Kooldioxide te koop

De zaak: In 1988 kocht de Basin Electric Power Cooperative van Bismarck, ND, een in moeilijkheden verkerende chemische fabriek die steenkool omzet in synthetisch aardgas. De gok heeft zijn vruchten afgeworpen en het verhaal van Basins succes verandert de machtswereld en de politiek van vervuiling.

Dakota Vergassingsbedrijf

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 2005

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Inkomsten boekjaar 2005: $ 234,5 miljoen
Medewerkers: 700
CO2 ondergronds opgeslagen: Zes miljoen ton

Op 14 september 2000 ging de Dakota Gasification Company verder dan overleven. De unieke chemische fabriek van het bedrijf in Beulah, ND - een industrieel beest dat 18.000 ton bruinkool omzet in 170 miljoen kubieke voet synthetisch aardgas per dag (genoeg om 2500 huizen een jaar lang te verwarmen) - was 15 jaar eerder afgeschreven als een door de overheid gefinancierde boondoggle, een misplaatst product van een door een crisis gedreven Amerikaans energiebeleid. Maar de vastberaden dochteronderneming van een landelijk nutsbedrijf tartte zijn critici. Die dag in september nam het bedrijf een vuil bijproduct – koolstofdioxide – en maakte er een financieel actief van door een nieuwe CO2-leiding aan te zetten. De verhuizing zou niet alleen de levensvatbaarheid van de fabriek veiligstellen, maar het zou ook helpen om de milieureputatie van steenkoolenergie op te schonen.

Dakota Gasification exploiteert een 300 kilometer lange pijpleiding vol kooldioxide. Deze rivier van vervuiling stroomt noordwaarts van Beulah naar de verouderde olievelden in het zuidoosten van Saskatchewan. Daar stort de CO2 anderhalve kilometer onder het aardoppervlak in dikke, hardnekkige olielagen. De CO2 verlaagt de viscositeit van de olie met een factor vier en vergemakkelijkt de stroom naar de oppervlakte. De CO2 van Beulah zal naar verwachting helpen om 130 miljoen extra vaten olie uit de olievelden van Saskatchewan te winnen, waarvoor Dakota goed wordt gecompenseerd. Eenmaal in de grond neemt de kooldioxide de plaats van de aardolie in en komt vast te zitten onder een ondoordringbare stapel kalksteen, zandsteen en schalie. Het proces begraaft veilig meer CO2 in een jaar dan honderdduizend auto's die vrijkomen tijdens hun operationele levensduur.

Beleidsmakers kijken in toenemende mate naar de technologie van Dakota als de potentiële sleutel tot schone binnenlandse energie in de toekomst. De regering-Bush heeft kolenvergassing en ondergrondse opslag van broeikasgassen naar voren geschoven als een langetermijnoplossing voor een langetermijnprobleem. Het Amerikaanse ministerie van Energie is voorstander van een 10-jarig R&D-programma, FutureGen genaamd, dat gericht is op het perfectioneren van een taak die Dakota momenteel uitvoert met technologie die dateert uit de jaren zeventig. FutureGen promoot technologie die nog niet eens is gedemonstreerd in kleine proeffabrieken, zegt Dale Simbeck, vice-president technologie voor SFA Pacific, een energieadviesbureau gevestigd in Mountain View, CA. Maar hier is een grootschalige operatie die technisch succesvol is en die al deze dingen doet waarover wordt gesproken.

Al Lukes, Chief Operating Officer van Dakota, zegt dat hij gewend is aan de verbaasde reacties van internationale bezoekers die komen kijken wat er in de noordelijke vlakten gebeurt: mensen kijken naar ons en zeggen: 'Mijn God, kun je dat?'

Naarmate het verhaal van Dakota zich verspreidt, staan ​​beleidsmakers voor een steeds grimmiger keuze. Het International Energy Agency verwacht dat er tussen 2003 en 2030 voldoende kolencentrales zullen zijn geïnstalleerd om 1.400 gigawatt elektriciteit te produceren. Deze centrales zullen gedurende hun levensduur ongeveer 118 miljard ton koolstofdioxide opwekken. Dat is meer dan alle CO2-uitstoot van steenkool in de afgelopen 250 jaar bij elkaar. Zelfs sommige pragmatische milieuactivisten zijn het erover eens dat vergassingstechnologie misschien wel de grootste enige hefboom is die beschikbaar is om de broeikasgassen op korte termijn te beperken. De steenkool zal worden gedolven. De enige vraag is hoe het zal worden verbrand, zegt Antonia Herzog, een senior wetenschapper bij de Natural Resources Defense Council, een milieu-advocaatgroep gevestigd in Washington, DC. Als er nieuwe kolencentrales worden gebouwd, moeten dat vergassingsinstallaties zijn.

Dakota standaard
Dakota Vergassing is bedacht tijdens de energietekorten van de jaren zeventig. Terwijl de OPEC de olievoorraden onder druk zette, verstikten de prijscontroles in de Verenigde Staten de productie van aardgas. Aardgaspijpleidingbedrijven, gealarmeerd door krappe voorraden, begonnen alternatieve bronnen te onderzoeken; in 1978 was een consortium van gaspijpleidingbedrijven, Great Plains Gasification Associates, samengevoegd om 's werelds eerste synthetische aardgasfabriek te bouwen. De bouw begon in 1981 nadat president Reagan ermee instemde het technologisch ambitieuze project te stoppen met federale leninggaranties, en in 1984 was het voltooid. Amper een jaar later redden de gaspijpleidingbedrijven hun redding en kwamen in gebreke met $ 1,5 miljard aan leningen.

Het probleem was niet de technologie van Great Plains. Het proces, aangepast aan de chemie die nazi-Duitsland in staat stelde synthetische motorbrandstoffen te produceren, werkte zoals bedoeld: steenkool en stoom reageerden samen bij 1000 °C om een ​​gasvormig mengsel van waterstof, koolmonoxide en CO2 op te leveren (plus verontreinigingen zoals zwavel, kwik en xenongas). Zuivere CO2 en vervuilende stromen werden afgevoerd, en het resterende koolmonoxide en waterstof - een mengsel dat bekend staat als synthesegas of syngas - werd naar een katalysator gevoerd om koolwaterstoffen te vormen. De katalysatoren van de nazi's leverden brandstof voor tanks, vliegtