zou kunnen optreden; of een slechtere doorlatendheid, waardoor het afsluitend vermogen juist verbetert. Het scenario van een lekkende afdichtende bovenlaag beschrijft de lekkage van CO2 en de stroming door de afdichtende bovenlaag veroorzaakt door een geochemische of mechanische vermindering van het afsluitend vermogen. Uitstroming door de afdichtende bovenlaag is afhankelijk van de toename in doorlatendheid in deze laag, welke kan ontstaan doordat de kwaliteit van de structuur minder wordt. Voor Nederlandse gasreservoirs is dit een minder waarschijnlijk scenario vergeleken met andere mogelijke lekkagepaden. Kortom, de verwachte gevolgen van de lekkage door de afdichtende bovenlaag zijn zeer beperkt. Tenslotte heeft de miljoenen jaren durende opslag van aardgas de geschiktheid van de afdichtende bovenlaag ruimschoots bewezen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 114 -

1 juli 2007

De eigenschappen van de afdichtende bovenlaag kunnen mechanisch zijn veranderd door de gaswinning. Eventuele mechanische veranderingen van het reservoir voor en tijdens de injectiefase moeten worden geëvalueerd bij elke risicoanalyse voor CO2opslag. Bovendien verschillen de stromingseigenschappen van superkritische CO2 van die van gas of olie. Aangezien de capillaire ingangsdruk voor CO2 lager is dan voor koolwaterstoffen, zal CO2 het gesteente van de afdichtende bovenlaag bij een lagere druk kunnen binnendringen dan CH4. Het feit dat er miljoenen jaren lang CH4 gas opgesloten heeft gezeten, is geen garantie dat CO2 niet door dezelfde afsluiting kan sijpelen. Wat dat betreft dient te worden opgemerkt dat dit proces wordt vertraagd doordat CO2 een lagere druk opbouwt in het reservoir dan de oorspronkelijke druk van het aardgas. Verder kunnen de gevolgen van een temperatuurverandering tijdens de injectiefase gevolgen hebben voor de fase waarin het CO2 zich bevindt. Op zijn beurt kan dit weer gevolgen hebben voor de zwelling en krimp van eventueel in de afsluitende laag aanwezige kleilagen, waardoor de afsluitende eigenschappen veranderen. Dit aspect verdient speciale aandacht bij de evaluatie. Verder kunnen wijzigingen in samenstelling en neerslag van zouten (vergelijkbaar met ketelsteen) de injecteerbaarheid van de injectieputten beïnvloeden, en daarmee ook een verhoging van de gasdruk veroorzaken en dientengevolge ook de afsluitende eigenschappen van de afdichtende bovenlaag verminderen. Injectiedrukken in de directe omgeving van de put moeten ruim onder de mechanische gesteentesterkte van het afsluitende gesteente blijven, zoals die bepaald is bij een formatiesterktetest onder de schoen van een verbuizingserie. Een ander verschil met de insluiting van gas is het chemische gedrag van CO2. In combinatie met formatiewater, vormt CO2 een zure oplossing die carbonaatmineralen kan oplossen en daardoor de doorlatendheid vergroten. Dit kan leiden tot een slechtere mechanische stabiliteit van een carbonaathoudende afdichtende bovenlaag. Dit effect kan bijvoorbeeld optreden als de afdichtende bovenlaag uit schalie met kalklaagjes erin bestaat. Een afsluiting door zout is ongevoelig voor chemische aantasting door CO2. Zout is een geschikte afdichtende bovenlaag voor CO2. Hoewel hoogst onwaarschijnlijk, is het dus mogelijk dat CO2 relatief langzaam uit het reservoir wegsijpelt, via de afsluitende gesteentelaag. Zoals hierboven uiteengezet, is dit proces afhankelijk van de drukontwikkeling in het reservoir en van eventuele oplossing van mineralen die aanwezig zijn in het afsluitende gesteente 7.2.2

Mechanisme van lekkage langs een overstromingspunt van het reservoir Tijdens de injectie kan, afhankelijk van de voornaamste eigenschappen van het reservoir, het CO2 aankomen bij een overstromingspunt van het reservoir, waardoor er eventueel CO2 uitstroomt in dezelfde stratigrafische laag, die echter voorbij het overstromingspunt waterhoudend is. Alleen als het totale geïnjecteerde volume CO2 groter is dan het volume van de structuur waarin het moet worden opgesloten kan het CO2 'overstromen' en op die manier weglekken uit het opslagreservoir. De uitstroom van CO2, die hierbij ontstaat, is vergelijkbaar met lekkage door de afdichtende bovenlaag. De kans dat dit scenario werkelijkheid wordt kan worden ingeperkt door eerst een deugdelijke geologische beschrijving van een beoogd opslagreservoir te maken. Met behulp van drukgegevens, seismische gegevens, en andere informatie verzameld tijdens de opsporing en winning van het oorspronkelijk in het reservoir aanwezige aardgas kan een vrij nauwkeurig model worden gemaakt van de structuur en grootte van een beoogde opslagreservoir. Gebruikmaking van deze informatie en geregelde metingen en monitoren tijdens de injectiefase kan de kans op lekkage door AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 115 -

1 juli 2007

overstroming verminderen. Verder zullen de gevolgen van lekkage door overstroming hoe dan ook beperkt worden doordat het CO2 oplost in het aanwezige formatiewater. Een andere mogelijke oorzaak van lekkage door overstroming is dat het CO2 het reservoir verlaat samen met de formatievloeistoffen. Dit kan gebeuren als het reservoir deel uitmaakt van een dynamisch vloeistofsysteem, hetgeen vooral voorkomt als er zich zeer doorlatende zones in het reservoir bevinden. Dit effect kan worden beperkt door de druk in een leeggeproduceerd gasreservoir zo hoog te houden dat er geen formatiewater in kan stromen. In Nederland is slechts zelden geconstateerd dat formatiewater een leeg gasreservoir instroomde. Men zou daardoor kunnen denken dat dit fenomeen zich niet kan voordoen. Vloeistofstromingsystemen zijn echter beperkt voorspelbaar, vooral voor een langere periode. Het stromingsregiem zou kunnen veranderen door activiteiten van de mens in een ander of groter deel van de ondergrond. Een derde mogelijke oorzaak van lekkage door overstroming kan optreden als het CO2 in grote hoeveelheden wordt geïnjecteerd in een zeer heterogeen reservoir. De heterogeniteiten (bv. schalielenzen of kleine breuken) kunnen er de oorzaak van zijn dat het CO2 vrij direct naar een overstromingspunt zal stromen. Bij een beperkt structureel reliëf en een tamelijk heterogeen reservoir waarin de verhouding tussen de verticale en de horizontale doorlatendheid laag is, kan deze mogelijkheid niet worden verwaarloosd. Dit soort effecten kan worden gesimuleerd door middel van reservoirmodellering. 7.2.3

Mechanisme van lekkage langs of via breuken Breuken zijn meestal vlakke zones waarlangs de oorspronkelijk doorlopende gelaagdheid wordt verplaatst of onderbroken. De doorlatendheid van breuken in schaliepakketten is meestal laag, maar breuken in kalksteenpakketten zijn veelal zeer doorlatend voor vloeistoffen of gassen. De doorlatendheid van breuken in zandsteenpakketten hangt af van de spronghoogte (de verticale verplaatsing van de oorspronkelijk doorlopende laag langs de breuk) en van de aanwezigheid van schalielagen in de buurt van de breuk. In zout komen geen breuken voor omdat zout reeds onder geringe druk langzaam blijft vloeien en onregelmatigheden vanzelf weer worden dichtgedrukt. Verplaatsing langs de breuk en de daaropvolgende omzettingen in het verplaatste gesteente kunnen leiden tot een veranderde (een lagere of een hogere) doorlatendheid van de breukzone. Tijdens de winning van koolwaterstoffen of de injectie van CO2, kan ook deformatie (vervorming) van het reservoir optreden, waardoor breuken kunnen worden gereactiveerd (Mulders, 2003; Van Eijs, 2006). Het is echter onwaarschijnlijk dat door deze reactivering de doorlatendheid over een grote afstand toeneemt, aangezien de maximale verplaatsing meestal beperkt blijft tot een (paar) centimeter. Als de doorlatendheid in de breukzone zou toenemen zou de CO2, langs de breukzones, uit het reservoir kunnen weglekken en terechtkomen in het deklagenpakket. Zo zou eventueel zelfs een verbinding met de ondiepe ondergrond kunnen ontstaan. De doorlatendheid en de breedte van een breukzone zijn de voornaamste parameters die zowel het CO2-stroomvolume als totale uitstroming langs een breukzone bepalen (Wildenborg et al., 2003). Het blijft echter de vraag of de verhoogde doorlatendheid zich voordoet over de totale lengte van een breuksysteem. Het is niet mogelijk de doorlatendheid van de hele breuk met voldoende zekerheid te bepalen. De doorlatendheid van een breuk kan plaatselijk worden afgeleid door een AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 116 -

1 juli 2007

kern te nemen tijdens het boren van een put die door de breuk heen gaat. Door het bestuderen van de eigenschappen van het gesteente in die kern kan een schatting van de doorlatendheid worden gemaakt. Ook het drukverloop tijdens de winning van olie of gas uit een reservoir kan aanwijzingen geven voor de doorlatendheid van in het reservoir voorkomende breuken. Grote breuken in de ondergrond kunnen worden opgespoord door seismisch onderzoek, maar kleinere breuken of breuken waarlangs nauwelijks enige verplaatsing heeft plaatsgevonden, zijn moeilijk op te sporen. Het is echter onwaarschijnlijk dat in Nederland via dit soort kleine breukjes een verbinding (kortsluiting) tussen het reservoir en het aardoppervlak kan ontstaan. Ten eerste is de verticale beweging langs de breuken beperkt tot de lagen en formaties die aanwezig waren in de tijd dat de breukbeweging plaatsvond. Bovendien komt in de ongeconsolideerde sedimenten die praktisch heel Nederland bedekken bijna geen breukvorming voor. Daarom lopen breuken vrijwel nooit door tot aan het aardoppervlak. Net als het geval is bij het afsluitend vermogen van de afdichtende bovenlaag, hebben de breuken die in reservoirs voorkomen hun vermogen om gedurende een lange (geologische) tijd koolwaterstoffen op te sluiten ruimschoots bewezen en lijkt het risico van lekkage daarom klein. Maar de aanwezigheid van neergeslagen carbonaat of calciet in de breukzone zou een risico kunnen opleveren. Er zouden chemische reacties kunnen optreden tussen carbonaten en water waarin CO2 is opgelost, waardoor eventueel lekkagepaden zouden kunnen ontstaan. Zoals hierboven aangegeven is bovendien de capillaire ingangsdruk van CO2 lager dan die van aardgas en daardoor kan een afsluitende laag, in vergelijking met de olie- of gasdruk, een kleinere CO2-druk tegenhouden. 7.2.4

Mechanisme van lekkage langs of door putten Het falen van het afsluitend vermogen van een put is de voornaamste oorzaak van lekkage uit ondergrondse gasopslaginrichtingen. Benson et al. (2002) kwamen tot de conclusie dat het lekken van een injectieput in de meeste gevallen te wijten is aan het gebruik van constructiematerialen die ongeschikt waren voor de geïnjecteerde afvalstof, waardoor excessieve corrosie van de verbuizing van de put plaatsvindt. Over het algemeen kan dit worden opgelost door de put te repareren of renoveren. Andere, algemeen voorkomende, problemen zijn het onvoldoende monitoren en meten van de druk op de afsluitringen om lekkage op te sporen (waardoor geen herstelactie wordt ondernomen); het niet tijdig ontdekken van vloeistofstroming achter de verbuizingswand van de put (dito), en het injecteren van afvalstoffen onder een (veel) te hoge druk. In de loop van de tijd zijn de constructiemethoden verbeterd en zijn de meet- en monitorschema's frequenter en strikter geworden. Daardoor is het aantal incidenten afgenomen. Gecombineerd met verbeterde procedures is daarom ondergrondse opslag van aardgas een relatief veilige en doeltreffende operatie (Benson et al., 2002). Grootschalige industriële opslag van CO2 zou mogelijk kunnen leiden tot nieuwe problemen met betrekking tot het afsluitend vermogen van putten. Het voornaamste verschil tussen aardgas en CO2 is dat CO2 in combinatie met water een licht zure oplossing vormt die chemisch kan reageren met de constructiematerialen (vooral staal en cement) in de put. Teneinde lekkage van CO2 door of langs de put te voorkomen, dienen de toegepaste constructiematerialen, zowel op korte termijn als op lange termijn, goed bestand te zijn tegen aantasting en verwering.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 117 -

1 juli 2007

Cement wordt zowel gebruikt om de ruimtes tussen de verbuizing en het omringende gesteente af te sluiten als voor het plaatsen van afsluitingsproppen op één of meerdere plaatsen in de verbuizing. Om te vermijden dat er vloeistoffen of gassen door of langs een put uit het reservoir weglekken, wordt een cementmatrix gebruikt met een zo laag mogelijke doorlatendheid, grotendeels in het microDarcy bereik (Economides, 1990). In principe wordt op deze manier elke drukcommunicatie tussen het reservoir en andere formaties voorkomen. Er kunnen zich echter een aantal fysieke verschijnselen voordoen die, op verschillende plaatsen in het putsysteem, zouden kunnen leiden tot de vorming van smalle, maar doorlopende, kieren waarlangs vloeistoffen kunnen stromen. Constructieve eigenschappen Enkele factoren, die verband houden met diverse stappen in de aanleg van een put en het permanent verlaten van een put, beïnvloeden het afsluitend vermogen van een put wat betreft CO2-opslag. Slechte kwaliteit vakwerk bij het cementeren van de verbuizing of bij het plaatsen van de afsluitingsprop kan resulteren in onvoldoende afsluitende eigenschappen en uiteindelijk zelfs in directe migratiepaden voor CO2. Als de spoelingkoek niet grondig wordt verwijderd voordat het cementeren begint, blijft een gedeelte van de spoelingkoek achter, wat eventueel kan leiden tot preferente stromingspaden. Verder kan het krimpen van cement na het uitharden invloed hebben op de doorlatendheid van de cementkoker als geheel. Tegenwoordig zijn er cementsoorten beschikbaar - en worden ook gebruikt - die licht uitzetten nadat ze zijn ingebracht, waardoor scheurvorming tijdens het uitharden wordt voorkomen. Hierbij dient echter te worden opgemerkt dat volgens de vigerende Nederlandse mijnbouwwetgeving de isolerende eigenschappen van aangebrachte proppen onder druk moeten worden getest. Deze verbuizingsdruktesten moeten op zodanige wijze worden uitgevoerd dat vervorming van, en scheurvorming in de cementkoker rondom de verbuizing wordt voorkomen. De degelijkheid van de primaire cementkoker in de afsluitring kan worden geëvalueerd met een cementhechtingsmeting (= CBL: Cement Bond Log). Drukmetingen aan de afsluitringen van een spuitkruis (Xmas tree) kunnen ook zekerheid geven of er al dan niet hydraulische verticale communicatie met het aardoppervlak bestaat. In geval er reservoirs boven elkaar liggen moet bovendien worden vastgesteld of ook de dieper gelegen, niet-geproduceerde gasvoerende zones naar behoren zijn afgesloten met een cementprop boven deze zones. Mechanische verwering Tijdens de gaswinning kan het mechanische afsluitend vermogen van putten zijn aangetast. Een verandering van druk in het reservoir kan leiden tot compactie en daardoor mogelijkerwijs schuifvervorming van de put op het raakvlak tussen het reservoir en de afsluitende cementkoker. De vervorming kan plaatselijk mechanische aantasting ofwel verwering van het cement veroorzaken. Temperatuurwisselingen veroorzaakt door gaswinning kunnen leiden tot vervormingen van de verbuizing en het cement omdat verschillende materialen (in dit geval: metaal, cement en gesteente) verschillende uitzettingscoëfficiënten hebben. Daardoor zou de hechting van het cement kunnen verzwakken en zouden er mogelijkerwijs kleine kieren of scheuren kunnen ontstaan. Als er zand of zure vloeistoffen mee worden geproduceerd, kan dit bovendien leiden tot slijtage van de verbuizing. Veranderingen in het ondergrondse spanningsveld, in de poriëndruk of de temperatuur tijdens CO2-injectie zouden theoretisch vervormingen kunnen veroorzaken van zowel AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 118 -

1 juli 2007

het cement in de put als van de verbuizing. De beschikbare gegevens geven echter aan dat het onwaarschijnlijk is dat hierdoor lekkageproblemen worden veroorzaakt (Orlic, 2007). Chemische verwering Puur, droog CO2 is geen agressieve stof. In contact met formatiewater, vormt CO2 echter koolzuur dat chemische aantasting ofwel verwering van het cement kan veroorzaken en ook de verbuizing kan aantasten. Daarom kan in zones die dicht bij het oorspronkelijke gas-water contact (GWC) liggen ernstige verwering en corrosie optreden. Als CO2 onder het GWC wordt geïnjecteerd of terechtkomt, en samen met het formatiewater een zure zoutwateroplossing vormt, kunnen grote stukken van de put chemisch worden aangetast en/of gecorrodeerd. Verder moet rekening worden gehouden met de aanwezigheid van verontreinigingen, zoals H2S, NOx of SOx, in het geïnjecteerde CO2-gas. Deze verontreinigingen kunnen de verweringsnelheid aanzienlijk beïnvloeden. Ook moet worden aangenomen dat het geïnjecteerde CO2 zich mengt met in het reservoir achtergebleven gas. Het ontstane mengsel is derhalve de stof waarmee rekening moet worden gehouden bij het voorspellen van de chemische verwerings- en corrosiesnelheid (chemisch potentieel) en de samenstelling van eventueel weglekkend gas. Cementverwering gaat gepaard met de progressieve aantasting van portlandiet [Ca(OH)2] en calciumsilicaathydraten (CSH) waarbij carbonaten (aragoniet, vateriet en/of calciet), amorfe kiezelgel en water worden gevormd (e.g. Barlet-Gouedard et al. 2006). Door voortschrijdende oplossing (vertering) van CSH ontstaat een zeer poreuze zone die langzaam indringt in het cement. De carbonaten ontstaan aan het carbonatatiefront, en daardoor vermindert de porositeit. Vervolgens worden de nieuw gevormde carbonaten opgelost door het koolzuurhoudende zout water (‘oplossingsachterfront’). Dit verhoogt de porositeit weer, en daardoor wordt het cement nog sneller aangetast. De snelheid van deze reactie is afhankelijk van de uitwisseling van stoffen tussen het cement en het omringende gesteentemateriaal (dwz de snelheid waarmee reactiecomponenten van en naar de formatie worden vervoerd). Vervanging van de oorspronkelijke cementbestanddelen door een amorfe kiezelgel doet de mechanische materiaalsterkte ook sterk afnemen. Aantastingsnelheden kunnen worden afgeleid uit experimenteel werk. Hoewel de omstandigheden waaronder laboratoriumproeven plaatsvinden over het algemeen verschillen van de natuurlijke omstandigheden, kunnen de aantastingsnelheden die in het laboratorium zijn gemeten, toch waardevolle informatie leveren. Als we aannemen dat het verweringsproces van cement wordt bepaald door de diffusie van CO2, verloopt de chemische verwering van een cementprop te langzaam om überhaupt een probleem te vormen. Zelfs bij een extreem hoge temperatuur en druk (204ºC; 69 bar) zou een 10.000 jaar lange blootstelling van Portlandcement klasse G aan CO2 leiden tot ongeveer 12,5 m cementverwering (Shen and Pye, 1989). Cementproppen zijn over het algemeen tientallen meters hoog of nog hoger. Hier dient echter te worden opgemerkt dat scheurtjes of andere meer doorlatende zones in een cementprop het verweringsproces aanzienlijk zouden kunnen versnellen. Bovendien zal bij deze reactiesnelheden blootstelling aan CO2 leiden tot wijdverbreide zijdelingse aantasting van de dunne (slechts 2-5 centimeter dikke) primaire cementkoker. Bij andere drukken en temperaturen varieert de penetratiediepte van CO2 in het cement van enkele centimeters per 10.000 jaar bij atmosferische druk en kamertemperatuur (Duguid et al., 2006) tot ruim zeven meter in 10.000 jaar bij een druk van 400 bar en een temperatuur van 80ºC (Van Gerven et al., 2004). AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 119 -

1 juli 2007

Bij de aantasting van staal (verbuizing) speelt corrosie als gevolg van elektrochemische reacties een grote rol. Dit wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van opgeloste CO2. Er kan, in een betrekkelijk korte tijd, ernstige holtevorming in de verbuizing of zelfs perforatie optreden. Dit proces hangt sterkt af van de natuurkundige omstandigheden ter plaatse (zuurgraad, druk, temperatuur, aanwezigheid van water, aanwezigheid van ionen die als katalysator optreden). In principe kan de corrosie van de stalen verbuizing erg snel gaan, in de orde van tientallen millimeters per jaar. Dit betekent dat, in de loop van 10.000 jaar, de gehele verbuizing door corrosie kan worden aangetast over een afstand van tientallen meters. Hierdoor kan om de cementprop en de afdichtende laag heen een ringvormige opening ontstaan. Onder bepaalde omstandigheden kan echter aan het reactieoppervlak FeCO3 neerslaan (Chokshi, 2004), hetgeen de corrosiesnelheid aanzienlijk vermindert. Een beschermend laagje FeCO3 kan zich alleen vormen bij pH waardes boven de 5, maar over het algemeen is, in de omstandigheden onmiddellijk na de injectie van CO2, de pH in het reservoir lager. Bij een temperatuur boven 60ºC begint er weliswaar een beschermend laagje neer te slaan, maar een continue, vastgekoekte FeCO3 laag vormt zich pas bij een temperatuur boven de 150ºC en een pH>5 (Burke, 1984; Palacios and Shadley, 1991). Hier dient te worden opgemerkt dat, op het niveau van de afdichtende laag die het reservoir afsluit, het staal van de verbuizing over het algemeen zit ingesloten tussen de cementprop en de primaire cementkoker. Hoewel het proces nog niet volledig wordt begrepen, zal dit over het algemeen leiden tot een versnelde verhoging van de pH door de bufferende eigenschappen van het cement (Cailly, 2005). Zelfs als door corrosie de totale staallaag van de verbuizing zou verdwijnen, zou het transport van reactiecomponenten en producten door de gevormde smalle, (ongeveer 2,5 cm wijde) kier, waarschijnlijk worden belemmerd door de toenemende afstand tussen het reactiefront en het CO2-houdende reservoirgesteente. Naar verwachting zal dit de reactiesnelheid significant verminderen. Corrosie van de verbuizing in nog niet verlaten putten zal ongetwijfeld worden gerepareerd als de verbuizing samen met de cementkoker eruit wordt geboord en een zogenaamde pannenkoekcementprop wordt aangebracht. De genoemde processen kunnen leiden tot het ontstaan van lekkagepaden op het raakvlak van de cementkoker met de verbuizing, of met het omringende formatiegesteente, op het raakvlak tussen de cementprop met de verbuizing, door de cementmatrix of het verbuizingsmateriaal of langs scheurtjes in het cement (zie figuur 7.2). Naar verwachting zal CO2 slechts langzaam kunnen weglekken via deze kieren (te denken valt aan een tijdschaal van tientallen tot honderden jaren). In geval van met een cementprop afgesloten, permanent verlaten putten zou eventueel ook lekkage kunnen optreden omdat grote delen van de verbuizing oorspronkelijk niet gecementeerd waren (Pirkle and Jones, 2006). In die gevallen hoeft het CO2 slechts een paar centimeter cementkoker en verbuizing aan te tasten om direct het open boorgat in te stromen. Ook nooit afgewerkte putsegmenten ('side-tracks') kunnen een open verbinding in de ondergrond vormen. Dit soort structuren kan migratieroutes vormen waarlangs een significante hoeveelheid CO2 snel naar de volgende cementprop zou kunnen stromen, die zich meestal een stuk minder diep bevindt. Wet- en regelgeving voor het permanent verlaten van putten is pas de laatste jaren ontwikkeld. Daarom worden putten nu ontworpen en aangelegd met gebruikmaking van de meest recente technologie. De regels voor oudere, langer geleden verlaten putten waren minder streng en daarbij zou zich een grotere kans op lekkage kunnen voordoen als gevolg van verschillende verweringsprocessen. In veel leeggeproduceerde velden bevinden zich nog productieputten van een verouderd ontwerp (figuur 7.3 in de figurenbijlage). Putreparaties en workovers zijn hierin vaak uitgevoerd en de AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 120 -

1 juli 2007

aanpassingen die daarbij zijn aangebracht zijn niet altijd nauwkeurig gedocumenteerd. Welke aanpassingen aangebracht moeten worden om er zeker van te kunnen zijn dat een put op een veilige manier permanent is verlaten dient van geval tot geval te worden bekeken.

a Tussen verbuizing (casing) en cement. b Tussen cementprop en verbuizing. c Door poriën in het cement als gevolg van verwering van het cement. d Door de verbuizing als gevolg van corrosie. e Door breuken in het cement. f Tussen cement en omringend gesteente. Bron: Gasda, et al. (2004). Figuur 7.2 Schematische weergave van mogelijke lekkagepaden via een permanent verlaten put: (a) tussen verbuizing en cement; (b) tussen cementprop en verbuizing; (c) door poriën in het cement als gevolg van cementverwering; (d) door de verbuizing als gevolg van corrosie; (e) door scheurtjes in het cement; en (f) tussen cement en gesteente. Uit: Gasda et al. (2004).

Eventuele lekkage via of door de put wordt beschouwd als het grootse risico van CO2opslag in leeg-geproduceerde gasvelden in Nederland. Hierbij dient te worden opgemerkt dat dit slechts klopt als we aannemen dat weglekken als gevolg van andere lekkage mechanismen onwaarschijnlijk is. Dat wil zeggen dat er een afdichtende laag is die lekkage verhindert (hetgeen zeer waarschijnlijk is als de afsluiting wordt gevormd AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 121 -

1 juli 2007

door een dikke Zechstein zoutlaag); dat er geen lekkage door overstroming plaatsvindt en dat de doorlatendheid van breuken niet toeneemt als gevolg van chemische reacties of mechanische oorzaken. Dat neemt niet weg dat al deze mechanismen geëvalueerd dienen te worden voor elke specifieke geplande CO2-opslaglocatie. 7.2.5

Mechanismen van lekkage langs meerdere paden tegelijk In de voorgaande paragrafen is aandacht besteed aan enkelvoudige lekkagescenario's. In werkelijkheid kan zich bij lekkage echter een combinatie van verschillende lekkagepadscenario's voordoen. Een variatie op het 'kortsluitings'scenario, waarin CO2 via een continu systeem van stroompaden in of langs een put helemaal tot aan de atmosfeer uit een reservoir weglekt, treedt op als een continue gaskolom op een bepaalde diepte door de verbuizing uit een put weglekt en vervolgens in een doorlatend deklagenpakket terechtkomt. De dichtheid van gas is veel lager dan van water en met het afnemen van de diepte zal de drukafname in de gasfase veel minder zijn dan in de waterkolom. Dan kan op een bepaald punt de drempelingangsdruk van een goed doorlatende formatie worden overschreden en het gas zijwaarts gaan wegstromen tot op grote afstand van de put. Op die manier zou er ook CO2 ver van de put kunnen uitstromen, niet alleen vlakbij de putmond. Deze mogelijkheid van ongecontroleerde uitstroom door de deklagen maakt het moeilijk sluitende monitorschema's op te stellen (Van Eijs et al., 2005). Een vergelijkbaar geval treedt op bij lekkage uit een reservoir langs een breukzone met een relatief hoge doorlatendheid, waarna het CO2 meer verspreid migreert door naastgelegen doorlatende formaties die ondieper in de deklagen zijn gelegen. Dit lijkt, in de Nederlandse situatie, een waarschijnlijker scenario dan lekkage langs een breukzone helemaal tot in de atmosfeer, aangezien het aardoppervlak in Nederland vrijwel geheel gevormd wordt door ongeconsolideerde sedimenten, waarin vrijwel nooit brosse breuken (dwz relatief doorlatende breuken) optreden. Het tegenovergestelde effect zou ook kunnen optreden als het CO2 dat ongecontroleerd door de deklagen migreert, (delen van) putten bereikt, die open staan voor infiltratie, bijvoorbeeld ondiepe grondwaterwinputten of gecorrodeerde delen van diepere putten. Dit soort structuren kan een open verbinding vormen waardoor het CO2 met grote snelheid verder naar boven kan migreren. In zo'n geval kan, op grote afstand van de injectielocatie, zeer geconcentreerde CO2 met grote snelheid uitstromen naar ondiepe plaatsen in de ondergrond of zelfs naar de atmosfeer.

7.3

Uitstroom naar de biosfeer

7.3.1

Opsluitingsmechanismen in het deklagenpakket Uit een opslagreservoir weggelekt CO2 zal het over het algemeen in gasvormige fase door een dik pakket deklagen moeten migreren. In die deklagen treden allerlei mechanismen op die deze opwaartse migratie kunnen verhinderen of versnellen. Eventuele stroming van CO2 naar de ondiepe ondergrond of de atmosfeer kan drie verschillende vormen aannemen, hier genoemd: geleidelijke lekkage: waarbij CO2 zich verspreidt en zo migreert door de deklagen; incidentele lekkage: waarbij plotseling CO2 vrijkomt uit het reservoir; en ondiepe accumulatie: waarbij CO2 opgesloten wordt onder een bepaalde structuur in de deklagen en zich een secundaire accumulatie vormt. Dit laatste houdt in dat er in het deklagenpakket kleine gasbellen ontstaan.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 122 -

1 juli 2007

Aangezien vrijwel de gehele oppervlakte van Nederland bestaat uit ongeconsolideerde Kwartaire sedimenten, zal het CO2 dat migreert langs geologische doorlatendheidscontrasten (laagvlakken of breuken) zich met grote waarschijnlijkheid verspreiden en oplossen of mineraliseren in de deklagen, ver onder het aardoppervlak. Omdat de sedimenten zo ongeconsolideerd en poreus zijn, zal een eventuele CO2stroom zich gemakkelijk verspreiden in het bovenste deel van de ondiepe ondergrond, waardoor er minder in de atmosfeer terechtkomt. In uitzonderlijke gevallen kan via een gecorrodeerde put een zeer doorlatende directe verbinding met de atmosfeer bestaan. Een verspreide CO2-stroming door de diepere deklagen hoopt zich vaak op in die deklagen als gevolg van een aantal opsluitingsmechanismen (figuur 7.4, deze figuur is in hoofdstuk 3.2 eveneens weergegeven en toegelicht). Daardoor bereikt het CO2 de ondiepe ondergrond niet. Opsluitingsmechanismen verschillen in efficiëntie en tijdschaal: voorbeelden zijn structurele en stratigrafische opsluiting, achterblijvingsopsluiting, oplossingsopsluiting en mineralisatieopsluiting.

Figuur 7.4

(zie eveneens figuur 3.2 met toelichting) De opslagveiligheid hangt af van een combinatie van mechanische en geochemische opsluitingsmechanismen. In de loop van

de

tijd

neemt

de

invloed

van

natuurkundige

processen

zoals

achterblijvingsopsluiting en geochemische processen zoals oplossingsopsluiting en mineralisatieopsluiting toe (Uit: IPCC, 2005).

Structurele en stratigrafische opsluiting wil zeggen dat het CO2 fysiek wordt ingesloten in geologische structuren. Dit is een belangrijk mechanisme, vooral in de beginstadia van sequestratie. In de ondiepe deklagen van Nederland, kan gasvormig CO2 opgesloten raken achter plaatselijke, afsluitende kleilagen. De CO2-gasfase zal zich blijven ophopen tot de ingangsdruk van de afsluitende laag wordt overschreden of er andere paden met een lagere ingangsdruk worden gevonden. Als er zich ondiep in de ondergrond CO2 ophoopt kan dit ontsnappen via scheuren of spleten nadat er eerst druk is opgebouwd. Dit geeft aanleiding leidt tot een secundair scenario waarbij grote hoeveelheden CO2 in korte tijd kunnen weglekken.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 123 -

1 juli 2007

In de Nederlandse kustprovincies komen van nature ondiepe gasbellen voor. In historische bronnen die teruggaan tot de Romeinse tijd, wordt melding gemaakt van spontane uitbarstingen van ondiepe gas accumulaties (Stuurmans, 2001; Obdam, 2001). In deze kustprovincies bevinden zich op een diepte van 30-50 meter gasdichte horizontale veen- en kleilagen, die het gas dat eronder terechtkomt kunnen opsluiten. Een ander opsluitingsmechanisme treedt op wanneer een deel van het CO2 in de poriënruimte van een formatie opgesloten blijft zitten, dit wordt achterblijvingsopsluiting genoemd. De gevoeligheidssimulatie door Svensson et al. (2005) voor stroming door de deklagen bij de Schweinrich locatie in Duitsland geeft aan dat de totale hoeveelheid CO2 die vrijkomt en het maximale stroomvolume van CO2 aanzienlijk kan afnemen doordat CO2 oplost in de waterfase. Het belang van oplossingsopsluiting neemt mettertijd toe. Als CO2 eenmaal in het poriënwater is opgelost, en dus niet meer in de gasfase verkeert, zal het ook niet meer opwaarts migreren naar ondiepere lagen. Ook het feit dat poriënwater met CO2 er in een hogere dichtheid heeft, is een voordeel bij sequestratie. Oplossingsopsluiting speelt slechts een kleine rol in Nederlandse gasreservoirs aangezien deze reservoirs slechts een vrij lage waterverzadiging hebben. Dit opsluitingsmechanisme zou echter en belangrijke rol kunnen spelen als er een deel van het CO2 zou weglekken naar een erboven gelegen watervoerende laag. Het meest permanente opsluitingsmechanisme om CO2 veilig op te slaan is mineralisatieopsluiting, maar dit begint pas een belangrijke rol te spelen na zeer lange tijd: het begint ongeveer honderd jaar na injectie en gaat duizenden jaren door. 7.3.2

Stroming langs voorkeursroutes in het putgebied In de literatuur zijn de resultaten van numerieke simulaties van CO2-stroming langs voorkeursroutes te vinden maar deze zijn niet representatief voor de omstandigheden in de Nederlandse gasvelden. Voorbeelden zijn te vinden in het werk van Svensson et al. (2005) en Van Eijs et al. (2005) voor een watervoerende laag in Duitsland. Representatieve stroomvolumes voor individuele locaties kunnen slechts worden geschat met gebruikmaking van locale kenmerkende eigenschappen van het opslagreservoir en het omringend gesteente en deklagenpakket. Injectie van CO2 in een watervoerende laag zal onherroepelijk hogere drukken veroorzaken dan de reservoirdruk veroorzaakt door injectie van CO2 in leeggeproduceerde gasvelden. Over het algemeen moet men voorzichtig zijn met het toepassen van de resultaten van simulaties voor andere locaties op de situatie van bijvoorbeeld Nederlandse gasvelden. Svensson et al. (2005) hebben een aantal scenario's opgesteld voor een watervoerende laag in Duitsland, één daarvan is een scenario voor putlekkage. Een aantal processen was echter niet opgenomen in het model: • •

Oplossing van CO2. Capillaire drukeffecten.

Omdat deze processen niet meegenomen zijn in de studie, is de schatting van de uitstroom naar de biosfeer te hoog.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 124 -

1 juli 2007

Bovendien was Svensson conservatief in de invoergegevens die hij gebruikte: • •

Gemiddelde uiteindelijke doorlatendheid van cement: 156 mD bij een diameter van 2 meter, hetgeen overeenkomt met 10 D bij een putdiameter van 0,25 m. Gemiddelde verweringstijd van cement: 400 jaar.

Vooral Svensson's aanname voor de doorlatendheid was erg conservatief aangezien hij aanneemt dat deze hoge doorlatendheid van toepassing is op de hele put. De randvoorwaarden van het model en de conservatieve aannames resulteren in een overschatting van de berekende uitstroomvolumes, die naar verwachting veel hoger uitvallen dan de representatieve waardes voor een put in een Nederlands gasveld. In het model voor de Duitse watervoerende laag is de maximale uitstroom bij een put berekend op 350 ton/m2/jaar, hetgeen overeenkomt met ongeveer 950 kg/m2/dag. Uit de simulaties blijkt dat CO2 pas voor het eerst doorbreekt na tientallen tot honderden jaren. Het maximale uitstroomvolume wordt bereikt na vele honderden jaren tot 2000 jaar (Svensson et al., 2005). Grote zorgvuldigheid bij het aanbrengen van hoogkwalitatieve cementproppen kan het risico van putlekkage op de lange duur verminderen. De hoeveelheid CO2 die per tijdseenheid vrijkomt bij een CO2-opslaginrichting in geval een injectieput een spuiter (blow-out) wordt, zal waarschijnlijk in dezelfde orde van grootte liggen als de injectiehoeveelheid. Studies voor CO2-sequestratie in De Lier en cijfers voor waterinjectie leveren een indicatie van de mogelijke injectiehoeveelheid per put. Die varieert van ongeveer 650 ton/dag voor CO2-sequestratie in De Lier tot ongeveer 1000 ton/dag voor de injectiehoeveelheid bij waterinjectie in Borgsweer. Een eerder onderzoek door de Shell naar CCS in Nederland noemt een injectiehoeveelheid van 2500 ton/dag per put. Naar verwachting kan een eventuele spuiter binnen enkele dagen onder controle zijn en zal daarom de totale uitstoot veroorzaakt door een spuiter beperkt blijven. Een spuiter kan alleen optreden tijdens de injectiefase van een CO2opslagproject. Risicoanalyses en rampenplannen zijn standaard bij boringen.

7.4

Gevolgen Mogelijke gevolgen van blootstelling aan CO2 voor de veiligheid, gezondheid en het milieu (VGM) moeten worden onderzocht. Het gaat hier om de inwerking op de mineralogische samenstelling van de bodem, op de chemische samenstelling van het grondwater en op de biosfeer. Ter verduidelijking: de biosfeer omvat de bodem, het aardoppervlak en de atmosfeer. Hiervoor dient de mogelijke opbouw van een CO2concentratie veroorzaakt door lekkage van CO2 te worden bepaald voor ondiepe watervoerende lagen en voor de biosfeer. Bovendien moeten de risico's worden geëvalueerd van eventuele secundaire CO2-accumulaties in de deklagen (stel dat er bijvoorbeeld in de verre toekomst per ongeluk een boring wordt gezet in een secundaire CO2-accumulatie). Ook moet aandacht worden besteed aan de aanwezigheid van verontreinigingen in het weggelekte gas en het mogelijk uitlogen van schadelijke mineralen. Hoofdstuk 6 gaat over de gevolgen van het blootstellen van ondiepe watervoerende lagen en de biosfeer aan CO2. Mogelijke VGM gevolgen houden verband met de mineralogische samenstelling van de bodem en de chemische samenstelling van het grondwater. Hieronder vallen ook gevolgen voor de hydraulische eigenschappen van ondiepe watervoerende lagen en voor infrastructurele kunstwerken in de ondergrond

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 125 -

1 juli 2007

(zoals pijpleidingen, funderingen van gebouwen etc.), en voor (bovengrondse en ondergrondse) flora en fauna (waaronder mensen en vee). 7.4.1

Blootstelling in de ondiepe ondergrond Zoals reeds gezegd, vormt lekkage via putten naar verwachting het grootste risico. Bij de zeer conservatieve simulering van een watervoerende laag in Duitsland (zie paragraaf 7.3.2) ligt de geschatte maximale CO2-concentratie in de ondiepe ondergrond dicht bij 30% (Van Eijs et al., 2005). Een dergelijke concentratie kan dodelijke gevolgen hebben voor sommige terrestrische ecosystemen (Saripalli et al., 2002). De uitkomst van het lekkende put scenario in het SAMCARDS project geeft aan dat hoge CO2concentraties zich niet ver uitbreiden aan het aardoppervlak, het aangetaste gebied zal niet groter worden dan 1000 tot 30 000 m2 (Wildenborg et al., 2003). Aangezien dit een zeer conservatieve schatting is voor gasvelden, ligt de maximale concentratie voor gasvelden in Nederland waarschijnlijk lager. Ondergrondse organismes kunnen over het algemeen een concentratie van 10% verdragen; een concentratie van 20% of meer is echter dodelijk voor het bodemleven. Lekkage in de ondiepe ondergrond kan ook de grondwaterkwaliteit beïnvloeden doordat de zuurgraad toeneemt en zware metalen worden gemobiliseerd. De concentratie zware metalen zal echter niet boven de geldende Nederlandse grenswaarden komen (Wildenborg et al. 2003). Met een bodemmonitorstelsel is een verhoogde CO2-concentratie gemakkelijk op te sporen en ook de chemische gevolgen ervan (zie hoofdstuk 9).

7.4.2

Blootstelling in de atmosfeer Afhankelijk van de uitstoothoeveelheid kan het CO2 uiteindelijk migreren via de onverzadigde zone in de bodem naar de atmosfeer of kan, in geval zich bij een injectieput een spuiter voordoet, rechtstreeks worden afgeblazen in de lucht. In de Nederlandse situatie, waar het weidelandschap wordt doorsneden door sloten, kan dit leiden tot een geconcentreerde uitstoot naar de sloten en andere lager gelegen stukken land (en kelders). Als de atmosferische condities stabiel zijn, (een lage windsnelheid en weinig zonnestraling), zal het CO2 zich niet snel verspreiden en zich ophopen. Gewoonlijk zullen gassen echter snel verspreid raken in de atmosfeer. De gevolgen van het weglekken van CO2 naar de atmosfeer zijn geëvalueerd door Van Eijs et al. (2005) in hun studie van een watervoerende laag in Duitsland. Van Eijs nam aan dat het maximale CO2-stroomvolume naar de atmosfeer ongeveer 950 kg/m2/dag was over een oppervlakte van 100 m2, dit komt overeen met 95 ton per dag over een oppervlakte van 100 m2. Hij nam aan dat het weer ‘zeer stabiel’ was (Pasquill stabiliteitsklasse F) en de windsnelheid op 10 meter hoogte 1,5 m/s was. Hij maakte berekeningen voor de verspreiding op 1,5 m hoogte, de gemiddelde hoogte waarop een volwassen mens inademt. De maximaal mogelijke concentratie was ongeveer 4 g/m3, dit is 25 keer zo laag als de riskante waarde van 100 g/m3. De bestudeerde putlekkage zou dus geen bedreiging vormen voor de veiligheid van de mens. Deze concentraties zijn van toepassing op de omgevingslucht en op goedgeventileerde ruimtes. De ervaring leert echter dat CO2 zich tot een riskant niveau kan ophopen in ongeventileerde ruimtes zoals kelders en keukenkastjes, kuilen en sneeuwgrotten. Daarnaast komen in ons vlakke polderland soms windstille omstandigheden voor, bijvoorbeeld op koude nachten als waterdamp als grondmist blijft hangen boven de sloten en zich langzaam uitbreidt over de omringende velden. In dit soort AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 126 -

1 juli 2007

omstandigheden zou CO2 zich laag bij de grond kunnen ophopen, en zouden zich wolken met gevaarlijke CO2-concentraties kunnen vormen.

7.5

Methodologie: bepalen van de risico's van een specifiek project

7.5.1

Risicoanalyse van het ondergrondse systeem Zoals opgemerkt in paragraaf 7.1, hebben de exploitanten van CO2-sequestratieinrichtingen, in tegenstelling tot de exploitanten van door mensen gemaakte industriële inrichtingen en fabrieken, te maken met een onbekend, althans relatief slecht bekend systeem. De installaties aan het aardoppervlak zijn wel door de mens ontworpen en er is ervaring opgedaan met de werking ervan. Derhalve kan op die installaties een kwantitatieve risicoanalyse worden losgelaten bij het aanvragen van een vergunning, zodat in de ontwerpspecificaties eventuele risico's kunnen worden beperkt. Geologische opslagreservoirs zijn echter niet door mensen ontworpen en als gevolg daarvan hebben we onvermijdelijk te maken met relatief grote onzekerheden met betrekking tot de eigenschappen van het systeem. Risico's (de kans dat een incident zich voordoet vermenigvuldigd met de negatieve effecten ervan) worden slechts gedeeltelijk bepaald door het ontwerp van het systeem. Veel risico's zijn het gevolg van het feit dat de eigenschappen van het systeem slecht bekend zijn. Wat dit laatste betreft, modelleren, waaronder ook het modelleren van risico's, is er op gericht kennis te vergaren, dus meer te leren, over het systeem tijdens de aanlegfase, de operationele fase en de fases na de afsluiting van de locatie. Modelleren is dus niet direct gericht op het voorspellen van de absolute waarde van risico's op een bepaald tijdstip. Deze dynamische doelstelling van modelleren is de reden dat men denkt dat het zinloos is, ten tijde van de vergunningaanvraag, risico's te berekenen volgens een absolute standaard. Dit geldt voor alle systemen waarbij de ondergrond is betrokken. Waardes, die bij een risicoberekening op grond van slecht bekende gegevens over de ondergrond worden bepaald, hebben geen absolute betekenis. Ze kunnen slechts als indicaties en relatieve waardes worden gebruikt in het leerproces. Hoewel een volledige kwantitatieve risicoanalyse ten tijde van de vergunningsaanvraag niet mogelijk is, kan een beperkte kwantitatieve evaluatie worden gemaakt van ergstegeval scenario's ter ondersteuning van de vergunningsprocedures. Deze evaluatie moet worden gehouden volgens de specificaties voor het analyseren van de externe veiligheid van industriële installaties (zie Safety.nl). De modellen maken het mogelijk het systeem beter te begrijpen en om verschillende manieren van aanpak vergelijken. Tijdens dit leerproces kunnen het ontwerp, de operationele, en de monitoractiviteiten worden bijgesteld teneinde de risico's te verkleinen. Naarmate de tijd verstrijkt en de kennis ven het systeem toeneemt, zullen absolute voorspellingen van het model steeds betrouwbaarder worden. Op een gegeven moment kan het zinvol worden de berekende risico's te relateren aan een absolute risicoacceptatie standaard. Samenvattend: een dynamisch leerproces tijdens de levensduur van een locatie is essentieel om de waarde van modellen van de ondergrond te kunnen beoordelen. Het gebruik van modellen van de ondergrond om op een bepaald tijdstip (bv. ten tijde van een vergunningaanvraag) absolute voorspellingen te doen, lijkt niet zinvol aangezien zo'n 'momentopname' niet geschikt is voor een relatief slecht bekend systeem waarvan de (sommige) eigenschappen pas langzamerhand duidelijk zullen worden. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 127 -

1 juli 2007

7.5.2

Doel van modelleren Zoals hierboven opgemerkt, krijgt iedereen die iets in de ondergrond wil doen te maken met grote onzekerheden aangaande de systeemeigenschappen. Door gebruik te maken van modellen, die het gedrag van dit systeem voorspellen kunnen deze onzekerheden vertaald worden naar de onzekerheid over de voorspelde inwerking en daarmee in een 'risico's'. De onzekerheden in de modelvoorspellingen zijn te wijten aan: • • • • •

subjectiviteit bij het vaststellen van het conceptuele kader waarin kwantitatieve modellen van de ondergrond worden gebouwd (dit kader dient regelmatig te worden herzien tijdens de levensduur van het ondergrondse materiaal); binnen dit kader: een subjectieve keuze en definitie van de te schatten kwantitatieve parameters; de keuze van een manier waarop de onzekerheid die aan deze parameters kleeft dient te worden gemodelleerd; de keuze voor het gebruik van een bepaald simulatiemodel, terwijl aan de meeste modellen een onbekende modelleringsafwijking kleeft (bijvoorbeeld de keuze voor een stroomvolumesimulator, of voor geochemische modellen); een slecht begrip van de regels die van toepassing zijn op schaalvergroting bij het verminderen van het aantal roostercellen van het model. Dit kan leiden tot een onbekende modelleringsafwijking.

Kwantitatieve modellen moeten beslist worden gebouwd (zie hieronder) maar mogen niet worden beschouwd als een instrument om absolute uitspraken te doen over de gedane voorspellingen. De meerwaarde van modelleren ligt nu juist in het leren tijdens de injectiefase en de fases erna. Dit maakt het de exploitant mogelijk het systeem binnen bepaalde randvoorwaarden op een optimale wijze te besturen (bijv. het risicoprofiel mettertijd te verbeteren naarmate nieuwe informatie beschikbaar komt). Zowel de optimaliseringsdoeleinden als de randvoorwaarden plegen te veranderen naarmate, in de loop van de tijd, nieuwe informatie bekend wordt. Ook de monitorprogramma's moeten, naarmate nieuwe informatie beschikbaar komt, worden geactualiseerd en herzien. Kwantitatieve modellen zijn handig bij het bepalen van een (monitor-)strategie voor het verkrijgen van gegevens. Bovendien kan een model handig zijn om eventueel extreme (dat wil zeggen zeer onwaarschijnlijke) scenario's door te rekenen ten tijde van de vergunningsaanvraag. Als zelfs deze laatste scenario's geen ernstige VGM gevolgen aangeven, of slechts na een extreem lange tijd, kunnen dit soort modellen een redelijk vertrouwen geven in de uitkomst van de voorgenomen activiteiten. Men moet zich overigens altijd bewust blijven van het grote aantal aannames in deze scenario's.

7.6

Aanpak: bepalen van de risico's van een specifiek project

7.6.1

Aanbevolen aanpak In plaats van, ten tijde van de vergunningaanvraag, een kwantitatieve risicoanalyse voor geologische opslag te maken op grond van mogelijk onrealistische en tamelijk onzekere modellen, wordt aanbevolen dat: 1. De exploitant een kwalitatieve risicoanalyse uitvoert op grond van een checklist die het bevoegd gezag dient uit te geven. Een dergelijke analyse kan eventueel AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 128 -

1 juli 2007

onderbouwd worden met een kwantitatieve modellering van ergste-geval lekkagescenario's. 2. De exploitant dient een plan in waarin de rol van modelleren wordt uitgelegd en vooral wat modelleren kan bijdragen aan het verminderen van risico's. In het plan moet worden uitgelegd hoe, gedurende de operationele fase van de locatie en de fases er na, monitoren gecombineerd met modelleren wordt gebruikt voor een formeel leerkader. Expliciete en impliciete aannames dienen te worden vergeleken met monitorgegevens en op basis daarvan dienen gedachtekaders te worden bijgesteld. 3. De exploitant dient een risicobeheersplan in waarin ook gebruik wordt gemaakt van de gegevens verkregen door monitoren en modelleren. Dit plan dient aan te geven hoe de bijgestelde modellen stelselmatig worden gebruikt om voorspellingen te doen en de operationele activiteiten dienovereenkomstig te sturen. Zo kunnen onder andere, (naarmate er nieuwe informatie beschikbaar komt), risico's worden vermeden of verkleind die anders in de loop van de tijd toenemen, of zelfs op een gegeven ogenblik onaanvaardbaar worden. Zo is er altijd een bijgewerkt kwantitatief model beschikbaar om verschillende mogelijke interventiemaatregelen te testen in geval er wordt vermoed dat ergens lekkage optreedt. 7.6.2

Conclusies •

• •

•

•

•

Het wordt als zinloos beschouwd om, als onderdeel van een vergunningaanvraag, een volledige kwantitatieve risicoanalyse uit te voeren voor een geologische opslag. Kwantitatieve analyses kunnen worden beperkt tot het analyseren van ergste-geval lekkagescenario's. Hierbij moeten de verschillende lekkagemechanismen apart in beschouwing worden genomen, aangezien elk mechanisme een ander effect kan hebben. Een kwalitatieve risicoanalyse op grond van een checklist opgesteld door het bevoegd gezag wordt als zinvol beschouwd en zou verplicht moeten worden gesteld. Er dient een strak omlijnd monitorplan te worden ingediend als onderdeel van de vergunningaanvraag. Een dergelijk gegevensverwervingsplan dient alle fases te behandelen: de aanlegfase, de injectiefase, en de fases na injectie. Het plan dient duidelijk te maken dat kwantitatieve modellen onderdeel vormen van een formeel leerproces. Het plan dient te verifiëren of oude (modellerings)aannames bewaarheid zijn geworden. Tevens moet het plan redenen geven voor het verzamelen van nieuwe gegevens die kunnen helpen bepalen hoe het risicoprofiel van de locatie kan worden bijgesteld. Bij demonstratieprojecten voor CCS zullen waarschijnlijk meer eisen worden gesteld aan de omvang en de onderdelen van het monitorsysteem. In de overgangsfase naar het op grote schaal toepassen van CCS kan, voortbouwend op de ervaringen opgedaan in de demonstratieprojecten, de omvang van monitorschema's worden teruggebracht, maar er dient nog wel aan bepaalde voorgeschreven minimumeisen te worden voldaan. Mocht er worden vermoed dat er ergens lekkage optreedt, dan kunnen de modellen dienen als basis voor een doelgericht plan voor het verzamelen van specifieke extra gegevens. Dergelijke modelleringstudies kunnen helpen bij het nemen van een besluit onder welke omstandigheden een sequestratievergunning kan worden verlengd. De vergunninghouder moet aansprakelijk blijven voor eventuele VGM gevolgen totdat de aansprakelijkheid is overgedragen. In extreme situaties dient het bevoegd gezag gemachtigd te zijn om te eisen dat het geïnjecteerde CO2 wordt teruggehaald. Dit zou voor de vergunninghouder een extra stimulans vormen de

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 129 -

1 juli 2007

uiterste zorgvuldigheid in acht te nemen bij het ontwerpen en exploiteren van de locatie. In geval er (vermoed wordt dat) ergens lekkage optreedt, dient de vergunninghouder zijn uiterste best te doen om: 1) het lek op te sporen en te dichten, 2) eventuele VGM gevolgen van de lekkage te voorspellen, 3) een formeel volgen leer(modelleer)proces op te stellen dat hem in staat stelt verschillende operationele alternatieven uit te testen (modelmatig voorspellen van beheersingstechnieken).

7.7

Aspecten die in hoofdstuk 7 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 7 van een MER Dit hoofdstuk is gewijd aan het bestuderen van verschillende scenario's voor eventuele lekkage uit het gasreservoir en de gevolgen van CO2 in de biosfeer. Dit is geen onderwerp dat normaal in een MER voorkomt, maar is eigen aan CO2-opslagprojecten. Speciale aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 7 De voornaamste rol van hoofdstuk 7 in een MER is de basis te leveren voor de beheersing van risico's die verband houden met CO2-lekkage. Met gebruikmaking van de gedetailleerde projectbeschrijving uit hoofdstuk 3, moeten, voor alle lekkagescenario's die, voor het specifieke geval van het onderhavige project, niet kunnen worden uitgesloten, alle gevaren en de mogelijk daaruit voortvloeiende gevolgen worden gecatalogiseerd. Alle lekkagescenario's dienen worden bekeken met speciale aandacht voor de gevoeligheden van de onderhavige locatie (uit hoofdstuk 5), en rekening houdend met de verschillende soorten gevolgen (uit hoofdstuk 6). Voor elk geval dienen de verschillende mogelijke gevolgen te worden geëvalueerd, aangezien die bepalen welke gegevens er, in het kader van een algemeen risicobeheersingsplan, moeten worden verzameld en welke monitoractiviteiten er plaats moeten vinden. Schade aan putten wordt gezien als de belangrijkste oorzaak van lekkage in ondergrondse gasopslaginrichtingen. Benson et al. (2002) kwamen tot de conclusie dat het lekken van een injectieput in de meeste gevallen te wijten is aan het gebruik van constructiematerialen die ongeschikt waren voor de geïnjecteerde afvalstof, waardoor excessieve corrosie van de verbuizing van de put plaatsvindt. Corrosie van de verbuizing zal in nog niet verlaten putten ongetwijfeld worden gerepareerd als de verbuizing samen met de cementkoker wordt uitgeboord en een zogenaamde pannenkoekcementprop wordt aangebracht. Behalve door de CO2-injectie zelf kunnen veranderingen in het reservoir ontstaan zijn tijdens de gaswinning, voorafgaand aan de injectiefase. Dit kan een risico vormen bij het begin van de injectie. De afsluitende laag, het reservoir, breuken en putten, kunnen blootgesteld zijn geweest aan vervorming veroorzaakt door seismische activiteit. Daardoor kunnen breuken opnieuw zijn gaan bewegen. Alles wat gebeurd is tijdens de winning en voordat injectie begint moet daarom worden geëvalueerd om een goed beeld te krijgen van het opsluitend vermogen van een reservoir bij het begin van de injectie en van eventuele veranderingen in het systeem in vergelijking met de opsporingsfase voorafgaand aan de winning.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 130 -

1 juli 2007

Verder dienen de risico's op lange termijn te worden beoordeeld. De voornaamste factoren die na de injectiefase van belang blijven, zijn: opwaartse krachten, chemische reacties en de druk in het reservoir, die invloed zullen blijven uitoefenen op het reservoir, op de afdichtende laag en op de put.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 131 -

1 juli 2007

8

MOGELIJKE MAATREGELEN OM DE MILIEUEFFECTEN TE BEPERKEN OF COMPENSEREN Er bestaan een aantal standaard mogelijkheden om CO2 in de diepe ondergrond op te slaan, maar dit rapport behandelt alleen de mogelijkheid van opslag in voormalige aardgasreservoirs onder het vasteland (zie hoofdstuk 1). Dit hoofdstuk behandelt mogelijke maatregelen om de gevolgen voor het milieu (inclusief de veiligheid en gezondheid) te beperken of compenseren. De maatregelen worden benoemd om toe te passen in een specifiek project om een bepaalde hoeveelheid CO2 in zo'n reservoir op te slaan. De voor- en nadelen van alle mogelijke maatregelen worden besproken. Deze kunnen in verschillende fases van het project relevant zijn: van de aanlegfase tot de langetermijn toestand na permanente afsluiting. De eigenschappen die een potentieel opslagreservoir bij voorkeur moet hebben zijn weergegeven in een samenvattende tabel. Mogelijke maatregelen De mogelijke maatregelen kunnen in drie groepen worden verdeeld. De eerste groep maatregelen heeft betrekking op de kenmerken van potentiële locaties en dient aan de orde te komen tijdens de locatiekeuze. De tweede groep betreft maatregelen die kunnen worden genomen voor het ontwerp van een injectiesysteem voor een bepaalde locatie. Bij de derde groep komen de eigenschappen van het geïnjecteerde CO2 aan de orde. Monitorstrategieën worden besproken in hoofdstuk 9.

8.1

Reservoirkeuze Voor elk reservoir dat gekozen wordt, zou, in principe, de keus op een ander reservoir hebben kunnen vallen. Hieronder bespreken we welke reservoireigenschappen onder de loep worden genomen tijdens het locatiekeuze proces. Tabel 8.1 geeft een overzicht van de criteria voor reservoireigenschappen en de waarden daarvan die bij de locatiekeuze geëvalueerd moeten worden. Bestaande en oude putten • Lekkage uit een reservoir hangt meestal samen met de aanwezigheid van oude putten in een veld. De aanwezigheid van oude putten vergroot dus de kans dat er effecten kunnen optreden maar zegt niets over de grootte van die effecten. Het is van belang de ouderdom van bestaande of oude putten te kennen, vooral wanneer deze permanent verlaten zijn. Veranderingen in technologie en weten regelgeving voor de Nederlandse olieen gasindustrie maken dat de risico's voor nieuwere putten kleiner zijn. Het verdient daarom de voorkeur een reservoir te kiezen met zo weinig mogelijk oude putten. • De aanwezigheid van oude putten kan ook extra kosten met zich mee brengen, als er werkzaamheden moeten worden verricht om ervoor te zorgen dat die oude putten veilig zijn. Ook om die reden is het een voordeel een reservoir te kiezen met zo weinig mogelijk oude putten. Reservoirdiepte • Aangezien de kosten van het boren van een put afhangen van de diepte ervan en de kosten van het injectieproces wellicht ook diepteafhankelijk zijn, kan het voordelig zijn een reservoir te kiezen dat vrij ondiep ligt. Het reservoir dient dieper dan ongeveer 800 meter te liggen. Deze diepte correspondeert ongeveer met de diepte waarop het opgeslagen CO2 zich in superkritische toestand bevindt. Een dieper

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 132 -

1 juli 2007

•

•

gelegen reservoir biedt weinig extra voordeel in de zin van een grotere opslagcapaciteit. Het nadeel van een ondiep gelegen reservoir is dat er, in het onwaarschijnlijke geval dat er lekkage plaatsvindt, meer kans bestaat dat de gevolgen merkbaar zullen zijn aan of dicht bij het aardoppervlak. Bij een dieper systeem liggen tussen het reservoir en het aardoppervlak waarschijnlijk meer gesteentelagen die het CO2 kunnen invangen op zijn opwaartse reis. Het injecteren van CO2 in een reservoir zal over het algemeen leiden tot een toename van het reservoirvolume en dit kan voldoende zijn om bodemopheffing te veroorzaken. Bodemopheffing kan gevolgen hebben voor de oppervlaktewaterhuishouding. Daarom zou een dieper gelegen reservoir voordelen kunnen bieden aangezien eventuele opheffing dan verspreid is over een groter gebied.

Breuken • Breuken zijn van weinig belang voor de veiligheid van ondergrondse CO2-opslag in Nederland. Voor de volledigheid dient echter het voorkomen van breuken geëvalueerd te worden. • Numerieke studies geven aan dat CO2 opwaarts kan migreren langs doorlaatbare breuken. Hoewel het zeer onwaarschijnlijk is dat hierdoor lekkage zou kunnen ontstaan, blijft het verstandig een locatie te kiezen waar weinig breuken voorkomen en waar de eventueel aanwezige breuken een lage doorlatendheid hebben. • Het is beter als de eventueel in een veld aanwezige breuken niet doorlopen in de bovenliggende deklagen. Een dik deklaagpakket zal naar alle waarschijnlijkheid lagen bevatten die opwaarts migrerende CO2 kunnen invangen. Afdichtende laag • Het is belangrijk dat de afsluitende laag - de afdichtende laag - een lage doorlatendheid heeft en ook dat de doorlatendheid niet kan worden beïnvloed door verstoringen veroorzaakt door de ontwikkeling en het gebruik van het reservoir. Omdat steenszout zelfhelend is (elke verstoring wordt door het vloeiende zout vanzelf weer dichtgedrukt) en bovendien zeer ondoorlatend is, verdient steenzout als afdichtende laag de voorkeur. Kleisteen met een lage doorlatendheid wordt ook geschikt geacht. • Wat betreft afsluitend vermogen en risiconiveaus geniet een flink dikke afsluitende laag de voorkeur boven een dunnere. • Om overtuigend aan te tonen dat een reservoir geschikt is voor de opslag van CO2 helpt het als men kan bewijzen dat dit voorheen ook lange tijd het geval is geweest. Daarom kan het feit dat het gas dat gewonnen is uit het reservoir een hoog CO2gehalte had als een voordeel worden beschouwd in verband met de chemische reactiviteit. Reservoirgesteente • Het is goedkoper als een bepaalde hoeveelheid CO2 in een reservoirgesteente kan worden geïnjecteerd onder een lage stijgbuismonddruk, want dan zijn de compressiekosten lager. • Als reservoirgesteente komen in Nederland zowel zandsteen als carbonaatgesteenten in aanmerking. In carbonaatgesteenten vormt het geïnjecteerde CO2 in tegenwoordigheid van water koolzuur, die met het gesteente kan reageren. Dit kan de injecteerbaarheid beïnvloeden of vervorming veroorzaken. De keuze voor een zandsteenreservoir wordt daarom als een voordeel beschouwd.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 133 -

1 juli 2007

•

Onder bepaalde in-situ omstandigheden kan de injectie van CO2 leiden tot kleine seismische schokken. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat dit soort kleine schokken aanzienlijke gevolgen heeft, wordt het als gunstig beschouwd een reservoir te kiezen waarin dit soort schokken zich waarschijnlijk niet zullen voordoen .

Restgassen in het reservoir • In het onwaarschijnlijke geval dat er gas weglekt of vrijkomt uit het reservoir, is de aanwezigheid van verontreinigingen in dat gas waarschijnlijk nadelig wat betreft gevolgen of kosten. Daarom moet men bij voorkeur een reservoir kiezen waarbij in het restgas slechts kleine hoeveelheden voorkomen van de verontreinigingen die het aardgas in Nederland normaal bevat, zoals H2S en BTEX (benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen, vier aromatische verbindingen die in aardgasvelden voorkomen). Landschappelijke kenmerken en landgebruik • Hoewel het onwaarschijnlijk is dat CO2 uit een reservoir zal weglekken heeft het voordelen een locatie te kiezen waar een eventuele lekkage slechts beperkte gevolgen zou kunnen hebben. Daarom genieten agrarische gebieden de voorkeur boven natuurreservaten en deze weer boven stads- en dorpsgebieden. Zo is het ook een voordeel als kwetsbare objecten, bv. een bewoond gebouw, relatief veraf liggen van een mogelijke lekkagepad, bv. een put. Hierboven zijn de voor- en nadelen van verschillende eigenschappen van reservoirs met betrekking tot de opslag van CO2 besproken en welke omstandigheden de voorkeur verdienen als er een keuzemogelijkheid is. Op grond van deze informatie is het mogelijk een leidraad voor besluitvorming te ontwikkelen die kan worden gebruikt bij het analyseren en vergelijken van mogelijke reservoirlocaties of van de gebruiksmogelijkheden van een bepaald reservoir. Een dergelijke leidraad zou kunnen worden gebruikt om per provincie, te bepalen welke reservoirs zich het best lenen voor CO2-opslag. In Tabel 8.1 staan geschiktheidcriteria met ernaast de eigenschappen of waarden die in een bepaalde mate van geschiktheid passen. De waardes zijn met een kleur aangegeven, variërend van groen voor de beste naar rood voor de slechtste. Hierbij wordt zowel rekening gehouden met veiligheid en mogelijke milieueffecten, als met kosten- en operationele aspecten. Hierbij dient te worden opgemerkt dat het onwaarschijnlijk is dat voor één bepaald veld alle criteria tegelijkertijd het meest voordelig zullen zijn en dat bij het nemen van een besluit aan alle criteria een bepaald gewicht moet worden toegekend.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 134 -

1 juli 2007

Tabel 8.1 Geschiktheid van leeggeproduceerde gasvelden voor CO2-opslag CRITERIA

Reservoireigenschappen Goed

Middelmatig

Slecht

Bestaande en oude putten Aantal putten dat permanent

0

0

1

2

3

0

2

4

7

>10

4

8

20

40

100+

>2.500

1.000-2.500

800-1.000

500-800

<500

>1.000

1.000 - 500

500 -150

150 - 10

verlaten is voor 1985 Totaal aantal permanent verlaten putten Aantal putten dat permanent verlaten gaat worden Reservoirdiepte Reservoirdiepte (m) Breuken Afstand breuk/aardoppervlak (m)

< 10 (oppervlakte)

Aantal breuken Geschatte doorlatendheid breuk

0

1-5

gelijkmatig

>5

>5

zeer onzeker

>5 gelijkmatig

laag

hoog

Afdichtende laag Afdichtende laag

zout

kleisteen (lage

kleisteen

ander

ander

doorlatendheid

(gemiddelde

materiaal

materiaal

)

doorlatendheid )

Dikte afdichtende laag (m) CO2 in oorspronkelijke gasfase in

> 100

50-100

30 - 50

< 30

< 30

20

5

0

0

0

reservoir (%) Reservoirgesteente Reservoir injecteerbaarheid

zeer goed

gemiddeld

zeer ondoorlatend

Reservoirgesteente Kans aardschok tijdens injectie (%)

zandsteen

carbonaten

ander

ander

ander

0

10

50

100

100

< 0.5

0.5 - 1.0

1-5

5 - 10

> 10

Restgassen in het reservoir H2S en BTEX in reservoir gasfase (%) Landschappelijke kenmerken en landgebruik Landgebruik boven het reservoir

landbouw

Afstand van kwetsbare objecten

>100

natuurreservaat 50-100

25-50

stadsgebied 10-25

<10

naar eventueel lekkagepad uit het reservoir (m)

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 135 -

1 juli 2007

CRITERIA

GOEDE EIGENSCHAPPEN

Bestaande en oude putten Aantal putten dat permanent verlaten is voor 1985

Zo weinig mogelijk

Totaal aantal permanent verlaten putten

Zo weinig mogelijk

Aantal putten dat permanent verlaten gaat worden

Zo weinig mogelijk

Reservoir Reservoirdiepte

Meer dan ongeveer 800m, mar niet veel dieper

Water in reservoir

Zo weinig mogelijk

Breuken Afstand breuk/aardoppervlak

Zo diep mogelijk

Aantal breuken

Zo weinig mogelijk

Geschatte doorlatendheid breuk

Gelijkmatig laag

Afdichtende laag Doorlatendheid

Zo laag mogelijk

Zelfhelend vermogen

Hoog

Dikte

Zo groot mogelijk

Reservoirgesteente Injecteerbaarheid

Hoog

Porositeit

Hoog

Chemische reactiviteit

Laag

Homogeniteit

Hoog

Kans aardschok tijdens injectie

Laag

Reservoirgas CO2 in oorspronkelijke gasfase in reservoir

Hoog percentage

H2S en BTEX in reservoir gasfase

Laag percentage

Landschappelijke kenmerken en landgebruik Landgebruik boven het reservoir

Agrarisch

Afstand van kwetsbare objecten naar eventueel lekkagepad uit het Zo ver mogelijk reservoir

8.2

Injectiesysteem De alternatieven waaruit gekozen kan worden hebben vooral betrekking op details als materialen, configuratie, de operationele fase en de uiteindelijke definitieve afsluiting van het injectiesysteem. De relevante voor- en nadelen van bepaalde keuzes worden hieronder besproken. Hergebruik van productieputten • Gebruikmaken van geschikte bestaande putten voor het injecteren in plaats van nieuwe putten boren werkt duidelijk kostenbesparend. De geschiktheid van bestaande putten hangt af van een aantal factoren zoals hun injectiecapaciteit in vergelijking met de geplande CO2-injectiehoeveelheid, en van de gekozen injectiestrategie (zie hieronder). • Zelfs als de materialen die gebruikt zijn voor de verbuizing en de cementering van een bestaande put niet ideaal zijn voor een ander, nieuw gebruik (bv. injectie of monitoren) kan het nog steeds kosteneffectief zijn een bestaande put aan te passen. Aantal injectieputten • Men kan gebruik maken van meerdere putten om een voldoende grote injectiehoeveelheid te bereiken zonder een bepaalde druk te overschrijden. Dit heeft echter het nadeel dat de (kleine) kans op nadelige gevolgen die verband houden AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 136 -

1 juli 2007

•

met een put ook groter wordt. Het aanleggen van nieuwe putten brengt ook hogere kosten met zich mee. Een voordeel van het gebruikmaken van meerdere putten is dat er een terugvalmogelijkheid is als er bij één put een probleem optreedt. Bovendien bieden meerdere putten extra mogelijkheden voor uitgebreide procesbeheersing en beveiliging.

Constructie en materialen • Om risico's te beperken kan men het beste materialen uitzoeken die bestand zijn tegen (chemische) verwering tijdens de operationele fase en tijdens de zeer lange periode na het afsluiten van de locatie. Dit betreft materiaal voor de verbuizing van de put (de staalsoort met eventueel een oppervlaktebehandeling), materiaal gebruikt voor het afsluiten van de ruimte tussen de verbuizing en het omringende gesteente (meestal op cementbasis) en materiaal voor binnen de verbuizing in de definitieve afsluitingfase (op basis van staal of cement). Bij het maken van keuzes moet men rekening houden met de natuurlijke omstandigheden ondergronds en de veranderingen in die omstandigheden die veroorzaakt worden door het injectieproces (bv. opheffing) en van de aanwezigheid van het geïnjecteerde CO2 en verontreinigingen in het systeem (zie ook hoofdstuk 3). • In het kader van risicobeperking is het, tijdens de aanleg, belangrijk passende kwaliteitscontrolemaatregelen te nemen teneinde zeker te weten dat elke put in alle opzichten voldoet aan de ontwerpdoelstellingen. Behalve controleren of de gebruikte constructiematerialen voldoen aan de opgegeven specificaties zou men ook moeten nagaan of de lagen die men tegenkomt in overeenstemming zijn met de aannames die bij het ontwerpen van de put zijn gemaakt en idealiter, na de aanlegfase als de put gebruiksklaar is, of de cementerings- of injectiezones aan de vereiste minimale maten voldoen. Injectiestrategie • Een lagere injectiedruk zal de kosten verlagen, maar dit heeft als nadelig effect dat de injectiehoeveelheid per put lager wordt. • Als er een risico bestaat op schade aan het reservoirgesteente of de afdichtende laag, zal er hoe dan ook een grens worden gesteld aan de maximale injectiedruk. Men dient er bovendien rekening mee te houden dat de druk waarbij breukvorming optreedt (een grenswaarde voor scheurvorming in gesteente tijdens het boren van een put en injectie) al verlaagd is door de gaswinning uit het veld. • Teneinde de risico's te beperken van effecten die door lekkage zouden kunnen ontstaan, mag de druk aan het einde van de injectiefase niet hoger zijn dan de oorspronkelijke druk in het reservoir voordat er aardgas uit werd gewonnen. • In een reservoir bestaat soms de mogelijkheid van injectie in een watervoerende zone, die onder het oorspronkelijke gasvoerende reservoir ligt. Dit kan het voordeel hebben dat er extra opsluitingsmechanismen werkzaam worden (doordat het CO2 oplost of door achterblijvingsopsluiting zie hoofdstuk 3.2.4) waardoor er uiteindelijk minder CO2 zou kunnen ontsnappen. De meeste Nederlandse gasvelden zaten gevuld tot aan het overstromingspunt, dat houdt in dat het gas, dat in een watervoerende zone van het reservoir wordt geïnjecteerd, geen kans krijgt opwaarts te migreren naar het hoogste punt van het leeggeproduceerde gasveld. Andere nadelen zijn dat de injectiehoeveelheid (bij een bepaalde druklimiet) waarschijnlijk lager is of dat de injectiekosten hoger uitvallen. Een ander negatief aspect is dat het CO2, in combinatie met water, de stalen en cementen onderdelen van het injectiesysteem veel sneller zal aantasten. Men dient er ook rekening mee te houden dat injecteren in een watervoerende zone van een reservoir het aandeel AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 137 -

1 juli 2007

verlaagt van de hoeveelheid terugneembare CO2 als percentage van het geïnjecteerde CO2, mocht er om juridische redenen ooit tot terughalen worden besloten. Definitieve afsluiting • Hoewel, in principe, de details (zie hoofdstuk 3) en het tijdstip van de definitieve afsluiting kunnen verschillen, wordt dit cruciale aspect beheerst door specifieke regelgeving. Om toekomstige nadelige gevolgen te voorkomen, moet het afsluitingssysteem elke mogelijkheid dat het opgeslagen CO2 in de toekomst kan ontsnappen uitsluiten en moet de kwaliteit van dit systeem daarom na plaatsing naar behoren worden getoetst op onaantastbaarheid. • Het plaatsen van een cementen pannenkoekprop (= pancake plug) wordt beschouwd als de veiligste manier om een put definitief af te sluiten. Hiervoor moet de verbuizing, de cementkoker en een deel van het omringende gesteente worden uitgeboord over een lengte van minimaal 30 meter. Een mechanische brugprop wordt vervolgens zo'n 10-25 meter onder het uitgeboorde deel geplaatst en vervolgens wordt het ontstane gat opgevuld met cement onder een druk van ongeveer 50 bar. Het cement vult daardoor de verbuizing vanaf 10-25 m onder het uitgeboorde deel, het gat van het uitgeboorde deel zelf en zo'n 50 meter verbuizing erboven. Een pannenkoekprop sluit de mogelijkheid van kokervormige lekkagepaden tussen cement en verbuizing uit. • CO2-bestendige cementen staalsoorten en corrosieremmers in de putvloeistoffen boven de proppen kunnen de chemische reactiviteit nog verder beperken.

8.3

Geïnjecteerd materiaal Afhankelijk van de bron van het geïnjecteerde CO2 kunnen er verontreinigingen in voorkomen (zie hoofdstuk 3). Zulke verontreinigingen kunnen nadelige gevolgen hebben in geval het gas vrijkomt. SO2 kan, in tegenwoordigheid van water, de nadelige gevolgen iets verergeren, omdat de zuurgraad van de oplossingen in het reservoirsysteem stijgt. Een van de mogelijke effecten is dat er een chemische reactie plaatsvindt met het reservoirgesteente, dit geldt vooral voor carbonaatgesteenten. Verder kan de verweringssnelheid van cementhoudende afsluitingen in en om de putten toenemen. Daarom moet hiermee al in de ontwerpfase rekening worden gehouden. Wat dat betreft is het een voordeel om, indien dit voorhanden is, zuivere CO2 te gebruiken, maar dat is niet noodzakelijk om een voldoende veiligheidsniveau te verzekeren.

8.4

Aspecten die in hoofdstuk 8 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 8 van een MER Dit hoofdstuk gaat over eventuele alternatieven en varianten. Dit wordt in een MER meestal behandeld voordat milieueffecten worden beschreven. De verschillende reëel voorstelbare alternatieven worden bestudeerd en de gevolgen ervan vergeleken met die van het voorkeursalternatief. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 8 Dit hoofdstuk laat zien dat er vele mogelijke alternatieven moeten worden bekeken voordat een CO2-opslagproject in praktijk gerealiseerd kan worden. Sommige mogelijke alternatieven kunnen de waarschijnlijkheid en/of de mate van de gevolgen veranderen, maar niet de aard van die gevolgen. Aan de aanleg- en operationele fases van sommige mogelijke alternatieven hangt een prijskaartje. Mogelijke alternatieven betreffen vooral de keuze van het opslagreservoir en de details van het injectiesysteem en injectieproces en de gekozen procedure voor de definitieve afsluiting. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 138 -

1 juli 2007

9

MONITORPLAN

9.1

Inleiding Monitordoelstellingen Het algemene doel van monitoren is steeds meer bewijs te verzamelen dat een CO2opslaginrichting niet lekt. Monitoren helpt ook prioriteiten stellen bij het verzamelen van gegevens. Bovendien kunnen er onmiddellijk corrigerende maatregelen worden genomen, zodra er een lek is vastgesteld. Binnen het kader van een opslagproject kan monitoren om vele andere redenen worden uitgevoerd, van het voldoen aan weten regelgeving en het certificeren van CO2-opslag voor emissiehandelsstelsels tot publieke informatievoorziening en het testen van nieuwe monitormethoden. De monitorfrequentie ten behoeve van de veiligheid kan worden verhoogd of verlaagd, afhankelijk van de mate waarin het gemodelleerde gedrag van een opslaglocatie overeenkomt met gemeten gedrag tijdens de levensduur van een project, dat wil zeggen vanaf de preoperationele fase tot de fase na de eindafsluiting. Monitoren om risicoanalysemodellen met nieuwe informatie bij te werken Als het doel van monitoren is steeds meer bewijs te verzamelen dat een CO2opslaginrichting niet lekt, dan moet de rol van modelleren als onderdeel van het leer- en monitorprogramma hier worden besproken. Het bouwen van kwantitatieve modellen maakt onderdeel uit van het monitorprogramma (zie hoofdstuk 7), maar deze modellen moeten niet worden gezien als instrument om absolute uitspraken te doen over de gemaakte voorspellingen. De meerwaarde van modelleren ligt juist in de injectiefase en de fase na de injectie. Zo kan de exploitant de activiteiten aansturen om de werkzaamheden, binnen bepaalde randvoorwaarden, doelmatiger te maken (bv. het risicoprofiel op tijd bijstellen naarmate er nieuwe informatie binnenkomt). De optimaliseringsdoelstellingen en -beperkingen veranderen naarmate er in de loop van de tijd nieuwe gegevens beschikbaar komen (bv. door middel van monitoren). Monitorprogramma's moeten dan ook worden bijgewerkt en bijgesteld naarmate er nieuwe informatie beschikbaar komt. De kwantitatieve modellen zijn ook erg nuttig om door middel van ‘informatiewaardeanalyses’ (Value of Information = VoI), strategische prioriteiten te stellen bij het verzamelen van gegevens (monitoren). Een VoIanalyse voorspelt de mogelijke effecten van de opslagwerkzaamheden op basis van het al dan niet beschikbaar zijn van nieuwe informatie. Hierbij wordt van de veronderstelling uitgegaan dat de waarde van elk nieuw stukje informatie wordt bepaald door de invloed ervan op daaropvolgende besluitvorming (bv. het tijdstip van corrigerende maatregelen). In de VoIbenadering is de Volwaarde van nieuwe informatie nul als die geen effect heeft op de besluitvorming. Huidige status We wijzen er met nadruk op dat de technieken om CO2-opslaginrichtingen te monitoren nog in ontwikkeling zijn. Bestaande technieken zijn geënt op monitorsystemen die in de olieen gas winning worden gebruikt en de toepasbaarheid ervan voor CO2-opslag is niet volledig bekend. De nu lopende opslagprojecten zijn pas kortgeleden opgestart en moeten daarom nog als onderzoeks- en proefprojecten worden beschouwd. Er moet nog ervaring worden opgedaan met de frequentie, duur en intensiteit van monitoren. De monitorfrequenties en -periodes die hieronder worden genoemd dienen te worden beschouwd als suggesties, niet als concrete voorschriften. Naarmate de eerste speciale opslagprojecten in gebruik worden genomen, zullen aanbevolen monitorprocedures worden verzameld en toegevoegd aan de volgende versies van dit document.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 139 -

1 juli 2007

9.2

Monitorsystemen Injectiviteit en capaciteit Ten eerste is het monitoren van de injectie zelf van het grootste belang en zou hiervoor een standaard procedure moeten bestaan. Hierbij hoort het meten van de druk, temperatuur, en gasstromingshoeveelheid aan de injectieput. Dit is noodzakelijk om vast te stellen dat de injectie volgens plan verloopt en om in te schatten wanneer het reservoir vol zal zijn. De omstandigheden onderin de put worden afgeleid van die bovenaan de put door middel van een putmodel. Op regelmatige tijden wordt de opbouw van druk in het reservoir getest door de injectieput in te sluiten en gedurende korte tijd (enkele dagen) het drukverloop in de tijd te meten. Dit levert de evenwichtsdruk in het reservoir; de drukgegevens kunnen worden gebruikt om het reservoirmodel verder te verfijnen. Tegelijkertijd kan ook het putmodel worden aangepast. Insluiting Verdere monitoractiviteiten zijn gericht op het ontdekken van lekkage. Als er vermoed wordt dat er zich ergens een lek bevindt, moet worden besloten welke corrigerende maatregelen het meest effectief zijn. Er zijn een aantal lekkagepaden mogelijk die verband houden met lekkage uit het opslagreservoir langs de put: • • •

langs de put, door kieren tussen het cement, verbuizing en omringend formatiegesteente; door een defect in de verbuizing en vervolgens lekkage door de verbuizing; langs de put naar ondergrondse formatiegesteenten, op grotere afstand van de put.

In tabel 9.1 is een lijst opgenomen van mogelijke lekkagepaden, met de bijpassende monitortechnieken om CO2 op te sporen. Gedetailleerde monitortechnieken worden in paragraaf 9.4 beschreven. Eventueel mogelijke lekkagepaden worden hieronder besproken, met de bijbehorende monitortechnieken in de verschillende fases van een opslagproject.

9.3

Lekkage langs de put Zodra de injectie begint kan er lekkage langs een put optreden. Als het CO2 langs de grensvlakken tussen verbuizing, cement en formatiegesteente beweegt, verdringt het de daar aanwezige vloeistoffen en verandert plaatselijk de gesteentesamenstelling. Bestaande boorgatsondes kunnen worden gebruik om deze veranderingen vast te stellen. De aanwezigheid van CO2 verlaagt de seismische golfsnelheid en dit kan met akoestische metingen worden vastgesteld. Met verzadigingsmetingen (neutron log) kan de verdringing van formatiewater, dat vervangen is door CO2, worden bepaald. Beide types boorgatsondes kunnen worden toegepast in verbuisde putten. Ook bij proef-CO2injectieprojecten is gebleken dat deze sondes CO2 kunnen opsporen. Als CO2 langs het boorgat omhoog komt ontstaan bovendien temperatuuranomalieën (Joule-Thomson afkoeling), ook deze kunnen met bestaande boorgatsondes worden herkend. Als dit effect echter optreedt, moet er al een zodanig hoog drukverschil ontstaan zijn, dat de integriteit van de put is aangetast. Bovendien zijn bij boorgatmetingen altijd verschillende interpretaties mogelijk, aangezien de resultaten afgeleid zijn van verschillende gemeten natuurkundige eigenschappen. Dit is ook van toepassing op cementhechtingsmetingen (Cement Bond Log = CBL), ook deze leveren niet altijd een eenduidig beeld op.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 140 -

1 juli 2007

Behalve met de hierboven genoemde boorgatsondes kunnen met behulp van de dynamische verbuisde-put-tester (cased hole dynamics tester) vloeistofmonsters worden genomen van achter de verbuizing. Dit instrument boort eerst door de verbuizing heen en maakt het gaatje achteraf weer dicht. Deze tester kan ook de temperatuur in de ruimte tussen verbuizing en gesteente meten. Als de temperatuur daar lager wordt, kan dit er op wijzen dat er achter de verbuizing CO2 lekt (CO2-gas koelt af als het opwaarts migreert omdat het uitzet). Een andere mogelijkheid is meetsensoren aan te brengen in het deel van de verbuizing dat zich in de afdichtende laag bevindt, zodat de temperatuur van de verbuizing continu kan worden gemeten, waardoor eventuele CO2-lekkage langs de put zo vroeg mogelijk kan worden opgespoord. Deze techniek wordt reeds toegepast. Boorgatsondes kunnen niet meten hoeveel CO2 er weglekt, aangezien er tussen de meetgegevens en de CO2-concentratie en -stromingshoeveelheid geen rechtlijnige en eenduidige relatie bestaat. We raden aan meer dan één soort meetinstrument te gebruiken om de kans op het opsporen van eventuele lekkage te vergroten. Regelmatige herhaalde metingen (time-lapse monitoring) zijn een goede manier om veranderingen te ontdekken in de boorgatmeetgegevens. Boorgatmonitoren dient vanaf het begin van de injectiefase regelmatig plaats te vinden. 9.3.1

Verbuizingsdefecten Verhogen van de druk veroorzaakt vervorming van de putafwerking en kan daarom de integriteit van de put aantasten. Daardoor kunnen proppen, cement of verbuizing gaan lekken. Bovendien verhoogt de injectie van CO2 het risico van corrosie van de verbuizing. Het is dus noodzakelijk de integriteit van de verbuizing regelmatig te monitoren om dit soort lekkage te voorkomen. Net zoals het geval is bij lekkage van CO2 langs het boorgat, kan lekkage via de verbuizing optreden vanaf het begin van de injectie en dus moet monitoren vanaf het begin van de injectiefase regelmatig plaatsvinden. Bestaande boorgatmeettechnieken kunnen worden gebruikt om de integriteit van de put te monitoren. Een verbuizingsintegriteitsprofiel (casing integrity log = CIL) kan worden gebruikt voor de verbuizing, terwijl de hechting tussen verbuizing, cement en formatie gesteente kan worden getest met een cementhechtingsmeting (CBL). Deze laatste meet de respons van de verbuizing plus cement op geluidsgolven. Met weer andere sondes, die van ultrasone geluidsbronnen gebruik maken, kan de corrosie van de verbuizing worden gemeten.

9.3.2

Lekkage naar ondergrondse formatiegesteenten CO2 dat uit een put weglekt kan het omringende gesteente binnendringen als er direct of indirect contact bestaat. Gedetailleerd modeleren voorafgaand aan de injectie kan aangeven of er hiervoor mogelijk migratiepaden aanwezig zijn in een specifiek project (zie ook hoofdstuk 7). In dat geval kan hiervoor een speciaal monitorsysteem worden ontworpen. CO2 kan migreren via watervoerende lagen en breuken naar ondiepere zones waar het dan secundair opgesloten kan raken onder slecht doorlatende lagen of weg kan sijpelen naar de biosfeer. CO2 kan weglekken naar het omringende gesteente, zodra er een mogelijkheid bestaat dat het CO2 via de verbuizing en/of het cement uit de injectieput kan ontsnappen. Dit betekent dat lekkage van CO2 naar het omringende gesteente kan optreden vanaf het AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 141 -

1 juli 2007

eerste begin van de injectie en dat monitoren vanaf het begin van de injectiefase regelmatig moet plaatsvinden. Men kan met dit soort monitoren stoppen, als de put eenmaal veilig en effectief is afgesloten met een prop op de diepte van de afdichtende laag van het reservoir en de put permanent is verlaten. Monitoren: seismiek Seismische methoden (zie paragraaf 9.4.2) zijn een goede manier om grote hoeveelheden gas in overigens waterverzadigde gesteenten aan te tonen. Er bestaan verschillende soorten seismiek. Bij het Sleipner project wordt met succes gebruikt gemaakt van 3D time-lapse oppervlakteseismiek om de aanwezigheid en de migratie van CO2 in een watervoerende laag te monitoren (Arts et al., 2004). Voor het verwerven van seismische gegevens is zwaar materieel nodig, en soms kleine ondergrondse explosies. Monitoren: elektrische weerstand Met weerstandsmetingen (zie paragraaf 9.4.3) kan het weglekken van CO2 naar ondergrondse formatiegesteenten worden ontdekt. Net als bij seismiek bestaan er verschillende methoden om weerstandsmetingen uit te voeren. De milieueffecten van deze methoden verschillen. Weerstandsmetingen hebben het voordeel boven seismiek dat er geen zwaar materieel voor nodig is. Tabel 9.1 CO2-lekkagepaden via het boorgat en passende monitortechnieken Lekkagepad

Monitortechnieken

Paden tussen het cement, de

Boorgatmetingen (CBL, CIL etc.)

verbuizing en het omringende

Toegepast in projectfase Voorbereidende fase, opslagfase, afsluiting

formatiegesteente Monsters van bodemgassen nabij het Alle aardoppervlak in de buurt van de put. Verbuizingsdefecten en door de put Paden langs de put, naar het

Boorgatmetingen, monsters van

Voorbereidende fase, opslagfase,

putvloeistoffen

afsluiting

(Time-lapse) seismische opnames

Voorbereidende fase, opslagfase, na

deklagenpakket

de afsluiting VSP, omgekeerde VSP

Voorbereidende fase, opslagfase, na

Grondwatermonsters;

Alle

de afsluiting Paden langs de put, naar het

deklagenpakket en het aardoppervlak bodemgasmonsters Elektrische weerstandsmetingen aan het aardoppervlak

Monitoren: vloeistofmonsters Een andere wijze van monitoren om lekkage op te sporen is het analyseren van monsters van formatiewater waarin weggelekt CO2 mogelijkerwijs is opgelost. Er kunnen monsters worden genomen in speciale observatieputten in de nabijheid en er kunnen bovendien bij drinkwaterbedrijven monsters worden besteld uit nabijgelegen waterwinningsputten. De aanwezigheid van weggelekte CO2 zou ook kunnen worden aangetoond met behulp van chemisch gemerkte moleculen, de zogenaamde tracer moleculen (dit wordt gedaan bij het EGR project op de Noordzee: K12-B) of misschien ook op grond van de isotopensamenstelling van CO2 (de į13C isotoop). In het laatste geval dient de isotopensamenstelling van het geïnjecteerde CO2 bekend te zijn en tijdens de gehele injecteerperiode gelijk te blijven. Dit kan een probleem opleveren als er CO2 wordt geïnjecteerd, dat van verschillende bronnen afkomstig is. Tracer moleculen bieden een manier om het geïnjecteerde CO2 te merken. Bovendien is AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 142 -

1 juli 2007

bekend dat tracer moleculen vaak sneller door de ondergrond migreren dan het CO2, en daarmee kunnen ze een waardevolle vroege indicatie geven dat de CO2-uitstroom begint toe te nemen. Het milieueffect van deze manier van monitoren is minimaal, vooral wanneer gebruik wordt gemaakt van bestaande putten. Nieuwe observatieputten moeten bij voorkeur niet door de afdichtende laag boven het opslagreservoir worden geboord. Monitoren: CO2-stroomvolumemetingen De laatste manier om het weglekken, van CO2 naar ondergrondse geologische formatiegesteenten op grotere afstand van de put, te monitoren is de CO2-concentratie en het stroomvolume dicht bij het aardoppervlak te meten. Dit kan mogelijk worden gedaan in gebieden waar het CO2 naar verwachting zou kunnen wegsijpelen naar de bodem via preferente lekkagepaden. De milieueffecten van deze wijze van monitoren zijn minimaal.

9.4

Praktische toepassingen

9.4.1

Instrumenten om de integriteit van verbuizing en cement te bepalen Monitoren van de integriteit van de verbuizing en de hechting tussen cement, verbuizing en omringende formatiegesteente is noodzakelijk om voortdurende insluiting zeker te stellen. Corrosie van de verbuizing Corrosie van de verbuizing kan CO2-lekkage veroorzaken en kan worden gemeten met bijvoorbeeld een Ultrasone verbuizingsafbeeldingsonde (Ultrasonic casing imager = UCI). Hiermee kan schade en corrosie aan de verbuizing worden gelokaliseerd en gemeten. Deze sonde is speciaal ontworpen voor het maken van beelden met een hoge hoekresolutie en gedetailleerde opnames van zowel de binnen als de buitenzijde van verbuizing met een diameter van 41⁄2 inch tot 133⁄8 inch, waardoor de echo beter wordt waargenomen. Volledige 360o dekking met een 2 MHz ultrasonische omvormer met een goed oplossend vermogen wordt gebruikt om de reflecties te analyseren. De teruggekaatste signalen worden geanalyseerd om de dikte te bepalen en een beeld van de oppervlakte van de verbuizing te maken. De kleinste defecten aan zowel de binnenkant als de buitenkant van de verbuizing kunnen zo worden vastgesteld en gemeten. Ook in horizontale putten kan deze sonde metingen verrichten. Cement integriteit Om aan te tonen dat het opslagreservoir niet zal gaan lekken en ook om de uitgangssituatie vast te leggen is het nodig de integriteit van het cement en de verbuizing te monitoren. Er bestaan akoestische en ultrasone boorgatsondes die de hechting tussen verbuizing en cement kunnen meten. • •

Als er cement aanwezig is, is het signaal zwak, omdat het cement de trillingen van het metaal verzwakt. Als er geen cement aanwezig is, kan de verbuizing in vrije trilling worden gebracht, hetgeen een sterk signaal oplevert.

De volgende factoren zijn van invloed op de kwaliteit van de cementhechting voor of tijdens CO2-injectie: •

De druksterkte van het cement ter plekke.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 143 -

1 juli 2007

• •

Veranderingen in temperatuur van en druk op de verbuizing tijdens injectie. Een laag kunsthars op de buitenwand.

CO2-stroming achter de verbuizing Er bestaan boorgatsondes die monsters kunnen nemen van de formatievloeistoffen achter de verbuizing. Bijvoorbeeld de dynamische verbuisde-put-tester (cased hole dynamics tester). Dit is een zeer geavanceerd instrument waarmee achter de verbuizing in een put meerdere drukken kunnen worden gemeten en vloeistofmonsters kunnen worden genomen. Het bijzondere van dit instrument is dat het een gaatje kan boren door de verbuizing van een put tot in het omringende gesteente, vervolgens meerdere druk- en temperatuurmetingen kan doen en vloeistofmonsters nemen, en tenslotte het gaatje dat het in de verbuizing maakte weer dicht kan maken. De voornaamste toepassingen zijn: • • •

Evaluatie van oude putten om te zien of er koolwaterstoffen zijn achtergebleven of CO2 aanwezig is; Het is veel veiliger dan productietesten van de formatie in een open boorgat onder moeilijke omstandigheden; Drukobservatie tijdens water-, stoom- en CO2-injectie.

Dit instrument kan het temperatuurverloop in de kokervormige ruimte tussen verbuizing en gesteente meten en zo eventuele stroming achter de verbuizing opsporen en daarmee eventuele defecten in de integriteit van de put. Effect op de werkzaamheden Het monitoren van de putintegriteit heeft het nadeel dat de injectie een tijdje moet worden stilgelegd. Bij sommige sondes moet bovendien de stijgbuis uit de put worden gehaald. Monitorfrequentie Als onderdeel van de voorbereidende fase op een locatie, dienen testen te worden uitgevoerd om de uitgangssituatie vast te stellen. De resultaten van deze testen leveren de gegevens voor de nulpuntmeting. We suggereren eens per jaar te monitoren, althans bij de proefprojecten. Een lagere frequentie is wellicht mogelijk als er meer ervaring is opgedaan met CO2 en de effecten van injectie op de verbuizing en het cement. 9.4.2

Seismische methoden Seismische methoden bieden de mogelijkheid een groot deel van de ondergrond met een hoge resolutie in beeld te brengen. Bij het Sleipner project is gebleken dat seismische methoden een duidelijk beeld geven van de ondergrondse CO2-pluim. Seismische golven kunnen echter niet worden gebruikt voor het monitoren van CO2 in een (leeg-geproduceerd) gasveld, daarvoor is het contrast tussen met gas verzadigd gesteente en met CO2-verzadigd gesteente te klein. Maar als er CO2 eventueel uit een reservoir is weggelekt, kunnen seismische methoden wel worden gebruikt om het opschuiven van het CO2-front te monitoren. Als een analyse van het deklagenpakket aangeeft dat het CO2 dat langs een put weglekt, mogelijkerwijs gaat uitstromen in de deklagen kunnen wel seismische methoden worden gebruikt om de CO2-pluim te volgen. Dit soort monitoren is vooral nodig als wordt verwacht dat het CO2 misschien in een kwetsbaar gebied aan het aardoppervlak zal arriveren. Bij realistische opnamecondities is de detectiedrempel voor AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 144 -

1 juli 2007

seismische methoden die vanaf de oppervlakte worden uitgevoerd in de orde van 1 104 m3 CO2-verzadigd gesteente op een diepte van ongeveer 1.000 m, (Wilson & Monea, 2004). Dit laat zien dat met seismische opnames een zeer hoge resolutie kan worden bereikt. Seismische golven zijn relatief ongevoelig voor het CO2verzadigingsgehalte. Daarom kleeft aan het schatten van de hoeveelheid CO2 die uit een reservoir is weggelekt een grote mate van onzekerheid (Arts et al., 2004). Een alternatief voor seismische methoden die vanaf de oppervlakte worden uitgevoerd, zijn seismische methoden die in de put worden uitgevoerd (een verticaal seismisch profiel of een omgekeerd verticaal seismisch profiel). Deze leveren een hogere resolutie op in de ondergrond, omdat ofwel de bron, ofwel de ontvanger zich dicht bij de zone bevindt waarin men geïnteresseerd is. In geval van CO2-lekkage die zijn oorsprong heeft in de put, geven seismische methoden die vanuit de put worden uitgevoerd een duidelijk beeld van het CO2 in de buurt van (maar niet in) de put. Bij het Sleipner opslagproject, wordt ongeveer elke twee jaar een time-lapse seismische opname gemaakt om de uitbreiding van de CO2-pluim in de watervoerende laag te kunnen volgen. Bij ondergrondse gasvelden onder het vasteland van Nederland is deze monitorfrequentie niet nodig omdat de opslagcapaciteit bekend is en de injectiehoeveelheid beperkt. Zelfs als men verwacht dat het CO2 zich naar het deklagenpakket verspreidt en er grote risico's dreigen, is het, om de CO2-pluim te volgen, waarschijnlijk al voldoende de seismische opnames elke vijf jaar te herhalen. Seismisch onderzoek is vrij ingrijpend in vergelijking met de korte tijd die voor een seismische opname nodig is. Voor een VSP of een omgekeerde VSP, moet de put worden vrijgemaakt. De seismische bronnen kunnen zo worden gekozen dat het effect op de bestaande infrastructuur minimaal is. Een andere beperkende factor voor de mogelijk bereikbare resolutie van seismische gegevens is dat, in dichtbevolkte gebieden of industriegebieden, de achtergrondruis relatief hoog is. 9.4.3

Elektrische weerstandsmetingen De elektrische weerstand van de bodem houdt verband met verschillende geologische parameters zoals de mineralogische samenstelling en de aanwezige vloeistoffen, de doorlatendheid en de mate van waterverzadiging van het gesteente. Elektrische weerstandsmetingen worden al uitgebreid gebruikt voor milieuonderzoek. De weerstand wordt normaliter gemeten door met twee stroomelektrodes stroom in de bodem te brengen en bij twee potentiaalelektrodes het opgewekte voltageverschil te meten. Uit de stroom- en voltagewaardes kan de schijnbare weerstandswaarde worden berekend. De weerstand van bodem varieert van 10 tot 100 ohmÂper meter, afhankelijk van de concentraties van in de bodem aanwezige opgeloste zouten. Als CO2 oplost in water, verandert de elektrische weerstand van het water. Daarom is het meten van de elektrische weerstand een bruikbare methode om dit soort anomalieën in kaart te brengen. Het dieptebereik en de verticale resolutie van de methode hangt af van de afstand tussen de elektrodes en het weerstandscontrast terwijl de laterale resolutie afhangt van de dichtheid van het elektrodenetwerk, het gebruikte patroon en het weerstandscontrast. Als de CO2-concentratie in de ondiepe ondergrond verhoogd is, kan vanaf de oppervlakte het CO2 met elektrische weerstandsmetingen worden opgespoord en AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 145 -

1 juli 2007

gemonitord. Net als de resolutie, hangt de drempelwaarde om met weerstandsmetingen CO2-concentraties op te sporen af van de afstand van het CO2 tot de elektrodes, het plaatsingspatroon en het weerstandscontrast in de ondergrond. Weerstandsmetingen vanaf de oppervlakte hebben over het algemeen een beperkt dieptebereik. Om deze beperking op te lossen kunnen andere soorten weerstandsmetingen worden toegepast. Bijvoorbeeld kruisgatweerstandsopnames (cross-hole resistivity surveys) en metingen van de weerstand tussen het oppervlak en de bodem van de put (downhole-surface resistivity measurements). Deze twee methoden hebben een veel hogere resolutie vergeleken met opnames vanaf de oppervlakte. De gevolgen van weerstandsmetingen voor de omgeving hangen af van de manier waarop de metingen worden verricht. Het effect varieert van weinig ingrijpende en relatief goedkope weerstandsmetingen vanaf de oppervlakte tot meer ingrijpende en duurdere kruisgatmetingen en metingen van de weerstand tussen het oppervlak en de bodem van de put. Behalve de aanwezigheid van materieel treedt er geen verdere hinder op omdat weerstandsmetingen geen geluid maken of ongewenste bijeffecten hebben. 9.4.4

Vanaf de oppervlakte meten van de CO2-concentratie en -stroomvolumes Met directe metingen, dichtbij of aan het aardoppervlak, kunnen de CO2-concentratie en CO2-stroomvolumes worden bepaald. Als men aan het oppervlak een toename vaststelt van de CO2-concentratie of het CO2-stroomvolume, kan worden onderzocht of er CO2 lekt naar het aardoppervlak, door de isotopensamenstelling van het CO2 of de aanwezigheid van tracer moleculen te onderzoeken. Als men vermoedt dat lekkagepaden tot aan het aardoppervlak reiken, kunnen op die plaats meer metingen (hetzij in de tijd, hetzij in de ruimte, of beide) worden verricht. Dit soort locaties kan worden bepaald door middel van geologisch onderzoek van het deklagenpakket van een reservoir. Door het meten van radon concentraties aan het aardoppervlak kan de locatie van ondergrondse breuken worden vastgesteld, hiermee kan het geologisch onderzoek van het deklagenpakket nader worden uitgewerkt en bevestigd. CO2-concentratie en -stroomvolume-metingen Goedkope CO2-sensoren, op basis van infrarood detectie van CO2, kunnen worden geplaatst in ondiepe observatieputten in gebieden waar het risico verhoogd is (preferente paden) of onder kwetsbare gebouwen. Met dit soort sensoren kan alleen de absolute CO2-concentratie worden gemeten. Om het CO2-gehalte en de variatie in CO2concentratie te bepalen moeten historische gegevens beschikbaar zijn, onder andere zowel dagelijkse als seizoensfluctuaties. Voor een gedetailleerdere en completere analyse moeten op regelmatige tijden, of als de CO2-sensoren een verhoogd CO2gehalte aangeven, het stoomvolume worden gemeten en extra monsters worden genomen. De monsters moeten zonodig worden geanalyseerd op isotopengehalte van verschillende moleculen zoals CO2, CH4 en tracer moleculen. Bodemgas- en watermonsters Gas- of watermonsters kunnen ook op diepere plaatsen worden genomen zoals in nabijgelegen waterwinputten of (diepere) observatieputten. Hierbij dient te worden opgemerkt dat, als alleen de absolute CO2-concentratie wordt gemeten, het erg onwaarschijnlijk is dat veranderingen kleiner dan 1-2% kunnen worden geïdentificeerd als CO2-lekkage naar het aardoppervlak. Veranderingen in natuurlijke patronen zijn AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 146 -

1 juli 2007

vaak groter dan dat en dat maakt het onmogelijk een beperkt wegsijpelen uit het reservoir waar te nemen. Isotopen en tracer metingen Het toevoegen van tracer moleculen is een eenvoudige techniek, er zijn slechts kleine hoeveelheden tracers nodig en de kosten zijn verwaarloosbaar. Tracers kunnen worden gemeten in het pptr (parts per trillion) bereik. Meetfrequentie De meetfrequentie hangt af van de soort gegevens die men wil verzamelen. Bij het meten van de CO2-concentratie is het aan te raden voortdurend gegevens te verzamelen, aangezien de natuurlijke achtergrondwaardes variëren met de weersomstandigheden en het seizoen. In de gegevens van de nulpuntmeting voor een bepaalde locatie moet daarom ook de seizoensvariatie in het betreffende gebied worden betrokken. Daarom moet minstens een jaar voor het begin van de CO2-injectie worden begonnen met het verzamelen van gegevens. Om uit te sluiten dat er CO2 wegsijpelt dienen CO2-isotopen en/of tracer moleculen regelmatig te worden gemeten. In het begin dienen deze metingen vrij vaak plaats te vinden, meestal met een frequentie van eens per maand. De verzamelde gegevens kunnen dienen als nulpuntmeting van de uitgangssituatie. Als de normale fluctuaties in de loop van de tijd bekend zijn, kan de meetfrequentie worden verminderd. Na het insluiten van de opslaglocatie kunnen soms nog isotopen en tracer analyses nodig zijn, bijvoorbeeld als de sensoren abnormale waarden voor de CO2-concentratie aangeven. De nadelige gevolgen van dit soort metingen dichtbij of aan de oppervlakte zijn verwaarloosbaar. Als er echter honderden CO2-sensoren moeten worden ingegraven en grote hoeveelheden gas- en/of watermonsters moeten worden geanalyseerd kunnen de kosten wel flink oplopen.

9.5

Ontwerpen van monitorsystemen Om die aspecten van een opslagproject te identificeren die verhoogde risico's met zich mee brengen is een gedetailleerd onderzoek van dat project nodig. De grootste risico's kunnen zijn gelegen in: bestaande putten, lekkage of uitstromingsroutes die verband houden met een put, of met kwetsbare gebieden aan het aardoppervlak. Op deze aspecten, die een verhoogd risico met zich meebrengen, moet het monitoren speciaal zijn gericht. Welke monitortechnieken worden gekozen volgt uit een analyse van de verwachte lekkagemogelijkheden en de resolutie en nauwkeurigheid van de beschikbare technieken. Nader onderzoek van de mogelijk nadelige gevolgen die verband houden met deze risicofactoren moet vaststellen welke monitormethoden en frequenties gerechtvaardigd zijn. Daardoor zullen bij overigens vergelijkbare opslagprojecten verschillende monitorsystemen worden toegepast in verschillende delen van Nederland (bijvoorbeeld dichtbevolkte gebieden of industriegebieden versus agrarische gebieden). Monitoren tijdens de verschillende opslagfases Een CO2-opslagproject omvat verschillende fases: de voorbereidende fase, de operationele fase, de afsluitingsfase, en de fase na afsluiting. Elke fase vereist andere monitoractiviteiten.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 147 -

1 juli 2007

•

•

•

•

De voorbereidende fase. In deze fase, waarin ook een gedetailleerd locatieonderzoek van het project wordt uitgevoerd, wordt, voor elk element van het monitorsysteem, de uitgangssituatie, voor het begin van de CO2-injectie, bepaald, de z.g. nulpuntmeting. De daarbij verzamelde gegevens zijn bestemd om de fysieke modellen van het systeem te ijken. Deze modellen worden gebruikt om de monitorgegevens te interpreteren die worden verzameld tijdens de latere fases van het project. Bij sommige technieken kan voor de nulpuntmeting worden volstaan met een enkele meting, bijvoorbeeld één seismische uitgangsopname. Bij andere technieken houdt de nulpuntmeting in dat gedurende een bepaalde tijd metingen dienen te worden verricht om de dagelijkse of seizoensfluctuaties in de achtergrondgegevens vast te leggen. Dit geldt bijvoorbeeld voor de CO2concentratie in de bodem. De operationele fase. In deze fase vinden de meest intense monitoractiviteiten plaats, er worden gegevens verzameld om te bewijzen dat de opslag veilig en effectief verloopt. De monitorgegevens dienen te worden vergeleken met de voorspellingen van modellen van het injectiesysteem, teneinde afwijkingen van het voorspelde gedrag van het opslagreservoir vast te stellen Tijdens de operationele fase en ook tijdens de fase na afsluiting kan het nodig zijn het monitoren te intensiveren als er onvolkomenheden in het systeem worden ontdekt of als het systeem op een onverwachte manier reageert. De afsluitingsfase. Aan het eind van de injectie, wordt het injectiesysteem ontmanteld, en ook een deel van het monitorsysteem (bijvoorbeeld apparatuur in putten die permanent worden verlaten). Het zwaartepunt van het monitoren verandert nu, het accent komt te liggen op inspecteren of de insluiting in stand blijft. De fase na afsluiting. Monitoren loopt nog steeds door, zij het minder intensief, totdat bewezen is dat het systeem zich in een stabiele, veilige toestand bevindt. De definitie van deze stabiele, veilige toestand en ook de tijd die het systeem nodig heeft die toestand te bereiken, hangt af van de precieze locatie. Bij proefprojecten, is het aan te raden de injectieputten en eventuele observatieputten toegankelijk te houden om het gedrag van het reservoir na de injectiefase te kunnen bestuderen. Periodiek kunnen de reservoirdruk en -temperatuur worden gemeten en gasmonsters worden genomen. De gasmonsters kunnen worden geanalyseerd om eventuele vermenging in het reservoir te bestuderen (CO2 vermenging met resten aardgas, herverdeling van het water, het aardgas en het CO2 in het reservoir). Men kan zeggen dat een stabiele toestand is ontstaan als het reservoir een evenwichtstoestand heeft bereikt (binnen zekere grenzen). Als er eenmaal een evenwichtstoestand is ontstaan, kan de injectielocatie definitief, volledig worden verlaten. Het monitoren kan dan stoppen. Op het ogenblik is er te weinig ervaring om een minimum periode te kunnen aangeven voor het monitoren van een opslagsysteem na afsluiting.

Verlagen van de monitorintensiteit Hier dient te worden benadrukt dat op het ogenblik, voordat er enige commerciële CO2opslagprojecten onder het vasteland zijn gestart, het monitoren van een dergelijk project een duidelijke R&D-component heeft. Er is nog veel te weinig ervaring opgedaan, die kan worden gebruikt als basis om een redelijke monitorperiode te kunnen aanraden. De sleutel tot het ontwikkelen van een effectieve monitorstrategie is gebruik te maken van de eerste projecten om ervaring op te doen en om de methoden en technieken voor volgende projecten te vervolmaken.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 148 -

1 juli 2007

Verlaten van de locatie Naar verwachting zal bij toekomstige projecten de locatie worden verlaten onmiddellijk nadat de injectie klaar is. De putten worden dan afgesloten en direct permanent verlaten, waardoor het risico van lekkage langs het boorgat minimaal wordt. Dit zal mogelijk worden als er genoeg ervaring is opgedaan met zowel de methoden voor het permanent verlaten als met het gedrag van een reservoir nadat er CO2 in is geïnjecteerd. Pas na een aantal injectieprojecten, in verschillende soorten reservoirs en met verschillende soorten afdichtende lagen, zal een dergelijk niveau van betrouwbaarheid worden bereikt. Proef- en demonstratieprojecten Bij de eerste paar proef- en demonstratieprojecten voor CO2-opslag zullen naar verwachting de monitorsystemen ingewikkelder zijn en van meer monitortechnieken gebruik maken dan bij daaropvolgende projecten. Ten eerste zal bij de eerste proefprojecten pas duidelijk worden of de monitortechnieken die zijn ontwikkeld voor olieen gaswinning wel van toepassing zijn voor CO2-opslag. Voorbeelden van dergelijke technieken zijn boorgatmetingen. Verder zullen er gegevens worden verzameld die de doeltreffendheid van opslagprocedures moeten aantonen. De doeltreffendheid van methoden voor putafwerking en het permanent verlaten van een put moet bijvoorbeeld precies worden aangetoond, zodat bij toekomstige projecten dit soort uitgebreid putmonitoren niet meer nodig is. Ten tweede moet bij proefprojecten worden getracht nieuwe specifieke technieken voor CO2-monitoren te ontwikkelen zodat het monitoren zo efficiënt mogelijk plaatsvindt. Het uiteindelijke doel hiervan is dat bij toekomstige CO2-opslagprojecten de monitoractiviteiten zo beperkt mogelijk kunnen blijven. Naar verwachting zal, als gevolg van de groeiende ervaring opgedaan met CO2-opslag en de ontwikkeling en gebruik van specifieke monitorsystemen, het monitoren van ondergrondse opslag op den duur een aanvaardbaar 'minimaal' niveau bereiken.

9.6

Aspecten die in hoofdstuk 9 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 9 van een MER In het algemeen bevat een MER een hoofdstuk dat is gewijd aan monitoren en evaluatie. In dit hoofdstuk wordt beschreven hoe de verwachte effecten worden gemeten en wordt gecontroleerd of de betreffende activiteiten deze effecten echt hebben veroorzaakt. Na een bepaalde periode worden de bevindingen geëvalueerd om te bepalen of een activiteit volgens plan doorgang mag vinden. In plaats daarvan kan worden besloten dat er corrigerende maatregelen moeten worden genomen. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 9 Monitoren van CO2-opslag is, bijna bij definitie, specifiek voor een bepaalde locatie. Elk leeggeproduceerd gasveld heeft een eigen architectuur en eigenschappen, spreiding van putten en puteigenschappen. Al deze aspecten moeten worden beoordeeld om te zien of ze risico's voor de opslag met zich mee brengen. Hoewel in het merendeel van de gevallen het reservoir zelf en de afdichtende laag als veilig kunnen worden beschouwd, moeten de putten in het veld in detail worden onderzocht. In een locatiespecifieke MER dienen regels en plannen voor opslag en monitoren te worden omschreven.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 149 -

1 juli 2007

10

MONITORPLAN EN RAMPENBESTRIJDINGSPLAN Welke reactie op bepaalde monitorgegevens dient te volgen, hangt in de eerste plaats af van het doel van het monitoren. Het vaststellen van passende reacties op observaties die een veilige en afdoende werking van het systeem verzekeren, dient onderdeel te zijn van het risicobeheersplan dat voor elk specifiek project wordt gemaakt. In extreme gevallen kan dit worden beschouwd als rampenbestrijding. Er is geen reactie vereist bij andersoortige monitorinformatie, zoals de observaties die deel uitmaken van de nulmeting. Welke reactie passend is, verschilt van project tot project. Er is echter wel een reeks standaardreacties beschikbaar, onder andere voor het onwaarschijnlijke geval van lekkage. Deze standaardreacties worden hieronder besproken. Hierbij dient te worden opgemerkt dat sommige reacties duidelijk alleen van toepassing zijn in een bepaalde projectfase, zo zijn aanpassingen van het injectieproces bijvoorbeeld alleen mogelijk tijdens de injectiefase.

10.1

Mogelijke reacties Putten Putten worden over het algemeen voor zowel injectie als gaswinning gebruikt. In de olieen gasindustrie beschikt men over een grote verscheidenheid aan procedures voor het verbeteren van de efficiëntie van de injectie en het tegengaan van lekkage langs putten. Bij CO2-opslag kunnen dezelfde technieken worden toegepast. Injectieproces Een mogelijke reactie op een te hoge druk in het reservoir is het stopzetten van de injectie. Dit is de enige mogelijkheid, indien het reservoir vol is. Als de druk lokaal opbouwt, dichtbij de put, kan minder snel injecteren ook een mogelijkheid zijn. Als men in dat geval toch de geplande injectiehoeveelheid wil bereiken, kan het nodig zijn extra putten aan te leggen en te gebruiken. Die putten dienen dan wel op een andere, betere manier te worden ontworpen en uitgevoerd. Behandeling na lekkage Als wordt opgemerkt dat het CO2 een nadelig effect op een nuttig waterlichaam heeft, bijvoorbeeld op drinkwatervoorraden in een watervoerende laag, is de goedkoopste en zekerste oplossing het water te behandelen voordat het gebruikt wordt. Nieuwe gegevens verzamelen Als ergens lekkage wordt vermoed, bijvoorbeeld door middel van modelleeronderzoek (materiaalbalans etc.), kan worden besloten nieuwe gegevens te gaan verzamelen om de plaats van het lek met grotere zekerheid vast te stellen. Indien blijkt uit (her)interpretaties van de modelleren, dat het risicoprofiel van de locatie kan oplopen tot een onaanvaardbaar hoog risico, kunnen nieuwe gegevens verzameld worden, zodat de processen in het reservoir beter begrepen worden en een lager risicoprofiel wordt verkregen.

10.2

Aanbevolen aanpak op basis van de monitoruitkomsten Monitoruitkomsten kunnen aanleiding geven tot maatregelen, meestal risicobeheersing of sanerings-/corrigerende maatregelen. De maatregelen die, in een specifiek geval, moeten worden genomen in geval van bepaalde risico's, moeten worden vastgelegd in het bij het project behorende risicobeheersingplan. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 150 -

1 juli 2007

Hieronder geven we twee voorbeelden van maatregelen die kunnen worden genomen in geval uit het monitoren blijkt dat er onverwachte of ongewenste processen optreden: 1. Drukverlaging; 2. Insluiten van de put(zone). Drukverlaging Als er lekkage uit het reservoir optreedt, die nadelige gevolgen zou kunnen hebben aan of dichtbij het aardoppervlak, bestaat de mogelijkheid de druk in het reservoir te verlagen. Zoals hiervoor besproken, kan dit bereikt worden door het injectieproces aan te passen, maar in extreme gevallen kan ook enige CO2 moeten worden afgeblazen. Als dit bijvoorbeeld nodig zou mogen blijken in de fase na de afsluiting, moet er misschien zelfs een nieuwe put voor worden geboord en moeten, aan het aardoppervlak, inrichtingen voor bewerking of transport, of voor het afblazen van de CO2-uitstroom worden gebouwd. Insluiten van de put(zone) Als men dicht bij een put een grote stroom CO2 opmerkt, moet het omliggende gebied worden geëvacueerd, en de druk in het reservoir verlaagd. Hierboven zijn al diverse mogelijkheden besproken om de reservoirdruk te verlagen. Welke maatregelen kunnen worden genomen om de put(zone) in te sluiten hangt af van het feit of de put zich nog in de operationele fase bevindt. In dat geval is het waarschijnlijk het beste om van binnen uit een put te werken. Een boring om extra cement te injecteren teneinde het gesteente rond de buitenkant van een afgesloten put af te dichten is in principe mogelijk, maar, zoals altijd, moeten de kosten en de kans op succes van een dergelijke operatie worden afgezet tegen die van andere mogelijkheden.

10.3

Kritische grenswaardes Naar verwachting kunnen, op basis van de oorspronkelijke modelering en planning, voor alle te meten parameters kritische grenswaardes, d.w.z. waardes die aanleiding geven tot het nemen van maatregelen, worden bepaald. Het is echter ook mogelijk dat deze kritische grenswaardes worden bijgesteld op basis van waarnemingen tijdens de operationele fase. Waarschijnlijk zal er een bovengrens worden bepaald voor de reservoirdruk, om bijvoorbeeld te voorkomen dat de afdichtende laag beschadigt. De toegestane injectiehoeveelheid, die gedeeltelijk afhankelijk is van deze bovengrens voor de druk, kan worden bijgesteld op basis van observaties tijdens de proefinjectie.

10.4

Actieplan voor de toepassing van mogelijke maatregelen om het CO2 terug te halen In geval de uitkomsten van het monitoren of andere observaties aangeven dat het opslagsysteem aanzienlijke negatieve gevolgen heeft, en er geen andere geschikte corrigerende maatregelen voorhanden zijn, kan het nodig zijn het geïnjecteerde gas terug te halen (LAP voorwaarde). Men kan redelijkerwijs aannemen dat dit nooit nodig zal zijn als de overheid, door het afgeven van een vergunning voor het permanent verlaten, eenmaal heeft toegestaan dat een opslaginrichting wordt afgesloten. Het besluit om toe te staan dat een opslaginrichting wordt afgesloten zal pas worden genomen als bewezen is dat de omstandigheden in het reservoir stabiel en veilig zijn. Men kan daarom aannemen dat de injectieput nog steeds beschikbaar is om te gebruiken bij het terughalen voordat de put permanent wordt verlaten.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 151 -

1 juli 2007

Er zijn twee procedures denkbaar voor het terughalen: • •

Gecontroleerd afblazen naar de buitenlucht. Afvoeren via de oorspronkelijke toevoerpijpleidingen.

Andere implicaties van het terughalen van CO2 zijn projectafhankelijk. In geval van een proefproject kan dit worden beschouwd als een klein, bijkomstig nadeel dat kleeft aan een groot voordeel aan nuttige ervaring. In het geval de uitstootbesparing financieel voordeel zou hebben opgeleverd, zou dit voordeel teniet worden gedaan, tenzij er een andere geschikte locatie zou worden gevonden die onmiddellijk beschikbaar zou zijn om het CO2 opnieuw op te slaan.

10.5

Aspecten die in hoofdstuk 10 van een MER aan de orde dienen te komen Algemene aspecten voor hoofdstuk 10 van een MER Zoals aan het eind van hoofdstuk 9 opgemerkt is, zijn monitoren en evaluatie standaard onderwerpen in een MER. Bovendien vermeldt een monitorreactieplan informatie over aanbevolen handelwijzen voor het geval uit het monitoren blijkt dat er kritische grenswaardes worden overschreden. De details hiervan horen eerder thuis in een bedrijfsplan dan in een MER. Voor een MER is het belangrijk duidelijk te maken dat er maatregelen kunnen worden genomen en aanwijzingen te geven welke soort maatregelen mogelijk zijn. Speciale aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 10 Enkele aspecten die dienen te worden behandeld zijn: • • •

vastleggen van kritische grenswaardes voor meetwaardes in het kader van een risicobeheersingsplan; vastleggen van passende maatregelen die genomen moeten worden indien uit metingen blijkt dat die kritische grenswaardes worden benaderd; vastleggen van een rampenbestrijdingsplan.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 152 -

1 juli 2007

11

LEEMTEN IN KENNIS De geconstateerde leemten betreffen het ontwerp, de uitvoering en de afsluiting van een ondergrondse opslaginrichting voor CO2 in Nederland. De leemten in kennis over de uitvoering betreffen onder andere het ontbreken van plannen van aanpak voor procesbeheersing en procesbewaking (dit betreft de injectiefase, de afsluitingsfase en de fase na de afsluiting). Sommige van deze leemten zijn van technische aard. Een voorbeeld hiervan is, dat een reservoir mogelijk bruikbaar is, maar dat er geen details van de aanwezige putten bekend zijn. Er zijn echter ook meer algemene leemten in kennis, vooral aangaande eigendoms- en aansprakelijkheidsaspecten. Deze houden verband met onzekerheden op lange termijn, en met omstandigheden die in de toekomst van invloed op een gevulde CO2-opslaginrichting zouden kunnen zijn. In de volgende paragrafen worden een aantal van deze projectonafhankelijke leemten in meer detail besproken.

11.1

Leemten in informatie Het is op het ogenblik niet bekend hoe een CO2-opslagsysteem precies dient te functioneren, in de zin van welke hoeveelheid lekkage nog aanvaardbaar is. Dit is mogelijkerwijs van belang in technische zin: welke gevolgen kunnen nog toegestaan worden. Waarschijnlijk is de juiste werking van een CO2-opslagsysteem echter nog belangrijker in verband met het voldoen aan de voorwaarden van een CO2uitstootbeheersingsprogramma, vooral als die voorwaarden gekoppeld zijn aan financiële prikkels. Er zijn niet voldoende gegevens beschikbaar om het risiconiveau van ondergrondse CO2-opslag accuraat vast te stellen. In slechts een zeer klein aantal gevallen zijn functioneringsaspecten van het werkelijk systeemgedrag daadwerkelijk onderzocht. De meeste gegevens zijn gebaseerd op gesimuleerde lekkagescenario's voor specifieke omstandigheden (e.g. Van Eijs et al., 2005). De uitkomsten van modelleeronderzoek kunnen vertekend zijn omdat de werkelijkheid in een model altijd wordt vereenvoudigd en er bepaalde invoerparameters zijn gekozen. Normaliter is er slechts een beperkte hoeveelheid geologische, petrofysische en hydrodynamische gegevens van een locatie beschikbaar die kunnen worden gebruikt in dit soort modelleeronderzoek. Er is ook zeer weinig informatie beschikbaar op basis waarvan de waarschijnlijkheid van scenario's voor CO2-lekkage, en de eventuele gevolgen daarvan, kunnen worden gekwantificeerd. Aan de gevolgen van eventuele lekkage uit het reservoir van andere gassen is in deze studie slechts weinig aandacht besteed. Mogelijkerwijs zal bij eventuele lekkage niet alleen CO2, maar ook andere gassen, uit het reservoir naar de biosfeer migreren. De nadelige gevolgen van een aantal van die andere gassen zijn groter dan die van CO2.

11.2

Leemten in ervaring met nadelige gevolgen Bodemopheffing Als gevolg van de injectie van CO2 kan de bodem omhoog komen. Naar verwachting zal deze opheffing kleiner zijn dan de daling veroorzaakt door de voorafgaande gaswinning maar er kleeft een aanzienlijke mate van onzekerheid aan dit aspect. Als er eenmaal een aantal reservoirs in gebruik zijn en worden gemonitord, zal duidelijk worden of er inderdaad opheffing plaatsvindt en of dit volgens de voorspellingen verloopt.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 153 -

1 juli 2007

Permanente opslag Het is mogelijk te berekenen hoeveel CO2 er in een opslagreservoir geïnjecteerd kan worden, maar hoeveel CO2 er echt in het reservoir opgesloten blijft zitten, blijft tamelijk onzeker. Soms wordt er een verliespercentage van 1% over een periode van 100 jaar aangenomen. Een dergelijk volumeverlies, veroorzaakt door lekkage of oplossing, zal waarschijnlijk weinig milieueffecten teweegbrengen, maar het kan wel belangrijk zijn voor het berekenen van de opgeslagen hoeveelheid CO2, en de betalingen voor die opslag. Chemische reacties in het reservoir Hoewel er wel al enige ervaring is opgedaan met het in de ondergrond pompen van CO2, kan men niet aannemen dat dit voldoende is om alle mogelijke langetermijn gevolgen van permanente CO2-opslagsystemen te kunnen voorzien. Men verwacht door het gebruik van FEP's (Features, Event and Processes = kenmerken, gebeurtenissen en processen) alle denkbare mechanismen te kunnen bestrijken. Door deze mechanismen in risicobeheeringsplannen te vatten kunnen ook de onbekende factoren voldoende worden beheerst. Dit moet echter nog in de praktijk worden bevestigd.

11.3

Leemten in toekomstige ontwikkelingen De huidige leemten in de procedures en vereisten voor het verkrijgen van een vergunning voor een CO2-opslagsysteem zijn onder meer het gevolg van onduidelijkheid over wie (vooral in de toekomst) verantwoordelijkheid draagt voor het opslagsysteem. De exploitant bestaat dan wellicht niet meer, maar er wordt algemeen aangenomen dat er dan wel andere instanties zijn die de langetermijn verantwoordelijkheid op zich kunnen nemen. Het is echter niet duidelijk hoe en onder welke voorwaarden de overdracht van verantwoordelijkheid zal plaatsvinden. In dezelfde kader past de vraag: hoe om te gaan met een eventueel toekomstig andersoortig gebruik van de ondergrond. Op het ogenblik gaat een mogelijk belangenconflict waarschijnlijk vooral over de keuze tussen de opslag van CH4 - voor energiezekerheid - en van CO2 - om de klimaatverandering tegen te gaan. In de toekomst komen er misschien nog meer gebruiksmogelijkheden van de ondergrond, waarvoor de aanwezigheid van een met CO2 gevuld reservoir een beperkende factor kan zijn. Wat mensen in de toekomst gaan doen, kan nu nog niet worden voorzien, vooral zodra een georganiseerd beheer niet meer plaatsvindt. Dit betekent dat toekomstige ontwikkelingen aan het aardoppervlak, die risicoverhogend werken, niet kunnen worden uitgesloten. Het is ook niet mogelijk op voorhand toekomstige activiteiten uit te sluiten die de afsluitingen, die het CO2 binnen het reservoir houden, kunnen beschadigen. Teneinde deze mogelijkheden voor te zijn zou men kunnen besluiten regelgeving op te stellen voor CO2-opslagsystemen. Dit soort regelgeving bestaat echter nog niet.

11.4

Leemten in regelgeving Om het risicoprofiel van een bepaalde locatie te berekenen en het verloop van de injectie en de fase na de injectie te monitoren, moeten risicotolerantiegrenzen worden bepaald. De bevoegde instanties moet aangeven welke blootstellings- en effectnormen van toepassing zijn en wat een aanvaardbaar ‘Risico’ is (d.w.z. de kans dat deze normen worden overschreden, vermenigvuldigd met de gemiddelde nadelige gevolgen

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 154 -

1 juli 2007

van deze scenario's die de norm overschrijden). Bovendien moeten de instanties richtlijnen opstellen voor welke volumes deze normen gelden. Zonder dit soort normen en richtlijnen moet elke exploitant van een locatie zijn eigen aannames maken. Dit zal slechts leiden tot willekeur en subjectiviteit, waardoor geen doelmatig beheer plaatsheeft. Als er modellen worden gebruikt om risico's te voorspellen, zijn normen dus noodzakelijk. Die zouden vergelijkbaar kunnen zijn met de bestaande (internationale) ontwerpnormen voor mijnbouwinstallaties, boorinstallaties en verwerkingsinstallaties (zie ook de bijlage van hoofdstuk 14).

11.5

Aspecten die in hoofdstuk 11 van een MER aan de orde dienen te komen De leemten in kennis zijn belangrijk omdat ze ons inzicht verschaffen in de informatie die beschikbaar is ten tijde van het MER. Dit hoofdstuk beschrijft ook of de leemten cruciaal zijn, in zoverre dat de effecten ervan slecht voorspelbaar zijn. Specifieke aandacht voor CO2-opslag in hoofdstuk 11 De voornaamste leemten in kennis zijn: •

•

Er is veel informatie beschikbaar uit de literatuur en uit andere vergelijkbare projecten, maar er is geen informatie beschikbaar over ondergrondse CO2-opslag onder het Nederlandse vasteland. Zolang het eerste proefproject nog niet is begonnen zal die leemte blijven bestaan. Men zou kunnen overwegen te wachten tot onze buurlanden met hun eigen projecten zijn begonnen. Een niet voorspeld effect zou ook nog na een zeer lange tijd kunnen optreden, na honderden of duizenden jaren. Uit geologisch onderzoek blijkt weliswaar dat de oorspronkelijke gasreservoirs miljoenen jaren stabiel zijn geweest, maar opslag van CO2 is niet hetzelfde als van aardgas.

Specifieke leemten zouden een aantal van de volgende aspecten kunnen betreffen, afhankelijk van de beschikbaarheid van informatie verkregen uit de ontwikkeling en exploitatie van het gasveld: • • • • • •

het reservoir - reactie van de afdichtende laag op de injectie van CO2; het reservoir - reactie van het reservoirgesteente op de injectie van CO2; het deklagenpakket - geometrie en eigenschappen; de omringende lagen - geometrie en eigenschappen; bestaande putten - geometrie en onderhoudstoestand; breuken - geometrie, doorlatendheid en gevoeligheid voor veranderingen onder invloed van CO2-rijke vloeistoffen.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 155 -

1 juli 2007

12

VERVOLG

12.1

Overzicht van bevindingen Dit rapport geeft een overzicht van de informatie over CO2-opslag in gasreservoirs onder het vasteland in Nederland. Ook bevindingen uit vergelijkbare (internationale) projecten zijn hier opgenomen. De voornaamste conclusies zijn: Technisch • Technisch is er voldoende ruimte beschikbaar om gedurende tientallen tot honderden jaren CO2 op te slaan. • Er is voldoende kennis van locatiespecifieke aspecten om de veiligheid van langetermijn CO2-opslag te kunnen beoordelen. • Voormalige gasreservoirs zijn waarschijnlijk zeer geschikt voor langetermijn CO2opslag. • Er is in Nederland al wel ervaring opgedaan met waterinjectie en aardgasinjectie. • Er zijn nog geen ontwerpregels of methoden vastgesteld voor langetermijn CO2opslag in Nederland. • Er is in Nederland nog geen ervaring opgedaan met injectie van CO2 onder het vasteland voor langetermijn opslag. • Nergens ter wereld is nog ervaring opgedaan met de injectie van een voldoende grote hoeveelheid CO2 om de uitstoot van één grote elektriciteitscentrale op te slaan. Risico's • In Nederland kan de kans op CO2-lekkage worden beperkt door de juiste reservoirkeuze. • De toch al kleine risico's kunnen nog worden verlaagd door ervoor te zorgen dat alle putten op de juiste wijze worden ontworpen, aangelegd en verlaten. Dat houdt in dat reservoirs, waarin zich een groot aantal eerder verlaten putten bevindt, beter kunnen worden vermeden. • Het grootste risico wordt gevormd door lekkage bij een put die tot in het reservoir doorloopt. • Locatiespecifieke risicoanalyses zijn noodzakelijk om de mogelijke gevolgen van langetermijn CO2-opslag te beoordelen. (Paragraaf 7.3 geeft een schatting van de waarschijnlijkste lekkagehoeveelheden. Naar verwachting kan een eventuele lekkage echter binnen enkele dagen worden verholpen. De totale lekkage, cq. uitstoot zal daarom naar verwachting beperkt blijven tot een of twee ton). Concluderend, in Nederland is het haalbaar een laagrisico CO2-opslag project uit te voeren. Regelgeving • Er kan in Nederland voor de opslag van CO2 voort worden gebouwd op bestaande weten regelgeving, hoewel er op een aantal punten wijzigingen nodig zijn. • Bij het opstellen van deze wijzigingen moet rekening worden gehouden met internationale ontwikkelingen in weten regelgeving voor CO2-opslag, aangezien internationale beleidsmakers mogelijkerwijs voor een andere aanpak zouden kunnen kiezen. • Op het ogenblik wordt CO2 in de Nederlandse weten regelgeving aangemerkt als een afvalstof. In de afvalstoffenregelgeving worden echter (nog) geen voorwaarden

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 156 -

1 juli 2007

voor CO2-opslag beschreven. Het feit dat CO2 als afvalstof wordt aangemerkt houdt in dat er een MERverplichting bestaat. •

Een aantal aspecten moet voor Nederland nog nader worden uitgewerkt: • er wordt momenteel gesproken over een instantie die in de toekomst het bevoegd gezag zal hebben voor het verlenen van een nieuw in te stellen vergunning voor CO2-opslag en waar de bijbehorende documenten zullen berusten; • de afronding en het permanente verlaten van een opslaglocatie zijn nog niet goed geregeld; • het is vooralsnog onduidelijk wie, na de afsluiting, verantwoordelijk wordt voor het opgeslagen CO2; • het is vooralsnog onduidelijk wanneer en op grond van welke criteria de aansprakelijkheid door de exploitant kan worden overgedragen aan een overheidsinstantie; • de afvalstoffenwetgeving dient te worden aangepast voor CO2-opslag.

Als de Nederlandse overheid CO2-opslag beschouwt als een serieuze mogelijkheid om de CO2-uitstoot te verminderen moeten de nationale en regionale overheden: • • •

sluitende en duidelijke weten regelgeving opstellen; (samen)werken aan de noodzakelijke wijzigingen in weten regelgeving; voorlopige weten regelgeving aannemen die de uitvoering van proefprojecten mogelijk maakt.

Monitoren • uit vergelijkbare projecten blijkt duidelijk dat er vele manieren van monitoren mogelijk zijn. De effectiviteit van de verschillende methoden hangt af van de omstandigheden. • modelleren en monitoren zijn noodzakelijk om de lekkagescenario's te kunnen begrijpen en passende veiligheidsmaatregelen te kunnen treffen; • men kan van het monitoren leren onder welke omstandigheden op de veiligheid van langetermijn CO2-opslag kan worden vertrouwd. Op grond van bovenstaande bevindingen kunnen we concluderen dat CO2-opslag als een serieuze mogelijkheid voor vermindering van de uitstoot kan worden beschouwd. De volgende logische stap is het starten van een proefproject. Een dergelijk proefproject dient deel uit te maken van een pakket van maatregelen, dat moet worden uitgevoerd wil men op korte termijn vooruitgang boeken met CO2-opslag in Nederland: • • • •

prioriteiten stellen en een lijst opstellen van geschikte reservoirs; procedures en regels vaststellen voor het ontwerp van een opslaglocatie; een wettelijke kader en de wettelijke aansprakelijkheid vaststellen; aanvangen met een proefproject.

12.2

Prioriteiten stellen

12.2.1

Prioriteiten op provinciaal niveau Momenteel ontwikkelen de provincies allemaal eigen streekplannen. Tot nu toe beperken deze plannen zich over het algemeen tot activiteiten aan de het aardoppervlak, maar ondergrondse activiteiten gaan ook een steeds belangrijker rol AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 157 -

1 juli 2007

spelen. Nu steeds meer gasreservoirs aan het eind van hun werkzame leven komen, is de tijd gekomen om strategische keuzes te maken. Welke reservoirs kunnen worden gebruikt voor opslag van productiewater, welke voor aardgasvoorraden en welke voor de opslag van CO2? Bij het opstellen van een lijst met prioriteiten zou men een kaart kunnen maken waarop voor elk reservoir staat aangegeven voor welke van de bovengenoemde toepassingen het reservoir al dan niet geschikt is. Bij het maken van dergelijke kaarten kunnen gegevens uit dit rapport worden gebruikt, bijvoorbeeld die uit hoofdstuk 8. Als de provincies eenmaal over alle noodzakelijke informatie beschikken is het aan de provinciale overheden een besluit te nemen. Het bepalen van welke reservoirs beschikbaar zijn voor langetermijn CO2-opslag zou een van de eerste stappen kunnen zijn bij het verder uitwerken van de haalbaarheid en de mogelijkheden van ondergrondse CO2-opslag onder het vasteland. 12.2.2

De rol van CO2-opslag op nationaal niveau De Nederlandse overheid heeft CCS aangemerkt als een van de mogelijkheden om de uitstoot van CO2 in Nederland te verminderen. De recent aankondigde subsidieprogramma's zullen naar verwachting het opdoen van ervaring met CO2-opslag in Nederland bevorderen. Op grond van de opgedane ervaring kan men beoordelen of CCS een serieuze rol kan spelen bij het verminderen van de CO2-uitstoot. Intussen blijft het van belang overeenstemming te bereiken over wijzigingen in bestaande weten regelgeving, die de basis voor toekomstige CCS projecten gaan vormen. Vanuit een financieel oogpunt lijkt het duidelijk dat de eerste projecten relatief duur zullen worden. Aanvankelijk zullen de overheden een manier moeten bedenken waardoor CO2-opslag financieel haalbaar wordt. Voor een proefproject lijkt het mogelijk de tekorten aan te vullen met subsidies, maar op de lange duur zullen de emissierechten voor CO2 onder het Europese Emissiehandelsstelsel duurder moeten worden of zal door nieuwe technologische ontwikkelingen de prijs van CCS moeten dalen, om CCS economisch haalbaar te maken. Als CCS wordt opgenomen in het Europese Emissiehandelsstelsel kunnen de kosten misschien omlaag gaan.

12.3

Ontwerpgrondslag Zelfs de aanvang van een proefproject is alleen mogelijk als er in Nederland een technische basis voorhanden is op grond waarvan het bevoegd gezag de noodzakelijke vergunningen kan verlenen. Men moet het eens worden welke methoden in de loop van het ontwerpen plantraject gebruikt dienen te worden om te komen tot een opslagsysteem. Hetzelfde geldt voor de normen waaraan moet worden voldaan om een toereikende werking en een hoog genoeg veiligheidsniveau te waarborgen, ook op de lange termijn. Vanwege de onzekerheden die aan alle natuurlijke systemen kleven, en meer in het bijzonder vanwege de doelstelling het CO2 voor een zeer lange periode (feitelijk voor eeuwig) veilig op te slaan, is het zeer waarschijnlijk dat deze technische analysebasis verregaand op het modelleren van het reservoirsysteem zal moeten berusten en op bevestiging door monitoren dat de ontwerpaannames van die modellen redelijk waren.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 158 -

1 juli 2007

Naar verwachting zal ook een passende risicobeheersingsprocedure vereist zijn. Zowel de inherente natuurlijke onzekerheden en de noodzaak besluiten te baseren op het monitoren van het waargenomen gedrag, betekent dat met alle mogelijke gebeurtenissen rekening moet worden gehouden, in die zin dat steeds een flexibele reactie mogelijk is die de langetermijn veiligheid zeker stelt. In deze studie hebben we beschreven hoe de overheidsinstanties met deze risico's en onzekerheden kunnen omgaan. Het is echter uiteindelijk aan die overheidsinstanties om een maximale toegestaan risiconiveau te bepalen. Hoe meer zekerheid wordt verlangd, hoe hoger de kosten per ton opgeslagen CO2. Aangezien CO2-opslag momenteel niet kostendekkend is kan dit leiden tot uitstel of afstel van een daadwerkelijke toepassing van CCS in Nederland. Hier kan de Nederlandse MERcommissie een belangrijke rol spelen. Voor waterinjectieprojecten is een speciale methodologie ontwikkeld om de overheden een duidelijk beeld te geven van de mogelijke gevolgen. Hierbij wordt elk gevolg in de biosfeer vergeleken met risico's in de diepe ondergrond. Hetzelfde principe is hier van toepassing maar de overheden moeten nu kiezen uit eventuele plaatselijke gevolgen of een wereldwijd effect.

12.4

Wettelijk kader en aansprakelijkheid Langetermijn aansprakelijkheid voor reservoirs Er is nog een discussie gaande over een aantal aspecten van het gebruiken en permanent verlaten van reservoirs. Het is in de Nederlandse weten regelgeving niet geheel duidelijk wie de eigenaar wordt van ondergronds opgeslagen CO2. Verder is niet duidelijk in de wet vastgelegd wie de verantwoordelijke overheid (het bevoegd gezag) is na de overdracht van de aansprakelijkheid voor een opslaglocatie. Het is ook onduidelijk of, en wanneer, en op grond van welke criteria, de aansprakelijkheid door de exploitant kan worden overgedragen aan de overheid. Deze aspecten moeten worden uitgewerkt zodat men op korte termijn een aanvang kan maken met proefprojecten.

12.5

Begin van een proefproject Er is al eerder in dit rapport gemeld dat het realiseren van een proefproject een grote stap voorwaarts zou zijn. Een uitgebreidere bureaustudie zal naar verwachting weinig extra kennis van de milieuaspecten van CO2-opslag opleveren. Het lijkt daarom niet onverstandig te beginnen met een proefproject en al doende te leren. Dit is alleen mogelijk als er een proefproject met een laag risicoprofiel kan worden ontwikkeld. De informatie in dit rapport geeft aan dat er waarschijnlijk wel geschikte reservoirs voorhanden zijn. In deze studie hebben we ons niet beziggehouden met het zoeken naar een CO2-bron of naar mogelijkheden voor het transport van CO2. Bij de keuze van mogelijke locaties voor proefprojecten moeten daarom de bevindingen van dit rapport bekeken worden in combinatie met informatie over afvangen transportfaciliteiten. De subsidieprogramma's voor CCS proefprojecten, die de Nederlandse regering half april 2007 aankondigde, bieden een goede kans ervaring op te doen met alle mogelijke milieuaspecten van CO2-opslag in Nederland.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 159 -

1 juli 2007

12.6

Aanpak van de leemten in kennis Operationele aspecten De operationele aspecten van het verkrijgen, monitoren en zeker stellen van de putintegriteit zijn zeer specifiek voor de operationele praktijk in olievelden en de beperkingen die daarbij in acht moeten worden genomen. Meer gedetailleerde informatie over deze aspecten zou de kennis van de mogelijkheden voor CO2-injectie en CO2-opslag aanzienlijk kunnen vergroten. Permanent verlaten putten Een van de voornaamste problemen bij CO2-opslag zijn bestaande putten die eventueel bruikbare reservoirs doorboren, vooral reeds permanent verlaten putten. Het is daarom belangrijk ervoor te zorgen dat er zoveel mogelijk informatie beschikbaar is over permanent verlaten putten, zowel de exacte locaties ervan als gedetailleerde informatie over van de manier van verlaten. Het is essentieel dat deze informatie voor elk voorgesteld project beschikbaar is bij het maken van risicoanalyses. Het kan ook belangrijk zijn een ruwe schatting te hebben van het aantal putten die permanent zijn verlaten in de periode vóór 1985, toen de regelgeving voor eisen voor het permanent verlaten minder strikt waren. Deze oude putten zijn daarom minder geschikt voor een permanente opslag van gas onder hoge druk.

12.7

Verbeterde gas- en oliewinning Zoals al in hoofdstuk 1 vermeld, is deze studie vooral gericht op de langetermijn opslag van CO2, met als enig doel het verminderen van de CO2-uitstoot. CO2-opslag kan echter ook worden gebruikt om de winning van olie en gas te verbeteren (EOR en EGR). Hoewel dit aspect in deze studie niet aan de orde is gekomen, kunnen de uitkomsten van deze studie ook hiervoor worden gebruikt. De meeste aspecten die van belang zijn voor permanente CO2-opslag zijn ook van belang voor EOR en EGR. Maar de inrichtingen aan de oppervlakte zullen wel verschillend zijn. Zo zullen er op de locatie olieen gaswinninginrichtingen aanwezig zijn en misschien een systeem om het CO2 uit de productieput te hergebruiken. Ook zal er een ander monitorsysteem worden gebruikt, omdat winning van olie of gas en injectie van CO2 tegelijkertijd plaatsvinden. Ook bij EOR en EGR is het belangrijk dat de maximale druk niet wordt overschreden. In een CO2-opslagproject bepaalt de maximale druk, hoeveel CO2 er kan worden opgeslagen. Bij EOR of EGR wordt de druk gebruikt om de productie op te voeren. Een hogere druk betekent daarom meer CO2-opslag en een hogere productie. Als de druk echter te hoog wordt, neemt de kans op lekkage toe. De maximale druk tijdens de winning is vaak hoger dan die na het permanent verlaten. Dit maakt het mogelijk meer gas of olie te winnen. In dat geval zal er, tijdens de fase van het permanent verlaten, wat CO2 moeten worden afgeblazen. Eén van de conclusies van hoofdstuk 7 was dat er dicht bij de put lekkage kan plaatsvinden die gevolgen heeft in de biosfeer. Daarom moet vooral aan de putten aandacht worden besteed. Bij EOR en EGR wordt gebruik gemaakt van een extra productieput. Het is belangrijk dat deze extra put tijdens de winning en na het permanent verlaten met evenveel zorg wordt behandeld als de injectieput.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 160 -

1 juli 2007

12.8

Aspecten die in hoofdstuk 12 van een MER aan de orde dienen te komen. Hoofdstuk 12 komt alleen voor in deze AMESCO studie. Een locatiespecifieke MER bevat geen apart hoofdstuk over vervolgactiviteiten.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 161 -

1 juli 2007

13

LITERATUURLIJST Referenties uit hoofdstuk 2 • pagina 9: (IPCC, 2001), (TK, 2004); • pagina 10: Jones et al. 2003. Copyright: Climatic Research Unit ([email protected]); • pagina 14: (IPCC, 1995). Referenties uit hoofdstuk 3 • Neele, N. (1994). Voorlopig resultaat van inventariserend petrofysisch onderzoek in het kader van CO2-injectie. Project 3397, Rijks Geologische Dienst, Afdeling Reserves. • Van der Meer, L. (200*). • Verweij, H. (2006). Carbon dioxide in natural gas accumulations in onshore and offshore Netherlands. TNO Built Environment and Geosciences, http://dinoloket.tno.nl/dinoLks/nlog/publications.jsp. • Zhang, Z.X., G.X. Wang, P. Massarotto & V. Rudolph (2006). Optimization of pipeline transport for CO2 sequestration, Energy Conversion and Management, v. 47, p. 702-715. Referenties uit hoofdstuk 4 • Mijnbouwwet (Mining Act) and Mijnbouwbesluit (Mining Decree), in force 1 January 2003. • Wet Milieubeheer (Environmental Management Act), Wet van 13 juni 1979, houdende regelen met betrekking tot een aantal algemene onderwerpen op het gebied van de milieuhygiëne, chapter 7, 8 and 10. • Besluit MER 1994, houdende uitvoering van het hoofdstuk Milieueffectrapportage van de Wet milieubeheer, appendices C and D. • Landelijke Afvalbeheerplan (National Waste Plan) 2002-2012, VROM, Deel 1 beleidskader, Tekst na 3de wijziging, maart 2007, chapter 18: Verwijdering. • CRUST legal task force, Legal aspects of underground CO2 buffer storage, A legal analysis of legislation and regulations relating to the CRUST project, 2003. • Lemstra, K., Juridische inbedding van een diepe geologische CO2 opslag, Milieu en Recht 33, nr. 7, 2006, pp. 428-432. • Staatscourant 67, 4 april 2007, pp. 11. • IEA-CSLF, Discussion paper on 2nd IEA-CSLF workshop on legal aspects of carbon capture and storage, Draft, October 2006. • Sands, P., Principles of international environmental law, (2nd ed. 2003), p. 183, citing Principle 21 of the Stockholm Declaration and Principle 2 of the Rio Declaration. See also the preamble to the 1992 UN Framework Convention on Climate Change, citing the Charter of the United Nations and the principles of international law. • Protocol on Strategic Environmental Assessment to the Convention on Environmental Impact Assessment in a Transboundary Context, UNECE, 2003, http://www.unece.org/env/eia/sea_protocol.htm. • Council Directive 97/11/EC of 3 March 1997 amending Directive 85/337/EEC on the assessment of the effects of certain public and private projects on the environment. • EU Directive 2001/42/EC of the European Parliament and the Council on the assessment of the effects of certain plans and programmes on the environment; and Directive 2003/35/EC of The European Parliament and the Council of 26 May 2003 Providing for Public Participation in Respect of the Drawing Up of Certain Plans and Programmes relating to the environment and amending with regard to public participation and access to justice. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 162 -

1 juli 2007

• • • • • • • • • • • •

• • • •

Council Directives 85/337/EC on Environmental Impact Assessment and Council Directive 96/61/EC of 24 September 1996 concerning integrated pollution prevention and control. Waste Framework Directive 75/442/EC. Hazardous Waste Directive 91/689/EC. 2003/33/EC Council Decision of 19 December 2002, establishing criteria and procedures for the acceptance of waste at landfills pursuant to Article 16 and Annex II of Directive 1999/31/EC. Espoo (EIA) Convention - 1991 Convention on Environmental Impact Assessment in a Transboundary Context (In force in 1997). OSPAR Commission report on Placement of CO2 in Subsea Geological Structures, ISBN 1-905859-22-8, http://www.ospar.org/eng/html/welcome.html. IPPC Guidelines on Developing and Applying CCS Emission Estimation Methodologies in National Inventories of GHGs, Ch 5: Carbon Dioxide Transport, Injection and Geological Storage, IPCC, 2006. EU 2005 Communication ‘Winning the Battle Against Global Climate Change’ (COM (2005)35 of 9 February 2005. European Commissions’ Green Paper on ‘A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy’, COP 105 of 8 March 2006. Report of Working Group 3 of the European Climate Change Programme of the European Commission on CCS recommendations, June 2006. Role of Risk Assessment in Regulatory Framework for Geological Storage of CO2. Feedback from Regulators and Implementers. IEA GHG R&D Programme, Rep. Nr 2007/2. Carbon Dioxide Capture and Geological Storage Australian Regulatory Guiding Principles, Ministerial Council on Mineral and Petroleum Resources, ISBN 0 642 72404 0, 2005 (oorspronkelijke verwijzing is: ‘Draft Guiding Regulatory Framework for Carbon Dioxide Geosequestration’). www.eu-milieubeleid.nl www.infomil.nl www.vrom.nl www.senternovem.nl

Persoonlijke Communicatie • Loek Bergman, VROM, 2006. • Maarten van Leest, VROM, 2007. • Scott Brockett, DG ENV, 2007. Referenties uit hoofdstuk 5 • T. Wildenborg, B. Scheffers, H. Ribberink, J. Schrovers. Framework for the safety and monitoring of a facility for underground CO2 sequestration. TNO-NITG and ECN, may 2003. • J. van Dijk, J. Stollwerk. CRUST, the start-uo: an inventory of market opportunities, technology and policy requirements. August 2002. • K. Damen, A. Faaij, W. Turkenburg. Health, safety and environmental risks of underground CO2 sequestration. In: • P. Kuikman et al. Stocks of C in soils and emissions of CO2 from agricultural soils in the Netherlands. WUR, Wageningen, 2003. • G. von Görne. The environmental impacts of CO2 leakage from sorage Presentation at CAN Workshop on CCS, 27 - 28 may 2004. • A.A. de Puijsselaar. Kennisoverdracht invulling begrip duurzame landbouw: de pH Website: www.agriton.nl. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 163 -

1 juli 2007

• • • • • • • • • • • • • •

J.A. van Luijk. CO2 reduction by subsurface storage in a depleted gas field: a feasibility study conducted by Shell and NAM Shell. May 2003. A. Obdam, P. Cleveringa. Gas in de ondiepe ondergrond Stromingen 7 (2001), nummer 2, page 35 - 46. C.Fouillac. Monitoring of Geological Storage of CO2: protocols and research needs. European CO2 Capture and Storage Conference Brussels. 13 - 15 April 2005. Karsten Pruess. On Leakage from Geologic Storage Reservoirs of CO2. Presented at International Symposium onSite Characterization for CO2Geologic Storage (CO2SC 2006)20 - 22 March 2006, Berkeley, California. Edited by B. Metz et al. IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Published for the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2005. S.M. Benson et al. Lessons Learned from Natural and Industrial Analogues for Storage of Carbon Dioxide in Deep Geological Formations. Earth Sciences Division, E.O. Lawrence Berkeley National Laboratory. C.M. Oldenburg, A.J.A. Unger. Coupled vadose zone and atmospheric surface layer transport of CO2 from geologic carbon sequestration sites. Lawrence Berkely National Laboratory. 29 march 2004. J.L. Lewicki, C.M. Oldenburg. Near-surface CO2 monitoring and analysis to detect hidden geothermal systems. Lawrence Berkely National Laboratory, 2005. K. Neff. CO2 emissions at Mammoth Mountain, California. http://www.indiana.edu/~sierra/papers/2004/neff.html A. Opdam, P. Cleveringa. Gas in de ondiepe ondergrond. TNO NITG Stromingen 7 (2001), nummer 2, page 35 - . R. van Eijs, E. Kreft. Risk assessment of the Schweinrich deep saline aquifer, a potential CO2-storage site in Germany. TNO information geo energy march 2006, page 8 - 11. M. Durand. Indoor air pollution caused by geothermal gases. Emergency and Continuous Exposure Guidance Levels for Selected Submarine Contaminants (2004). Board on Environmental Studies and Toxicology. National Academy of Science, Washington, 2004. J.L. Lewicki, J. Birkholzer, C-F Tsang. Natural and industrial analogues for release of CO2 from storage reservoirs: identification of features, events and processes and lessons learned.

Referenties uit hoofdstuk 7 • Benson, S.M., R. Hepple, J. Apps, C.F. Tsang & M. Lippmann. Lessons learned from natural and industrial analogues for storage of carbon dioxide in deep geological formations. Paper LBNL-51170, Earth Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California, USA. 2002. • Gordon, W. & J. Bloom, Deeper problems: Limits to underground injection as a hazardous waste disposal method. Natural Resources Defense Council (NRDC), 122 E 42nd St., UY, NY 10168. 1985. • Hickey, J. J., & W.F. Wilson. Results of deep-well injection testing at Mulberry, Florida. Technical Report USGS/WRI 81-75, PB82-193004, U.S. Geological Survey, Water Resources Division, Tallahassee, Florida. 1982. • Prepared by Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Metz, B., O. Davidson, H. C. de Coninck, M. Loos, and L. A. Meyer (eds.)]. IPCC, IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 442 pp. 2005. • Lester, S. & B. Sullivan. Deep well injection: an explosive issue. Report published by the Center for Health, Environment and Justice (CHEJ), USA. 1985. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 164 -

1 juli 2007

• •

•

•

• • • • •

• • •

• •

• •

Lynch, R.D., McBride, E.J., Perkins, T.K. and Wiley, M.E. Dynamic kill of an uncontrolled CO2 well. SPE paper 11378. 1985. Oldenburg, C.M. and Unger, A.A.J. Modeling of near-surface leakage and seepage of CO2 for risk characterization. In: Thomas, D.C. and Benson, S.M. (Eds.), Carbon Dioxide Capture for Storage in Deep Geological Formations, Volume 2, p 12051216. 2005. Pirkle, R.J. & V.T. Jones. Applications of Petroleum Exploration and Environmental Geochemistry to Carbon Sequestration. Executive summary at the website of Microseeps Inc.. Weblink: http://www.microseeps.com/html/carbon_seq_latest.html. 2006. Saripalli, K. P., Cook, E. M. & Mahasenan, N. Risk and hazard assessment for projects involving the geological sequestration of CO2, In: Gale, J. & Kaya, Y. (Eds), 2002. Proceedings from 6th International Conference on Greenhouse Gas Technologies, Kyoto, October 2002. Streit, J.E. & Watson, M.N. Estimating Rates of Potential CO2 Loss from Geological Storage Sites for Risk and Uncertainty Analysis. GHGT-7 2004, Vancouver, Canada. 2004. Svensson R., Bernstone C., Eriksson S., Kreft E., Arts R., Obdam A. & Meyer, R. Safety Assessment of Structure Schweinrich. Part of CO2STORE case study Schwarze Pumpe. Internal CO2STORE report, 93 pp. 2005. USEPA (US Environmental Protection Agency). Class I mechanical integrity Failure analysis: 1988-1991. Environmental Protection Agency, Office of Ground Water and Drinking Water, Underground Injection Control Branch, USA. 1993. Van Eijs et al. Risk and impact analysis of underground CO2 storage. Internal TNO study. 2005. Wildenborg, A.F.B., Leijnse, A.L., Kreft, E., Nepveu, M., Obdam, A., Wipfler, L., Van der Grift, B., Hofstee, C., Van Kesteren, W., Gaus, I., Czernichowski-Lauriol, I., Torfs, P., Wójcik, R. and Orlic, B. CO2 Capture Project - An Integrated, Collaborative Technology Development Project for Next Generation CO2 Separation, Capture and Geologic Sequestration. Safety Assessment Methodology for CO2 Sequestration (SAMCARDS), Report 2.1.1, Final Report, TNO Netherlands Institute of Applied Geoscience, DE-FC26-01NT41145, December 2003. Zhang, Y., Benson, S.M. and Oldenburg, C.M. Vadose zone remediation of CO2 leakage from geologic CO2 storage sites. Lawrence berkely National Laboratory, Paper LBNL-54680, University of California. 2004. Burke, P.A. ‘Synopsis: Recent Progress in the Understanding of CO2 corrosion’, in Advances in CO2 Corrosion, Vol. 1, eds. R.H. Hausler, H.P. Goddard, paper no. 3 (Houston, TX: NACE International, 1984). Cailly, B., Le Thiez, P., Egermann, P., Audibert, A., Vidal-Gilbert, S. and Longaygue, X., Geological Storage of CO2: A State-of-the-Art of Injection Processes and Technologies, Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP, Vol. 60 (2005), No. 3, pp. 517-525. Chokshi, K.K. A study of inhibitor-scale interaction in carbon dioxide corrosion of mild steel. Thesis, Ohio University, June 2004. Duguid, A., M. Radonjic & G. Scherer. The effect of carbonated brine on the interface between well cement and geologic formations under diffusion-controlled conditions. Proceedings of the 8th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, 19-22 June 2006, Trondheim. Palacios, C.A. & J.R. Shadley. Corrosion, no. 47, p 122. 1991. Shen, J.C. & D.S. Pye. Effects of CO2 attack on cement in high-temperature applications. SPE/IADC Drilling Conference, New Orleans, Louisiana, SPE/IADC18618. February 28- March 3 1989.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 165 -

1 juli 2007

• •

Van Ejis, R.M.H.E., Mulders, F.M.M., Nepveu, M., Kenter, C.J. & Scheffers, B.C. Correlation between hydrocarbon reservoir properties and induced seismicity in the Netherlands. Engineering Geology. 84, (3-4), 99-111. 2006. Van Gerven, T., D. Van Baelen, V. Dutré & C. Vandecasteele (2004): Influence of carbonation and carbonation methods on leaching of metals from mortars. Cement and Concrete Research 34(1), pp. 149-156.

Referenties uit hoofdstuk 9 • Arts, R., O. Eiken, A. Chadwick, P. Zweigel, B. van der Meer and G. Kirby, Seismic monitoring at the Sleipner underground CO2 storage site (North Sea), in: Baines, S.J. and Worden, R.H. (eds), Geological storage of carbon dioxide, Geological society, London, vol. 233, p. 181-191, 2004. • Wilson, M. and M. Monea (eds.), IEA GHG Weyburn CO2 monitoring & storage project, summary report 2000-2004, Petroleum Techn. Res. Center, Regina, Saskatchewan, 2004.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 166 -

1 juli 2007

14

BIJLAGE OPMERKINGEN RISICOKWANTIFICERING

OVER

DE

METHODE

VOOR

14.1

Modelleren van het systeem van putten, reservoirs, afdichtende laag, afsluiting, deklagenpakket, ondiepe ondergrond en biosfeer Teneinde de mogelijk milieueffecten en risico's van CO2-opslag te kunnen voorspellen dient het totale systeem van putten, reservoirs, afdichtende laag, afsluiting, deklagenpakket, ondiepe ondergrond en biosfeer te worden beschreven. Idealiter wordt een kwantitatief computermodel gebouwd dat alle betrokken fysische stromingsverschijnselen (stroomvolumes, chemie en geomechanica) en de gevolgen voor de veiligheid, gezondheid en het milieu (=VGM gevolgen) in voldoende detail in ruimte en tijd beschrijft. Aangezien voor de meeste parameters, die de ondergrond beschrijven, geen exacte waarden bekend zijn, moet het model deze probabilistisch beschrijven. Voor slecht bekende continue modelparameters kan een bereik worden gedefinieerd (d.w.z. een 'kansdichtheidsfunctie’). Voor slecht bekende discrete modelparameters (‘scenario's’, of ‘kenmerken’/‘gebeurtenissen’) kan de kans dat ze plaatsvinden worden gegeven. In praktijk vergt dit echter veel computercapaciteit, en moet voor een vereenvoudigde benadering worden gekozen. De geïdealiseerde, allesomvattende aanpak die hierboven wordt geschetst is nog niet zover dat er routinematig gebruik van kan worden gemaakt. Integrale fysische ('coupled-physics') modellen zijn nog in de ontwikkelingsfase, en hoge-resolutie modellen zijn mogelijkerwijs te veel gevraagd voor de hedendaagse computers, zeker als die modellen probabilistisch moeten worden gedraaid. Een praktische aanpak zou daarom zijn de modelleerstudie te beperken tot de (wat betreft VGM gevolgen) meest ongunstige scenario's (en/of stochastische realisaties) van het model. Hiervoor moet men echter tevoren een idee hebben van de meest kritische parameters. Het is echter onduidelijk hoe deze parameters kunnen worden ingeschat zonder volledig, allesomvattend model. Men zou kunnen denken aan het gebruikmaken van databases van mogelijke gebeurtenissen die door een deskundige vakgenoot zijn beoordeeld (bijv. voor lekkagepaden). Tijdens een beoordeling/evaluatie door vakgenoten zou dan een beperkt aantal gebeurtenissen (scenario's) kunnen worden gekozen, waarvan men denkt dat ze de grootste VGM gevolgen zouden kunnen hebben, om verder kwantitatief te modelleren. Natuurlijk is dit soort modelleren verre van compleet en er zal altijd een aanzienlijk subjectief element over blijven, maar gezien de ervaring en fundamentele kennis van het totale systeem kan de eenzijdigheid in de voorspellingen worden verkleind. Om de VGM-gevolgen te voorspellen moet eerst de ondergrond worden beschreven. De mogelijke lekkagepaden moeten kwalitatief worden vastgesteld en zonodig kwantitatief gemodelleerd. Vervolgens worden de natuurkundige processen die verband houden met CO2-injectie gesimuleerd, de CO2-stroomvolumes (in geval van lekkage: migreren naar het aardoppervlak) in de tijd voorspeld, en de blootstelling van de biosfeer en de ondiepe ondergrond (bodem) aan CO2 vertaald in VGM-gevolgen.

Kwantificeren van de VGM-gevolgen Een CO2-stroom die in de biosfeer en de ondiepe ondergrond terechtkomt kan worden vertaald in gevolgen voor de veiligheid, gezondheid en het milieu als de modellen voor VGM-gevolgen aan stroomvolumemodellen worden gekoppeld. Een belangrijke voorwaarde voor deze koppeling is dat de benodigde modelresoluties overeenkomen. En dit is natuurlijk weer een functie van de normen voor VGM-gevolgen. De normen AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 167 -

1 juli 2007

voor de verschillende kwantitatieve indicatoren moeten worden gespecificeerd voor de betrokken volumes. Als bijvoorbeeld een MAC-waarde (Engelse afkorting voor maximale toegestane concentratie) als norm wordt opgegeven, heeft dit geen betekenis zonder dat het betrokken volume is gespecificeerd. Dit volume moet in principe de ruimtelijke resolutie van het model bepalen. En ook: als een maximale periode van blootstelling wordt opgegeven, dan bepaalt deze periode de tijdsresolutie van het model. Bij gebruik van probabilistische modellen, kunnen de VGM gevolgen worden gekwantificeerd in vergelijking in de vorm van kansdichtheidsfuncties van de betrokken effectindicatoren. Bij een bepaalde norm (bv. de MAC) kan de cumulatieve kans dat die norm wordt overschreden worden berekend. Om het risico daarvan te berekenen moet deze cumulatieve kans vermenigvuldigd worden met de gemiddelde waarde van die Monte Carlo monsters die de norm overschrijden.

14.2

Acceptatienormen Of een gekwantificeerde risicowaarde al dan niet moet leiden tot een voorstel om een andere koers in te slaan hangt af van iemands ‘risicotolerantie’. De gekwantificeerde waarde voor een 'risico' moet worden vergeleken met de betreffende 'risicotolerantie'. Als het ‘risico’ kleiner is dan de ‘risicotolerantie’, is het voorgestelde alternatief acceptabel. Zie onderstaande figuur.

Figuur 14.1 Definitie van ‘risico’ and ‘risicotolerantie’ bij Monte Carlo bewerking van modellen voor de ondergrond en voor VGM gevolgen

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 168 -

1 juli 2007

14.3

Praktische aanpakmogelijkheden Risicopreventie De klassieke aanpak van een risicoanalyse kan worden beschouwd als een vlinderdasdiagram (figuur 14.2). In de beperkte aanpak kan de mogelijkheid van CO2lekkage worden beschouwd als een gevaar, waarbij een gevaar wordt gedefinieerd als een situatie die nadelige gevolgen zou kunnen hebben. Er kan dan een risicoanalyse worden gebruikt om gevaren te voorkomen, zonder dat de mogelijke consequenties of VGM-gevolgen gekwantificeerd hoeven te worden.

Oorzaken (breuken)

CO2 lekkage

Effect gebeurtenis

Figuur 14.2 Klassieke risicoanalyseaanpak (vlinderdasmodel) met links de oorzaken van lekkage en rechts de gevolgen.

Blootstellingsanalyse Een uitgebreidere aanpak is de gevolgen van lekkage te kwantificeren in termen van een mogelijke uitstroom uit het reservoir door het deklagenpakket, en dit te vermenigvuldigen met de kans dat er lekkage optreedt. Aangezien deze aanpak beperkt is tot het evalueren van de uitstroom, wordt ook wel 'gesproken van 'blootstellingsanalyse' in plaats van 'risicoanalyse'. De lekkage kan worden gedefinieerd als:

Lekkagerisico = kans van een uitstroom uit een afgesloten opslagfaciliteit × CO2uitstroom uit de afgesloten opslagfaciliteit Hierbij dient te worden opgemerkt dat in deze aanpak een CO2-lekkagescenario de VGM-gevolgen aan of nabij het aardoppervlak niet evalueert. Als het waarschijnlijk is dat het grootste deel van het weggelekte CO2 in het deklagenpakket wordt opgenomen omdat CO2 oplost in het poriënwater en/of secundair wordt ingevangen en/of een chemische verbinding aangaat, kan deze aanpak voldoende zijn. Risicoanalyse Als de VGM-gevolgen van de berekende CO2-uitstroom gekwantificeerd zijn en als er acceptatienormen voorhanden zijn, kan de kans dat deze normen worden overschreden worden geschat. Nadere informatie hierover vindt u in paragraaf 7.7.1-7.7.3. Daar wordt een zeer uitgebreide methode uitgewerkt. Beperkte kwetsbaarheidsanalyse (maximale gevolg van een topgebeurtenis) Bij de keuze tussen een blootstellingsanalyse of een risicoanalyse kunnen, om praktische redenen, slechts een minimum aantal scenario's worden gekozen: het zou ondoenlijk zijn alle of een zeer groot aantal scenario's te modelleren. Bij een dergelijke aanpak moeten een of enkele zogenaamde ‘topgebeurtenissen’ worden gekozen, d.w.z. die scenario's waarvan men denkt dat zij de meest extreme situaties vertegenwoordigen die de meest extreme gevolgen hebben. Als zelfs dergelijke scenario's nog aanvaardbare gevolgen hebben, is het waarschijnlijk niet nodig nog meer scenario's AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 169 -

1 juli 2007

door te rekenen. Het moet natuurlijk wel aannemelijk worden gemaakt dat andere combinaties van parameters, die niet zijn onderzocht, geen ernstiger gevolgen zouden kunnen hebben.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 170 -

1 juli 2007

15

BIJLAGE WET- EN REGELGEVING

15.1

EU- MER-richtlijn Volgens de Europese Richtlijn 97/11/EG over MERs, is het vereist tevoren een MER te maken voor die openbare en particuliere projecten die ‘waarschijnlijk aanzienlijke gevolgen voor het milieu kunnen hebben’ (Art. 1). Er dient minimaal op projectniveau een MER te moeten worden gemaakt. In zoverre van toepassing, moeten de betrokken partijen ook bij hun beleid, plannen en programma's 'pogen de MER-principes toe te passen'. De milieueffectrapportage die is vereist kan worden geïntegreerd met de procedures nodig om te voldoen aan de eisen van de IPPC-richtlijn (96/61/EC). Milieueffectrapportages moeten van te voren worden gemaakt voor die projecten, die in Bijlage I (21 categorieën) zijn vermeld onder Artikel 4(1) van 85/337/EEC, en haar wijzigingen. Onder deze projecten vallen verschillende soorten bedrijfsinrichtingen, maar niet specifiek de opslag van CO2 in reservoirs. De projecten die zijn opgesomd in Bijlage II worden beoordeeld door de lidstaten. Het is aan de lidstaten te bepalen of een milieueffectrapportage vooraf nodig is. Dit wordt ofwel van geval tot geval beoordeeld, ofwel op grond van grenswaarden of criteria die door de lidstaten zelf zijn bepaald (of beide). De lijst van projecten bevat ook de categorie ‘Overige’ projecten. Hieronder vallen ‘inrichtingen voor het verwerken van afvalstoffen.’ Deze categorie zou dus van toepassing kunnen zijn op CO2-opslaginrichtingen. Onder de lijst in Bijlage II valt ook ‘elke wijziging of uitbreiding van projecten, genoemd in Bijlage I of Bijlage II, die reeds zijn goedgekeurd of reeds in uitvoering zijn, en die een belangrijk nadelig effect op het milieu kunnen hebben.’ Of de MER-richtlijn van toepassing is hangt er van af of de EU lidstaten besluiten dat een CCS project wordt beschouwd als ‘waarschijnlijk belangrijke gevolgen hebbend voor het milieu, vanwege zijn aard, afmetingen of locatie’ (Art. 2). Bij de toepassing van Bijlage II, kunnen verschillende lidstaten besluiten verschillende criteria toe te passen bij de beoordeling of een milieurapportage vereist is voor ondergrondse geologische opslag. Zoals boven vermeld, is het Nederlandse Besluit MER gebaseerd op de EUrichtlijn 97/11/EG.

15.2

SEA protocol en richtlijn Het 2003 SEA Protocol74 van het Verdrag inzake milieueffect rapportage in grensoverschrijdend verband (=Espoo-verdrag) van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties (=UNECE) heeft tot doel een hoog niveau van milieubescherming te bieden, waaronder ook gevolgen voor de gezondheid. Als het protocol eenmaal van kracht is, is het van toepassing op de UNECE 'Verdragen inzake milieueffectrapportage in grensoverschrijdend verband' en op 'toegang tot informatie, inspraak van het publiek bij de besluitvorming' en op 'toegang tot de rechter bij milieuzaken' (Art. 15). Volgens de MER-richtlijn moet elke lidstaat ervoor zorgen dat er een Strategische Milieubeoordeling wordt uitgevoerd voor plannen en programma's die ‘waarschijnlijk aanzienlijke gevolgen voor het milieu, waaronder de gezondheid, kunnen hebben’.

74

2003 Protocol on Strategic Environmental Assessment = Strategische Milieubeoordeling (SMB = in Nederland: plan-MER)

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 171 -

1 juli 2007

De zinsnede 'gevolgen voor het milieu, waaronder de gezondheid' wordt nader gespecificeerd als ‘ieder gevolg voor het milieu, waaronder de gezondheid van mensen, de flora, de fauna, de biodiversiteit, de bodem, het klimaat, de lucht, het water, het landschap, natuurgebieden, roerende en onroerende goederen, het cultureel erfgoed en de wisselwerking tussen deze elementen.’ CCS zal waarschijnlijk worden beschouwd dergelijke gevolgen te hebben, aangezien CCS invloed heeft op het klimaat, de lucht, en de wisselwerking tussen veel van de genoemde elementen. ‘Plannen en programma's’ betekent plannen en programma's en elke wijziging daarvan die (a) vereist zijn volgens wettelijke, regelgevings- en bestuurlijke bepalingen; en (b) van plannen en programma’s tijdens de voorbereiding en /of goedkeuring ervan door Rijks-, provinciale en gemeentelijke overheden of tijdens de voorbereiding door een overheidsinstantie voor goedkeuring door het parlement of de regering' (Art. 1). Plannen en programma's op het gebied van energie, het bedrijfsleven, transport, afvalverwerking, of die gevolgen hebben voor habitatrichtlijngebieden, kunnen van toepassing zijn voor CCS activiteiten. Voor plannen en programma's bedoeld om een regelgevingskader voor CCS activiteiten te scheppen of een aanmoediging tot CCS via regelgeving, of over verrekeningskaders voor CCS, is waarschijnlijk een plan-MER verplicht, maar alleen als die plannen en programma's waarschijnlijk aanzienlijke gevolgen voor het milieu kunnen hebben. 'De beoordeling dient plaats te vinden tijdens de voorbereiding van het plan of programma en de goedkeuring ervan of de voordracht ervan voor een wettelijke procedure. Er dient een rapport te worden opgesteld waarin de verwachte gevolgen, indien naar verwachting aanzienlijk, worden vermeld, beschreven en beoordeeld. Voor plannen en programma's waarvoor een plan-MER moet worden uitgevoerd, moet een milieurapport worden opgesteld waarin de verwachte milieugevolgen van de uitvoering van het plan of programma, waaronder die voor de volksgezondheid, indien naar verwachting aanzienlijk, worden vermeld, beschreven en beoordeeld, als ook voor redelijke alternatieven voor het betreffende plan of programma. Bijlage I bevat 17 projectcategorieën. Deze komen grotendeels overeen met die in de Espoo Bijlage I (zie boven). Een aantal hiervan zijn van toepassing op CCS. Bijlage II bevat 90 projectcategorieën, waarvan een aantal gevolgen kunnen hebben voor de opslag van CO2. Dit zijn: • •

Diepe boringen (vooral boringen voor aardwarmte, boringen voor de opslag van kernafvalstoffen, boringen voor watervoorraden, dit met uitsluiting van boringen om de bodemstabiliteit te onderzoeken); afvalverwerkingsinrichtingen (waaronder afvalstortplaatsen), in zoverre deze niet onder bijlage I vallen .

15.3

Relevante weten regelgeving documenten

15.3.1

Mijnbouwwet (Mining Act) Article 1i. Toepassing Mijnbouwwet Artikel 1 In deze wet en de daarop berustende bepalingen wordt verstaan onder: i) Opslaan van stoffen: het brengen of houden van stoffen op een diepte van meer dan 100 meter beneden de oppervlakte van de aardbodem dan wel het terughalen van die stoffen anders dan het in de ondergrond brengen of houden of daaruit terughalen van stoffen gericht op het onttrekken van aardwarmte aan de ondergrond. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 172 -

1 juli 2007

Artikel 3. Eigendom 1. Delfstoffen zijn eigendom van de staat. 2. De eigendom van delfstoffen die met gebruikmaking van een winningsvergunning worden gewonnen, gaat door het winnen daarvan over op de vergunninghouder. De eerste volzin is van overeenkomstige toepassing ten aanzien van delfstoffen die met gebruikmaking van een opsporingsvergunning in de vorm van monsters of formatiebeproevingen aan de ondergrond worden onttrokken. 3. De eigendom van stoffen die met gebruikmaking van een opslagvergunning worden teruggehaald, koMton door het terughalen daarvan te berusten bij degene die eigenaar was van de stoffen direct voorafgaande aan het in de ondergrond brengen daarvan, dan wel bij degene die ten tijde van het terughalen de rechtsopvolger is van die eigenaar. 4. De staat wordt voor alle met de eigendom van delfstoffen verband houdende handelingen vertegenwoordigd door Onze Minister. Artikel 7. Exclusiviteit algemeen 1. Een vergunning wordt niet verleend, voorzover deze bij het in werking treden zou gaan gelden voor een gebied waarvoor op dat tijdstip reeds een door een ander gehouden vergunning voor dezelfde delfstof geldt. 2. Een vergunning wordt evenmin verleend, voorzover deze bij het in werking treden zou gaan gelden voor een voorkomen waarvoor op dat tijdstip reeds een door een ander gehouden opslagvergunning geldt. Hoofdstuk 3. Vergunningen voor het opslaan van stiffen Artikel 25. Algemeen Vergunningen voor opslag 1. Het is verboden stoffen op te slaan zonder vergunning van Onze Minister. 2. Het verbod geldt niet met betrekking tot bij algemene maatregel van bestuur omschreven categorieën van gevallen. Artikel 26. Exclusiviteit gerelateerd aan opslagvergunning 1. Een opslagvergunning wordt niet verleend, voorzover deze bij het in werking treden zou gaan gelden voor een gebied waarvoor op dat tijdstip reeds een door een ander gehouden opslagvergunning geldt. 2. Een opslagvergunning wordt evenmin verleend, voorzover deze bij het in werking treden zou gaan gelden voor een voorkomen waarvoor op dat tijdstip reeds een door een ander gehouden vergunning als bedoeld in artikel 6 geldt. Artikel 27. Weigeren opslagvergunning 1. Onverminderd artikel 26 kan een opslagvergunning slechts worden geweigerd: a. op grond van de technische of financiële mogelijkheden van de aanvrager; b. op grond van de manier waarop de aanvrager voornemens is de activiteiten, waarvoor de vergunning wordt aangevraagd, te verrichten; c. op grond van het gebrek aan efficiëntie en verantwoordelijkheidszin waarvan de aanvrager blijk heeft gegeven bij activiteiten onder een eerdere vergunning op grond van deze wet; d. in het belang van de veiligheid; e. in het belang van de landsverdediging, of f. in het belang van een planmatig beheer van voorkomens van delfstoffen of aardwarmte. 2. Een vergunning kan op grond van de financiële mogelijkheden van de aanvrager AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 173 -

1 juli 2007

worden geweigerd als onvoldoende verzekerd is dat de aanvrager zal voldoen aan hem op te leggen verplichtingen als bedoeld in de artikelen 46, 47 en 102. 3. Met het oog op de toepassing van het eerste en tweede lid kunnen bij ministeriële regeling nadere regels worden gesteld, die bij de beslissing op een aanvraag om een vergunning in acht worden genomen. Artikel 28. Overige bepalingen en beperkingen opslagvergunning In een opslagvergunning wordt bepaald voor welke stoffen, voor welk gebied en voor welk tijdvak zij geldt. Daarbij wordt bepaald dat: a. de in de ondergrond gebrachte stoffen voor een in de vergunning geregeld tijdstip teruggehaald moeten worden, of b. de stoffen definitief in de ondergrond achtergelaten moeten worden. Artikel 29 1. Een opslagvergunning kan voorts onder andere beperkingen dan die bedoeld in artikel 28 worden verleend. Aan een vergunning kunnen voorschriften worden verbonden. 2. De beperkingen en voorschriften, anders dan voorschriften op grond van artikel 98, kunnen slechts worden gerechtvaardigd door het belang van de veiligheid, de landsverdediging of een planmatig beheer van voorkomens van delfstoffen of aardwarmte. Artikel 30 Onze Minister kan een opslagvergunning wijzigen of intrekken, indien dit wordt gerechtvaardigd op grond van de in artikel 29, tweede lid, bedoelde belangen. Artikel 31 De houder van een opslagvergunning kan zijn vergunning slechts met schriftelijke toestemming van Onze Minister op een ander doen overgaan. De artikelen 20, tweede en derde lid, 26, tweede lid, en 27 zijn van overeenkomstige toepassing. Artikel 32 Ten aanzien van een opslagvergunning zijn de artikelen 14, 17, 19, 21, met uitzondering van het vierde lid, en 22 van overeenkomstige toepassing. Hoofdstuk 4. De zorg voor een goede uitvoering van activiteiten § 4.1 Algemene verplichtingen Artikel 33 De houder van een vergunning als bedoeld in artikel 6 of 25, dan wel, ingeval de vergunning haar gelding heeft verloren, de laatste houder daarvan, neeMton alle maatregelen die redelijkerwijs van hem gevergd kunnen worden om te voorkomen dat als gevolg van de met gebruikmaking van de vergunning verrichte activiteiten: a. b. c. d.

nadelige gevolgen voor het milieu worden veroorzaakt; schade door bodembeweging wordt veroorzaakt; de veiligheid wordt geschaad, of het belang van een planmatig beheer van voorkomens van delfstoffen of aardwarmte wordt geschaad.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 174 -

1 juli 2007

De volgende artikelen gelden ook voor opslag, ondanks dat er winning staat. Artikel 34 1. Het winnen van delfstoffen vanuit een voorkomen geschiedt overeenkomstig een winningsplan. 2. De houder van een winningsvergunning of de krachtens in artikel 22 bedoelde aangewezen persoon dient een winningsplan in bij Onze Minister. 3. Het winningsplan behoeft de instemming van Onze Minister. 4. Afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht is van toepassing op de voorbereiding van het besluit omtrent instemming met een winningsplan, voorzover het winnen van delfstoffen niet geschiedt in het continentaal plat of onder de territoriale zee vanuit een voorkomen dat is gelegen aan de zeezijde van de in de bijlage bij deze wet vastgelegde lijn. Zienswijzen kunnen naar voren worden gebracht door een ieder. Afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht is niet van toepassing indien het een besluit betreft inzake wijziging van een besluit omtrent instemming met een winningsplan. 5. Het eerste lid is niet van toepassing op het winnen van delfstoffen in het kader van het verkrijgen van gegevens voor zuiver wetenschappelijk onderzoek of voor het door de centrale overheid te voeren beleid. Artikel 35 1. Het winningsplan bevat voor elk voorkomen binnen het vergunningsgebied ten minste een beschrijving van: a. de verwachte hoeveelheid aanwezige delfstoffen en de ligging ervan; b. het aanvangstijdstip en de duur van de winning; c. de wijze van winning alsmede de daarmee verband houdende activiteiten; d. de hoeveelheden jaarlijks te winnen delfstoffen; e. de kosten op jaarbasis van het winnen van de delfstoffen; f. de bodembeweging ten gevolge van de winning en de maatregelen ter voorkoming van schade door bodembeweging, voorzover het winnen van delfstoffen niet geschiedt in het continentaal plat of onder de territoriale zee vanuit een voorkomen dat is gelegen aan de zeezijde van de in de bijlage bij deze wet vastgelegde lijn, tenzij Onze Minister anders heeft bepaald. 2. De Technische commissie bodembeweging brengt aan Onze Minister advies uit omtrent het eerste lid, onderdeel f. 3. Bij of krachtens algemene maatregel van bestuur kunnen nadere regels worden gesteld met betrekking tot het winningsplan. Artikel 36 1. 1. Onze Minister kan zijn instemming met het opgestelde winningsplan slechts weigeren: a. in het belang van het planmatig beheer van voorkomens van delfstoffen; b. in verband met het risico van schade ten gevolge van beweging van de aardbodem, voorzover het winnen van delfstoffen niet geschiedt in het continentaal plat of onder de territoriale zee vanuit een voorkomen dat is gelegen aan de zeezijde van de in de bijlage bij deze wet vastgelegde lijn, tenzij Onze Minister anders heeft bepaald. 2. Onze Minister kan zijn instemming verlenen onder beperkingen of daaraan voorschriften verbinden, indien deze gerechtvaardigd worden door een grond als genoemd in het eerste lid.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 175 -

1 juli 2007

3. Onze Minister kan zijn instemming intrekken of de beperkingen en voorschriften wijzigen, indien dat gerechtvaardigd wordt door de in het eerste lid genoemde gronden. Artikel 41. Bodembeweging 1. Met het oog op de kans op beweging van de aardbodem worden metingen verricht voor de aanvang van het winnen van delfstoffen, tijdens het winnen en tot dertig jaar na het beëindigen van het winnen. Bij of krachtens algemene maatregel van bestuur worden regels gesteld omtrent deze metingen en de rapportage over de uitkomsten daarvan. 2. Dit artikel is van overeenkomstige toepassing op het winnen van aardwarmte en het opslaan van stoffen. 3. Dit artikel geldt, tenzij in de desbetreffende vergunning anders is bepaald, niet met betrekking tot het winnen van delfstoffen of aardwarmte of het opslaan van stoffen in het continentaal plat en onder de territoriale zee, voorzover het winnen of het opslaan plaatsvindt vanuit of in een voorkomen dat gelegen is aan de zeezijde van de in de bijlage bij deze wet vastgelegde lijn. 4. De verplichtingen van dit artikel rusten op de houder van de desbetreffende, in artikel 6 of 25 bedoelde vergunning, dan wel, indien de vergunning haar geldigheid heeft verloren, op de laatste houder van de vergunning. Indien de vergunning wordt gehouden door meer dan een natuurlijke persoon of rechtspersoon, rusten de verplichtingen van dit artikel op de in artikel 22 bedoelde aangewezen persoon, dan wel, indien de vergunning haar geldigheid heeft verloren, de laatstelijk op grond van dat artikel aangewezen persoon. Artikel 38. Relatie met Wet Milieubeheer Onze Minister houdt de beslissing op een aanvraag om een milieuvergunning als bedoeld in de Wet milieubeheer voor een mijnbouwwerk ten behoeve van het winnen uit een voorkomen dat is gelegen aan de landzijde van de in de bijlage bij deze wet vastgelegde lijn aan totdat hij heeft ingestemd met het winningsplan, bedoeld in artikel 34.

Artikel 127. Staatstoezicht Het Staatstoezicht op de mijnen heeft tot taak het toezien op het verrichten van verkenningsonderzoeken, op het opsporen en het winnen van delfstoffen en aardwarmte en op het opslaan van stoffen.

15.3.2

Mijnbouwbesluit § 3.2. Het opslaan van stoffen Artikel 26 1. Voor het opslaan van stoffen als bedoeld in artikel 39, onderdeel b, van de wet bevat een desbetreffend plan: a. een beschrijving van de hoeveelheid en de samenstelling van de stoffen die worden opgeslagen;

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 176 -

1 juli 2007

b.

een opgaaf van de gegevens met betrekking tot de structuur van het voorkomen en de ligging van het voorkomen ten opzichte van andere aardlagen, met bijbehorende geologische, geofysische en petrofysische studies en de daarbij gehanteerde onzekerheidsanalyses; c. een opgaaf van de stoffen die worden gebruikt bij het in de ondergrond brengen van de stoffen; d. een inventarisatie van de risico’s ten aanzien van de verspreiding van de stoffen die in de ondergrond worden opgeslagen, het optreden van chemische processen in de ondergrond en de aantasting van de in de ondergrond aanwezige reservoirs met delfstoffen of de samenstelling van deze delfstoffen; e. een inventarisatie van maatregelen die worden getroffen om de risico’s, bedoeld in onderdeel d, te voorkomen; Staatsblad 2002 604 8 f.

2.

een beschrijving van de wijze waarop het voorkomen na beëindiging van de opslag wordt achtergelaten, en g. een risico-analyse omtrent bodembeweging en bodemtrillingen als gevolg van de opslag. Artikel 24, eerste lid, onderdelen d tot en met g, en onderdelen l, q, r en s, alsmede artikel 24, tweede lid, zijn van overeenkomstige toepassing, met dien verstande dat het eerste lid, onderdeel g, en de onderdelen q, r en s niet van toepassing zijn op voorkomens die gelegen zijn aan de zeezijde van de lijn die in de bijlage bij de wet is vastgelegd.

Artikel 27 In geval de opslag van stoffen van tijdelijke aard is, bevat het plan voor het opslaan van stoffen als bedoeld in artikel 26, tevens: a. beschrijving van de wijze waarop de stoffen die zijn opgeslagen, worden teruggehaald en van de stoffen die daarbij gebruikt worden, en b. opgaaf van de samenstelling en hoeveelheden van de andere stoffen dan de opgeslagen stoffen die met het terughalen van de opgeslagen stoffen onvermijdelijk aan de bodem worden onttrokken. HOOFDSTUK 4. HET METEN VAN BODEMBEWEGING § 4.1. Metingen met het oog op bodembeweging Artikel 30 1. De uitvoerder verricht metingen naar bodembeweging ten gevolge van het winnen van delfstoffen of aardwarmte als bedoeld in artikel 41 van de wet. De metingen worden verricht overeenkomstig een meetplan. 2. De uitvoerder dient het meetplan in bij Onze Minister voor ieder voorkomen waaruit wordt gewonnen. 3. Het meetplan behoeft de instemming van Onze Minister alvorens met de winning wordt aangevangen. 4. Onze Minister beslist over het meetplan binnen acht weken na indiening ervan. De instemming is van rechtswege gegeven, indien Onze Minister niet binnen de instemmingstermijn een beslissing heeft genomen. De instemming van rechtswege wordt voor de mogelijkheid van bezwaar en beroep gelijkgesteld met een besluit als bedoeld in artikel 1:3, eerste lid, van de Algemene wet bestuursrecht. 5. Onze Minister kan de instemming onder beperkingen geven en aan zijn instemming voorschriften verbinden.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 177 -

1 juli 2007

6.

7.

8. 9.

Het meetplan beslaat de termijn van de winning en de daarop volgende dertig jaren. De uitvoerder actualiseert het meetplan gedurende de periode van winning en de daarop volgende vijf jaren jaarlijks en verstrekt daarvan afschrift aan Onze Minister. Onze Minister kan de uitvoerder een aanwijzing geven omtrent de tijdstippen waarop en de plaatsen waar gemeten wordt. Het meetplan bevat tenminste een beschrijving van: a. de tijdstippen waarop de metingen worden verricht; b. de plaatsen waar gemeten wordt, en c. de meetmethoden. Een van de tijdstippen, bedoeld in het zevende lid, onderdeel a, ligt voor de aanvang van de winning. Bij ministeriële regeling kunnen nadere regels worden gesteld omtrent het meetplan.

Artikel 31 1. De uitvoerder draagt ervoor zorg dat de metingen op een zorgvuldige en betrouwbare wijze plaatsvinden. 2. De uitvoerder overlegt de resultaten van de eerste meting, bedoeld in artikel 30, achtste lid, uiterlijk twee weken voor de aanvang van de winning aan de inspecteur-generaal der mijnen. 3. De uitvoerder overlegt de resultaten van de metingen twaalf weken na het verrichten van de metingen aan de inspecteur-generaal der mijnen. 4. Bij ministeriële regeling kunnen nadere regels worden gesteld omtrent de inhoud van en de wijze van verstrekking van de meetresultaten. Artikel 32 De artikelen 30 en 31 zijn van overeenkomstige toepassing op de opslag van stoffen. Artikel 71 Een boorgat wordt niet eerder voor winning van delfstoffen of opslag van stoffen in gebruik genomen dan nadat het daartoe deugdelijk is ingericht en afgewerkt, alsmede ter afsluiting van deugdelijke beveiligingen is voorzien. 15.3.3

Besluit MER Onderdeel C. Activiteiten, plannen en besluiten, ten aanzien waarvan het maken van een milieueffectrapportage verplicht is 18.2 De oprichting van een inrichting bestemd voor de verbranding, de chemische behandeling, het storten of het in de diepe ondergrond brengen van gevaarlijke afvalstoffen. Het plan, bedoeld in de artikelen 2a, 4a, 7, 10, 11, eerste lid, en 36c van de Wet op de Ruimtelijke Ordening. De besluiten waarop afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht en afdeling 13.2 van de wet van toepassing zijn. 18.5 De oprichting van een inrichting bestemd voor het storten of het in de diepe ondergrond brengen van niet-gevaarlijke afvalstoffen, niet zijnde baggerspecie. In gevallen waarin de activiteit betrekking heeft op een inrichting waarin 500.000 m3 of meer niet-gevaarlijke afvalstoffen wordt gestort of opgeslagen. Het plan, bedoeld in de artikelen 2a, 4a, 7, 10, 11, eerste lid, en 36c van de Wet op de Ruimtelijke Ordening. De besluiten waarop afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht en afdeling 13.2 van de wet van toepassing zijn.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 178 -

1 juli 2007

Onderdeel D. Activiteiten en plannen alsmede besluiten, ten aanzien waarvan de procedure als bedoeld in de artikelen 7.8a tot en met 7.8e van de wet van toepassing is 17.2 Diepboringen dan wel een wijziging of uitbreiding daarvan, met uitzondering van diepboringen in het kader van: a. het onderzoek naar de stabiliteit van de grond, b. archeologisch onderzoek, of c. de opsporing of w inning van aardolie, aardgas of zout. Het plan, bedoeld in de artikelen 2a, 4a, 7, 10, 11, eerste lid, en 36c van de Wet op de Ruimtelijke Ordening. Het besluit, bedoeld in artikel 40, tweede lid, van de Mijnbouwwet of een ander besluit waarop afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht en afdeling 13.2 van de wet van toepassing is, dan wel, bij het ontbreken daarvan, de vaststelling van het plan, bedoeld in artikel 11, eerste lid, van de Wet op de Ruimtelijke Ordening dan wel bij het ontbreken daarvan van het plan, bedoeld in artikel 10 van de Wet op de Ruimtelijke Ordening dat in de uitvoering van een diepboring dan wel de wijziging of uitbreiding daarvan voorziet. 18.3 De wijziging of uitbreiding van een inrichting bestemd voor het beheer van afvalstoffen, bedoeld in de categorieën 18.2, 18.3, 18.4 of 18.5 van onderdeel C van deze bijlage of de categorieën 18.1 of 18.2 van onderdeel D van deze bijlage. In gevallen waarin de activiteit betrekking heeft op: a. Het storten of opslaan van baggerspecie van klasse 3 of 4 in een hoeveelheid van 250.000 m3 of meer, b. het storten of opslaan van andere afvalstoffen dan bedoeld onder 1°, in een hoeveelheid van 250.000 m3 of meer, c. het verwijderen van zuiveringsslib in een hoeveelheid van 5.000 ton droge stof per jaar of meer, Het plan, bedoeld in de artikelen 2a, 4a, 7, 10, 11, eerste lid, en 36c van de Wet op de Ruimtelijke Ordening. De besluiten waarop afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht en afdeling 13.2 van de wet van toepassing zijn 25.3 De aanleg, wijziging of uitbreiding van een ondergrondse opslag van aardgas. In gevallen waarin ten behoeve van de opslag een ruimte wordt gecreëerd van 1 miljoen m3 of meer. Het plan, bedoeld in de artikelen 2a, 4a, 7, 10, 11, eerste lid, en 36c van de Wet op de Ruimtelijke Ordening. Het besluit, bedoeld in artikel 40, tweede lid, van de Mijnbouwwet of een ander besluit waarop afdeling 3.4 van de Algemene wet bestuursrecht en afdeling 13.2 van de wet van toepassing is 15.3.4

Wet Milieubeheer Hoofdstuk 8: Inrichtingen Titel 8.1 Vergunningen Afdeling 8.1.1. Algemeen Artikel 8.1 1. Het is verboden zonder daartoe verleende vergunning een inrichting: a. op te richten; b. te veranderen of de werking daarvan te veranderen; c. in werking te hebben. 2. Het verbod geldt niet met betrekking tot inrichtingen, behorende tot een categorie die bij een algemene maatregel van bestuur krachtens artikel 8.40, eerste lid, is aangewezen, behoudens in gevallen waarin, krachtens de tweede volzin van dat lid, de bij die maatregel gestelde regels niet gelden voor een zodanige inrichting. AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 179 -

1 juli 2007

3. Het verbod bedoeld in het eerste lid, onder b, geldt niet met betrekking tot veranderingen van de inrichting of van de werking daarvan die in overeenstemming zijn met de voor de inrichting verleende vergunning en de daaraan verbonden beperkingen en voorschriften. Artikel 8.2 1. Burgemeester en wethouders van de gemeente waarin de inrichting geheel of in hoofdzaak zal zijn of is gelegen, zijn bevoegd te beslissen op de aanvraag om een vergunning, behoudens in gevallen als bedoeld in het tweede, het derde en het vierde lid. 2. Bij algemene maatregel van bestuur kan worden bepaald dat ten aanzien van daarbij aangewezen categorieën van inrichtingen gedeputeerde staten van de provincie waarin de inrichting geheel of in hoofdzaak zal zijn of is gelegen, of Onze Minister bevoegd zijn te beslissen op de aanvraag om een vergunning. Een zodanige maatregel wordt slechts vastgesteld met betrekking tot categorieën van inrichtingen ten aanzien waarvan dat geboden is gezien de aard en de omvang van de gevolgen die inrichtingen voor het milieu kunnen veroorzaken, dan wel met het oog op de doelmatige bescherming van het milieu of met betrekking tot categorieën van gevallen waarin dat geboden is met het oog op het algemeen belang. 3. In afwijking van het eerste en het tweede lid is Onze Minister van Economische Zaken bevoegd te beslissen op een aanvraag om een vergunning voor een inrichting die een krachtens artikel 1 van de Mijnbouwwet aangewezen mijnbouwwerk is, voorzover het niet betreft de ondergronds gelegen inrichting voor het opslaan van afvalstoffen die van buiten het betrokken mijnbouwwerk afkomstig zijn, dan wel gevaarlijke stoffen. 4. In afwijking van het eerste en het tweede lid kan Onze Minister - indien dat geboden is in het belang van de veiligheid van de Staat - in overeenstemming met Onze betrokken Minister bepalen dat hij ten aanzien van een bij zijn besluit aangewezen inrichting bevoegd is te beslissen op de aanvraag om een vergunning. Artikel 8.12b Aan de vergunning worden in ieder geval de voor de betrokken inrichting in aanmerking komende voorschriften verbonden met betrekking tot: a. een doelmatig gebruik van energie en grondstoffen; b. de bescherming van bodem en grondwater; c. het voorkomen van het ontstaan van afvalstoffen en afvalwater en, voor zover dat niet mogelijk is, het doelmatig beheer van afvalstoffen en van afvalwater; d. het beperken van de nadelige gevolgen voor het milieu van het verkeer van personen of goederen van en naar de inrichting; e. het voorkomen dan wel zo veel mogelijk beperken van door de inrichting veroorzaakte verontreinigingen over lange afstand of grensoverschrijdende verontreinigingen; f.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 180 -

1 juli 2007

het voorkomen dan wel zo veel mogelijk beperken van de nadelige gevolgen voor het milieu, die kunnen worden veroorzaakt door opstarten, lekken, storingen, korte stilleggingen, definitieve bedrijfsbeëindiging of andere bijzondere bedrijfsomstandigheden; g. het voorkomen van ongevallen en het beperken van de gevolgen van ongevallen; h. het treffen van maatregelen om bij definitieve bedrijfsbeëindiging de nadelige gevolgen die de inrichting heeft veroorzaakt voor het terrein waarop zij was gevestigd, ongedaan te maken of te beperken voor zover dat nodig is om dat terrein weer geschikt te maken voor een volgende functie. Titel 8.3 Regels met betrekking tot gesloten stortplaatsen Artikel 8.47 1. In deze titel en de daarop berustende bepalingen wordt verstaan onder: a. stortplaats: inrichting waar afvalstoffen worden gestort, dan wel het gedeelte van een inrichting, waar afvalstoffen worden gestort, indien in de inrichting niet uitsluitend afvalstoffen worden gestort; b. gesloten stortplaats: stortplaats ten aanzien waarvan de in het derde lid bedoelde verklaring is afgegeven; c. bedrijfsgebonden stortplaats: stortplaats waar uitsluitend afvalstoffen worden gestort, die afkomstig zijn van binnen de inrichting waartoe de stortplaats behoort. 2. Onder stortplaats wordt mede verstaan een gesloten stortplaats. Tot de stortplaats wordt mede gerekend het gedeelte van de stortplaats waar het storten van afvalstoffen is beëindigd. 3. Het bevoegd gezag verklaart een stortplaats voor gesloten, indien: a. het storten van afvalstoffen is beëindigd, b. voor zover een daartoe strekkend voorschrift voor de inrichting geldt, een bovenafdichting is aangebracht, en c. een eindinspectie door het bevoegd gezag is uitgevoerd waaruit is gebleken dat aan alle voorschriften, verbonden aan de vergunning voor de stortplaats, is voldaan en dat ook geen andere maatregelen ingevolge de Wet bodembescherming getroffen dienen te worden door degene die de stortplaats drijft, in geval van verontreiniging of aantasting van de bodem onder de stortplaats. Artikel 8.49 1. Met betrekking tot een gesloten stortplaats worden zodanige maatregelen getroffen dat wordt gewaarborgd dat die stortplaats geen nadelige gevolgen voor het milieu veroorzaakt, dan wel, voor zover dat redelijkerwijs niet kan worden gevergd, de grootst mogelijke bescherming wordt geboden tegen die nadelige gevolgen. 2. Tot de maatregelen, bedoeld in het eerste lid, worden in ieder geval gerekend: a. maatregelen strekkende tot het in stand houden en onderhouden, alsmede het herstellen, verbeteren of vervangen van voorzieningen ter bescherming van de bodem; b. het regelmatig inspecteren van voorzieningen ter bescherming van de bodem, en c. het regelmatig onderzoeken van de bodem onder de stortplaats.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 181 -

1 juli 2007

3.

4.

5.

Degene die een stortplaats drijft stelt een nazorgplan op ter uitvoering van de maatregelen, bedoeld in het eerste en tweede lid. Het nazorgplan behoeft de instemming van gedeputeerde staten van de provincie waarin de stortplaats geheel of in hoofdzaak is gelegen. Gedeputeerde staten beslissen hierover binnen dertien weken na de indiening van het nazorgplan. De goedkeuring is van rechtswege gegeven indien gedeputeerde staten niet binnen de instemmingstermijn van dertien weken een beslissing hebben genomen. Gedeputeerde staten kunnen degene die een stortplaats drijft bevelen het nazorgplan waarmee zij hebben ingestemd, aan te passen gezien de ontwikkelingen op het gebied van de technische mogelijkheden tot bescherming van het milieu en de ontwikkelingen met betrekking tot de kwaliteit van het milieu, dan wel in verband met een verandering van de stortplaats sedert de datum van instemming met het nazorgplan. Bij algemene maatregel van bestuur kunnen met betrekking tot de in het eerste en tweede lid bedoelde maatregelen alsmede met betrekking tot het in het derde lid bedoelde nazorgplan nadere regels worden gesteld.

Artikel 8.50 1. Belast met de maatregelen, bedoeld in artikel 8.49, zijn gedeputeerde staten van de provincie waarin de gesloten stortplaats geheel of in hoofdzaak is gelegen. Titel 10.8 Verdere bepalingen Artikel 10.63 Gedeputeerde staten kunnen, indien het belang van de bescherming van het milieu zich daartegen niet verzet, ontheffing verlenen van het in artikel 10.2, eerste lid, gestelde verbod om zich van afvalstoffen te ontdoen door deze buiten een inrichting te storten of anderszins op of in de bodem te brengen, voorzover het geen gevaarlijke afvalstoffen betreft, en, indien het belang van een doelmatig beheer van afvalstoffen zich daartegen niet verzet, ontheffing verlenen van de in de artikelen 10.37 en 10.54 gestelde verboden. 15.3.5

LAP (wijziging) Zowel nationaal als internationaal wordt in het kader van het klimaatbeleid de opslag van CO2 in de (diepe) ondergrond genoemd als een optie om de uitstoot van CO2 te beperken. De Nederlandse overheid staat positief tegenover een dergelijke opslag, in het bijzonder in lege gasvelden. Er is in Nederland één demonstratieproject offshore uitgevoerd, waarbij jaarlijks 20 kton CO2 in een leeg gasveld is geïnjecteerd. De Nederlandse overheid wil meer ervaring opdoen met CO2-opslag in ondergrondse reservoirs (ook andere reservoirs dan gasvelden) en daarvan leren wat in Nederland mogelijk is en onder welke voorwaarden. Daarom willen de ministeries van EZ en VROM diverse proefprojecten voor ondergrondse opslag van CO2 financieel en inhoudelijk ondersteunen. Als CO2 wordt opgeslagen in de diepe ondergrond en dan dus niet meer in de atmosfeer wordt geloosd, is sprake van het opbergen van afvalstoffen. Hierop is paragraaf 18.4 van het LAP van toepassing. Het in de (diepe) ondergrond opbergen van CO2 is echter destijds niet meegenomen bij het opstellen van de huidige paragraaf 18.4 en de huidige tekst van de betreffende paragraaf kan dan ook niet worden toegepast voor het beoordelen van de opslag van CO2.

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 182 -

1 juli 2007

Wijziging van het LAP Gelet op het hiervoor staande wordt bij de wijziging van het LAP een passage toegevoegd aan paragraaf 18.4, die aangeeft dat de bestaande tekst van die paragraaf niet van toepassing is op het opbergen van CO2 in de (diepe) ondergrond, dat wordt onderzocht aan welke voorwaarden de betreffende CO2 opslag moet voldoen en dat daarna de voorwaarden mogelijk worden opgenomen in het LAP. Deelnemers workshop weten regelgeving bij CO2 injectie

1 2 3 4

Stuurgroep Arjan van Harten Jan de Jong Duco Drenth Berend Scheffers

Provincie Drente Essent SEQ Staatstoezicht op de Mijnen

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Extern Hans Knippels Joris Koornneef Anne-Claire Collee Pieter-Geert van der Sleen Klaas Lemstra Laura van Dijk Janny Zantinge Hans Roest Steven Pieters

DCMR Universiteit Utrecht VROM Provincie Groningen NAM Provincie Drente Provincie Friesland Staatstoezicht op de Mijnen Commissie MER

1 2 3

Projectgroep Chris Hendriks Saskia Hagedoorn Marielle Vosbeek (aanwezig bij start workshop)

AMESCO Eindrapport

Ecofys Ecofys Ecofys

9S0742/R06/ETH/Gron - 183 -

1 juli 2007

AFKORTINGENLIJST BAT BTEX CATO CBL CCGS CCS Cdf CDM / JI measures CIL CO2 Covra CRUST CSH CSLF DCMR IEA-CSLF ECN EGR EIA EMA EOR ESPOO ETP ZEP

ETS FEP FIT GESTO GHG GWC HOWTA HSE IAEA IGCC IPCC IPPC LNG

Best Available Techniques = beste beschikbare technieken benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen, vier aromatische verbindingen die in aardgasvelden voorkomen CO2-Afvang, Transport en Opslag, een research programma in Nederland Cement Bond Log = Cementhechtingsmeting carbon dioxide transport, injection, and geological storage (=uitstoot, transport, injectie en geologische opslag van koolstofdioxide) carbon dioxide capture and storage = kooldioxide-afvang en -opslag cumulative distribution function =verdelingsfunctie Joint Implementation and Clean Development Mechanisms = Schone ontwikkelingsmechanismes en gemeenschappelijke toepassing casing integrity log (integriteitsmeting van de verbuizing) kooldioxide - koolzuurgas Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval CO2 reuse through underground storage (=Hergebruik CO2 door middel van ondergrondse opslag) Calcium Silicaat Hydraten Carbon Sequestration Leadership Forum (= het koolstof-sequestratie leiderschapsforum) Dienst Centraal Milieubeheer Rijnmond International Energy Agency, Carbon Sequestration Leadership Forum (= Internationaal Energie Bureau, koolstofsequestratie-leiderschapsforum) Energy research Centre of the Netherlands (= Energieonderzoek Centrum Nederland) Enhanced Gas Recovery = Verbeterde Gaswinning Environmental Impact Assessment (EIA) = Milieu Effect Rapportage (MER) Europees Milieuagentschap Enhanced Oil Recovery = Verbeterde oliewinning Convention on EIA in a Transboundary Context = Verdrag inzake milieu-effect rapportage in grensoverschrijdend verband (Espoo-verdrag) European Technology Platform for Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (Europees technologie platform voor fossiele brandstofcentrales met een nuluitstoot) Emission Trading Scheme = Emissiehandelstelsel Feature, Event and Process = kenmerk, gebeurtenis en proces Formation Integrity Test - formation leak-off test = formatiesterktetest Geological Storage of CO2, a European initiative (= Geologische opslag van CO2, een Europees initiatief) Greenhouse gas = broeikasgas gas-water contact Hulporgaan voor wetenschappelijk en technologisch advies (= SBSTA) Health, Safety and Environment (= veiligheid, gezondheid en milieu = VGM) International Atomic Energy Agency = Internationaal Atoomagentschap Integrated gasification combined cycle = geïntegreerde vergassing in een gecombineerde kringloop Intergovernmental Panel on Climate Change of the United Nations (= Intergouvernementeel klimaatpanel van de Verenigde Naties) Integrated Pollution Prevention en Control Directive (= Geïntegreerde Preventie en Bestrijding van Verontreinigingen Richtlijn) liquified natural gas - vloeibaar aardgas

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 184 -

1 juli 2007

LULUCF MAC MDEA MER MNP NGO's OECD OESO OSPAR

PAM PBL pdf ppmv PSA QRA RO SBSTA

TEG TK UCI UNFCC VGM VoI VSP ZEPP

Land Use, Land-Use Change and Forestry (= projecten voor landgebruik, veranderingen in landgebruik en bosbouw) Maximum Allowable Concentration (= Maximum toegestane concentratie) methyldiethanolamine Milieu Effect Rapportage (MER) Milieu- en Natuurplanbureau (= Netherlands Environmental Assessment Agency) Nongovernmental organisations (= Niet-overheidsorganisaties) Organisation for Co-Operation and Economic Development (= OESO) Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic (= Conventie voor de bescherming van het zeemilieu van de Noordoost Atlantische Oceaan) Policies and Measures (= Beleid en maatregelen) Planetary Boundary Layer (= Planetaire grenslaag) probability density function (= kansdichtheidsfunctie) part per million in volume (= 0,0001 vol%) Pressure Swing Adsorption (= gas wordt onder verhoogde druk door een vat met actief kool geleid. CO2 wordt geadsorbeerd door het actieve kool) quantitative risk assessment (= kwantitatieve risicoanalyse) reverse osmosis (= omgekeerde osmose) Subsidiary Body for Scientific and Technological Advice of the UNFCCC (= Hulporgaan voor wetenschappelijk en technologisch advies (HOWTA) van de UNFCCC) tri-ethyleen glycol Tweede Kamer Ultrasonic casing imager (= ultrasone verbuizingsafbeeldingssonde) United Nations Framework Convention on Climate Change (= Raamconventie klimaatverandering van de Verenigde Naties) veiligheid, gezondheid en milieu ‘Value of Information’ (= informatiewaarde) Vertical Seismic Profile (= verticaal seismisch profiel) Zero Emission Power plant (= elektriciteitscentrale met nuluitstoot)

Beleid en vergunningen Bevi BOR CSLF EC ETP ZEP EU EZ FP7 IEA IVb LAP MW

Besluit Externe Veiligheid inrichtingen Besluit Algemene Bepalingen Omgevingsrecht Carbon Sequestration Leadership Forum (= het koolstof-sequestratie leiderschapsforum) Europese Commissie European Technology Platform for Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (= fossiele brandstofcentrales met een nuluitstoot) Europese Unie Ministerie van Economische Zaken 7th EU research framework programme (= zevende EU onderzoekskaderprogramma) International Energy Agency (= Internationaal Energieagentschap) Inrichtingen- en Vergunningenbesluit milieubeheer Landelijk Afvalbeheer Plan Mijnbouwwet

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 185 -

1 juli 2007

NMP OV POP Revi SMB SodM VNG VROM WABO Wm WRO

Nationaal Milieu Plan omgevingsvergunning Provinciaal Omgeving Plan Regeling Externe Veiligheid inrichtingen Strategische Milieubeoordeling = Strategische MER = plan-MER Staatstoezicht op de Mijnen Vereniging van Nederlandse Gemeenten Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Wet Algemene Bepalingen Omgevingsrecht Wet Milieubeheer Wet op de Ruimtelijke Ordening

AMESCO Eindrapport

9S0742/R06/ETH/Gron - 186 -

1 juli 2007

$&203$1<2)

Figuren

AMESCO Eindrapport


Figuur 3.3 Kaart met de Nederlandse gasvelden, waarbij aangegeven de stratigrafische eenheid van het reservoir en de opslagcapaciteit.

Figuur 6.1 Geografische informatie over Nederland

Figuur 6.3 Gemiddelde windsnelheid in Nederland

Figuur 6.5 Productie van drinkwater uit grondwater in Nederland

Figuur 6.6 De temperatuur van watervoerende pakketten in de Nederlandse ondergrond op circa 2.000 meter (DINO loket).

Figuur 7.3 De aanwezigheid van afgesloten putten in Nederlandse gasvelden met daarbij aangegeven het moment van afsluiten in relatie tot veranderingen in de regelgeving van 1967 en 1976.

$&203$1<2)

Bijlage Advies Engelstalige versie AMESCO, door de commissie voor de M.E.R.

AMESCO Eindrapport


AMESCO Generic Environmental Impact Study on CO2 Storage Advies van de Commissie m.e.r. inzake 7 september 2007 / rapportnummer 1964-46

INHOUDSOPGAVE 1.

INLEIDING ....................................................................................... 1

2.

OORDEEL OVER HET AMESCO-RAPPORT........................................ 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

3.

Beleid over klimaatverandering en CO2-opslag ............................... 2 Wet- en regelgeving over CO2-opslag............................................... 2 Effectbeschrijvingen........................................................................ 3 Referenties...................................................................................... 3 Onjuistheden.................................................................................. 3 Nederlandse samenvatting.............................................................. 3

AANBEVELINGEN VOOR TOEKOMSTIGE MILIEUEFFECTRAPPORTAGES ........................................................ 4 3.1

3.2 3.3 3.4 3.5

Afwegings- en toetsingskader.......................................................... 4 3.1.1 Afwegingskader in een plan-MER ........................................ 4 3.1.2 Toetsingskader in een besluit-MER ..................................... 4 Locatiekeuze ................................................................................... 4 Effectbeschrijving in scenario’s....................................................... 5 Wet- en regelgeving......................................................................... 5 Monitoring ...................................................................................... 5

BIJLAGE 1. Projectgegevens

1.

INLEIDING In de toekomst kunnen procedures voor milieueffectrapportage (m.e.r.) starten voor de opslag van CO2 in lege gasvelden. Vooruitlopend op deze procedures is door private en publieke partijen tezamen het rapport AMESCO (Algemene Milieu Effecten Studie CO2-opslag) opgesteld.1 De Commissie voor de m.e.r. (verder ‘Commissie’) is door de provincie Drenthe, mede namens de andere betrokken provincies, gevraagd dit rapport als generiek milieueffectrapport (MER) te toetsen. De Commissie is gevraagd te beoordelen of het AMESCO-rapport inhoudelijk juist en voldoende volledig is en of het kan dienen als basis voor een eventueel op te stellen projectspecifiek MER. Meer in detail is gevraagd aan te geven in hoeverre het rapport voldoet als niet locatiespecifieke beschrijving van de potentiële milieueffecten ten gevolge van de opslag van CO2 in een leeggeproduceerd gasreservoir. Daarnaast is gevraagd welke aspecten in een toekomstig project- of locatiespecifiek MER aanvullend op het AMESCO-rapport moeten worden onderzocht. Hoewel het niet tot de wettelijke taak van de Commissie behoort om een toetsingsadvies uit te brengen over een dergelijk rapport, is zij toch op dit verzoek ingegaan. De Commissie zal met de informatie uit het AMESCO-rapport geconfronteerd worden als er milieueffectrapportages starten over concrete projecten voor de opslag van CO2. Het zou dubbel werk zijn wanneer een werkgroep van de Commissie iedere keer opnieuw de informatie uit het AMESCOrapport zou moeten controleren. Verder ligt het beoordelen van een instrument dat ontwikkeld is om te zorgen dat milieu-informatie op een volwaardige manier kan meewegen in de besluitvorming, in het verlengde van de wettelijke taken van de Commissie. Voor de volledigheid wijst de Commissie er op dat met het onderstaande advies niet kan worden getreden in de verantwoordelijkheid van de werkgroepen van de Commissie die worden ingesteld bij advisering over milieueffectrapportages over concrete projecten. De werkgroepen zullen over de inhoud van dit advies worden geïnformeerd, maar behouden het recht, al was het alleen al vanwege voortschrijdend inzicht, een eigen oordeel te vormen over deze materie. De opsteller van een MER kan de informatie uit het AMESCO-rapport gebruiken, maar zal altijd uit moeten gaan van de laatste stand der kennis en op voldoende gedetailleerd niveau aandacht moeten besteden aan de locatie- en projectspecifieke milieuaspecten. De Commissie heeft het definitieve AMESCO-rapport d.d. 1 juli 2007 getoetst. In haar advies heeft zij de volgorde van de vragen aangehouden. Met de initiatiefnemers is besproken dat de opmerkingen en aanbevelingen van de Commissie, indien voor dat plan of project relevant, worden meegenomen in toekomstige milieueffectrapportages. Kleine wijzigingen worden waarschijnlijk in

1

AMESCO Steering committee (NAM, SEQ, Nogepa, Essent, Electrabel, Eneco, Province Groningen, Friesland, Drenthe, South Holland, Ministery of VROM, State Supervision of Mines), a consortium under guidance of NAM B.V., AMESCO Generic Environmental Impact Study on CO2 Storage, 1 July 2007, 9S0742.

-1-

het AMESCO-rapport aangepast door middel van een erratum. Dit wordt vervolgens in principe niet meer beoordeeld door de Commissie.

2.

OORDEEL OVER HET AMESCO-RAPPORT De Commissie is van oordeel dat het AMESCO-rapport de momenteel beschikbare kennis op het gebied van CO2-opslag (met de nadruk op ondergrondse Nederlandse leeggeproduceerde gasvelden) op een goede en overzichtelijke wijze weergeeft. Daardoor vormt het document een goede basis voor toekomstige plan- en besluit-milieueffectrapportages. Ook is het een goede informatiebron voor de bevoegde gezagen die vergunningen moeten verlenen voor CO2-opslag projecten. Naast dit positieve oordeel heeft de Commissie enkele opmerkingen over het rapport.

2.1

Beleid over klimaatverandering en CO2-opslag In hoofdstuk 2 is een uitgebreide uiteenzetting gegeven van het (inter)nationale beleid over klimaatverandering, waarin CO2-opslag één van de mogelijke maatregelen tegen klimaatverandering is. De Commissie merkt op dat zij zich bij de beoordeling van het AMESCO-rapport alleen gericht heeft op de (milieu)effecten van CO2-opslag en dat zij zich in dit advies niet uitlaat over de effectiviteit van CO2-opslag ten opzichte van andere maatregelen of over de gemaakte beleidskeuzen. Daarnaast merkt zij op dat het in de projectspecifieke milieueffectrapportages voldoende is om aan te geven wat het vigerende beleid over klimaatverandering en CO2-opslag is. De achtergronden van het beleid kunnen achterwege blijven. De randvoorwaarden die dit beleid geeft voor CO2-opslag moeten wel beschreven worden.

2.2

Wet- en regelgeving over CO2-opslag Hoofdstuk 4 geeft een goed overzicht van de van toepassing zijnde weten regelgeving inzake CO2-opslag. Ook de leemten in weten regelgeving zijn overzichtelijk weergegeven. Het valt de Commissie op dat slechts van een aantal van de genoemde besluiten een nadere analyse heeft plaatsgevonden en dat met name de behandeling van de weten regelgeving die ruimtelijke gevolgen kan hebben summier is. Daarnaast ontbreekt een analyse van de mogelijke consequenties van de Natuurbeschermingswet 1998. Deze weten regelgeving moet wel in acht genomen worden in de projectspecifieke milieueffectrapportages. De Commissie doet geen politieke uitspraken en gaat in dit advies dan ook niet in op de suggesties die in het rapport gedaan worden om de leemten in weten regelgeving in te vullen.

-2-

2.3

Effectbeschrijvingen De Commissie vindt de effectbeschrijvingen in algemene zin goed uitgevoerd. Alle relevante milieueffecten die te verwachten zijn bij CO2-opslag zijn in het AMESCO-rapport beschreven. Voor de effectbeschrijving in toekomstige milieueffectrapportages wordt verwezen naar paragraaf 3.3.

2.4

Referenties In het algemeen zijn de referenties onvolledig of geheel niet weergegeven in het rapport. Zo is het bijvoorbeeld onduidelijk waar de getallen over de gezondheidseffecten (fig. 6.10, p. 93) op gebaseerd zijn en is niet beschreven dat de informatie over bodemstijging (p. 119) gebaseerd is op bevindingen bij de Norg-gasopslag. Dit maakt de informatie niet of moeilijk navolgbaar. De Commissie adviseert de referenties, waar relevant, alsnog weer te geven.

2.5

Onjuistheden Tenslotte staan er enkele onjuistheden in het rapport. De Commissie adviseert deze in een erratum of anderszins te herstellen, zodat deze in toekomstige milieueffectrapportages niet overgenomen worden. x In figuur 7 van de samenvatting (p. 20) staat 0,0012 %, terwijl dit 0,12 vol% moet zijn. Op p. 93 in het hoofdrapport staat dezelfde figuur juist weergegeven. x In tabel 6.1 wordt vermoedelijk roughness length (m) bedoeld in plaats van roughness factor. x In tabel 6.3 is de omrekening van % naar mg/m3 op sommige plaatsen verkeerd uitgevoerd. x In appendix 14 wordt uitgegaan van de verkeerde veronderstelling dat de schadelijke effecten boven de ‘Maximum Allowable Concentration’ in lineair verband staan met de concentratie CO2.

2.6

Nederlandse samenvatting Omwille van de leesbaarheid adviseert de Commissie de gebruikte Engelse termen, zoals ‘depletie’ of ‘geabandonneerd’, in de Nederlandse samenvatting te vertalen.

-3-

3.

AANBEVELINGEN VOOR TOEKOMSTIGE MILIEUEFFECTRAPPORTAGES Naast het oordeel en de opmerkingen over het generieke rapport, heeft de Commissie enkele aanbevelingen voor toekomstige plan- of besluitmilieueffectrapportages over CO2-opslag in ondergrondse leeggeproduceerde gasvelden.

3.1

Afwegings- en toetsingskader

3.1.1

Afwegingskader in een plan-MER Als er een plan wordt gemaakt waarin de locaties voor CO2-opslag worden vastgelegd, beveelt de Commissie aan om in het bijbehorende MER een afwegingskader op te nemen op basis waarvan afgewogen kan worden of CO2opslag op een bepaalde locatie vanuit milieuperspectief mogelijk is en hoe geschikt een locatie is. In tabel 8.1 van het AMESCO-rapport is een goede aanzet gegeven voor de criteria die in een dergelijk afwegingskader moeten worden opgenomen. De Commissie adviseert ook de randvoorwaarden die voortvloeien uit beleid en weten regelgeving op te nemen als criteria. Daarnaast adviseert de Commissie om in het afwegingskader een duidelijke rangorde aan te geven in de verschillende criteria en er rekening mee te houden dat de verschillende criteria niet onafhankelijk zijn van elkaar.

3.1.2

Toetsingskader in een besluit-MER De Commissie adviseert om in een besluit-MER te toetsen of het specifieke project aan de voor dat project relevante criteria voldoet. Deze criteria zullen vaak overeenkomen met de criteria die in het afwegingskader in het (wellicht theoretische) plan-MER aan bod komen. Ook hier kunnen de criteria uit tabel 8.1 dus als basis gebruikt worden, aangevuld met eventuele locatiespecifieke criteria en randvoorwaarden uit beleid en weten regelgeving. De Commissie beveelt aan in het besluit-MER voldoende aandacht te besteden aan de effecten van vrijkomende CO2 en ophoping van CO2 in ondergrondse gebruiksruimte. Deze effecten zijn in het AMESCO-rapport summier behandeld, omdat deze locatiespecifiek zijn. Daarnaast adviseert de Commissie in een besluit-MER in te gaan op de kans op het voorkomen, de eventuele ruimtelijke beperkingen en de milieueffecten van een ondiepe ‘blow out’, die kan ontstaan door een boring in een veld waarin CO2, dat is gelekt uit een vol-geïnjecteerde veld, zich heeft opgehoopt. In een besluit-MER over een project waarbij kleisteen als afsluitende toplaag (‘cap rock’) aanwezig is, dient aandacht besteed te worden aan het criterium breekbaarheid (‘brittleness’).

3.2

Locatiekeuze De Commissie adviseert de locatiekeuze voor een specifiek project goed te onderbouwen in een besluit-MER. Besteed daarbij ook aandacht aan de milieuargumenten. Dit geldt temeer als er geen plan-MER wordt opgesteld waarin een afweging van de verschillende locaties voor CO2-opslag plaatsvindt. -4-

3.3

Effectbeschrijving in scenario’s De Commissie beveelt aan in toekomstige milieueffectrapportages te werken met scenario’s voor mogelijke lekkage. Per scenario kunnen de verschillende milieu-, veiligheids- en technische effecten worden onderzocht en beschreven. Daarbij kan aangegeven worden wat de kans is dat het scenario met bijbehorende effecten optreedt. De Commissie acht het in het kader van een goede veiligheidsanalyse wenselijk om hierbij ook minder waarschijnlijk geachte scenario’s waarbij lekkage van CO2 plaatsvindt, bijvoorbeeld door het ontstaan of reactiveren van een breuk, te beschouwen. Gedacht wordt aan de volgende lekkage-scenario’s: x een ‘lekvrij’ reservoir, waarbij waarschijnlijk slechts 1% of minder van de CO2 uit het reservoir zal ontsnappen; x de reactie van CO2 met water (en wellicht andere in/bij het reservoir aanwezige mineralen) en de reservoir- en/of toplaaggesteenten; x het ontstaan en/of re-activeren van een breuk.

3.4

Wet- en regelgeving In het AMESCO-rapport is geconcludeerd dat de huidige weten regelgeving op een aantal punten onduidelijk is. Er zijn meerdere overheidsorganen bevoegd en er bestaan meerdere besluitvormingskaders voor de vergunningverlening. Daarnaast is nog niet bekend wie (op de lange termijn) verantwoordelijk is voor vol-geïnjecteerde en verlaten CO2-reservoirs. De Commissie deelt deze conclusies. Zij vult hierbij aan dat er ook nog onduidelijkheid bestaat of CO2-opslag valt onder de Europese IPPC-richtlijn2. De Commissie beveelt de overheid aan, voor zover mogelijk, in genoemde punten duidelijkheid te scheppen, waarbij de internationale ontwikkelingen uiteraard gevolgd dienen te worden. De Commissie wijst er op dat relevante weten regelgeving op dit moment wordt gewijzigd. In projectspecifieke milieueffectrapportages zullen de consequenties van de toekomstige Wet algemene bepalingen omgevingsrecht en de nieuwe Wet ruimtelijke ordening in ogenschouw moeten worden genomen.

3.5

Monitoring Monitoring van de reservoirdruk en de eventuele bodembeweging tijdens de injectie en tijdens de opslagfase is van groot belang om risico’s te kunnen beoordelen. De Commissie adviseert, naast de aspecten die reeds in het rapport genoemd zijn, bij de monitoring de geschiedenis van het drukverloop in het betreffende reservoir in ogenschouw te nemen. Daarnaast adviseert de Commissie om ook de concentratie aan vrijkomende CO2 mee te nemen in de monitoring.

2

Richtlijn 96/61 van de Raad van 24 september 1996 inzake geïntegreerde preventie en bestrijding van verontreiniging (IPPC: Integrated Pollution Prevention and Control), Publicatieblad EG L257 van 10 oktober 1996.

-5-

BIJLAGE 1: Projectgegevens

Initiatiefnemer: AMESCO Steering Committee Advies uitgebracht aan: Provincie Drenthe (contactpersoon), provincie Friesland, provincie Groningen en provincie Zuid-Holland. Bijzonderheden: Het AMESCO-rapport is niet opgesteld als MER voor een concreet plan of project voor CO2-opslag. Het is bedoeld als generiek MER dat als basis kan dienen voor toekomstige milieueffectrapportages. Hoewel het niet tot de wettelijke taak van de Commissie behoort om een toetsingsadvies uit te brengen over een dergelijk rapport, is zij toch op dit verzoek ingegaan. De reden hiervoor is dat de Commissie met de informatie uit het rapport geconfronteerd wordt als er milieueffectrapportages starten en het daarom efficiënter is deze informatie in één keer te beoordelen in plaats van iedere keer opnieuw. Verder ligt het beoordelen van dit rapport in het verlengde van de wettelijke taken van de Commissie. In het advies is de Commissie ingegaan op de inhoud en volledigheid van het AMESCO-rapport en zijn aanbevelingen gedaan voor toekomstige milieueffectrapportages. Samenstelling van de werkgroep: Per project stelt de Commissie een werkgroep samen. De werkgroepsamenstelling bij het onderhavige project is als volgt: dhr. dr. W.J.E. van de Graaff dhr. dr. (PhD) D.A. Nieuwland mw. mr. drs. M.A. Poortinga (werkgroepsecretaris) dhr. ir. H.E.M. Stassen dhr. drs. L.J.H. Verheijen (voorzitter) dhr. prof. ir. J. J. van der Vuurst de Vries dhr. dr. P.A.M. Uijt de Haag

Advies van de Commissie m.e.r. inzake AMESCO Generic Environmental Impact Study on CO2 Storage Het rapport AMESCO Generic Environmental Impact Study on CO2 Storage is opgesteld door verschillende partijen uit het bedrijfsleven en van de overheid. De bedoeling is dat dit generieke milieueffectrapport als basis dient voor toekomstige milieueffectrapportages over CO2opslag. De Commissie voor de m.e.r. heeft het rapport beoordeeld op inhoud en volledigheid en heeft aanbevelingen gedaan voor toekomstige milieueffectrapportages. ISBN: 978-90-421-21966

AMESCO Algemene Milieu Effecten Studie CO 2 Opslag

Recommend Documents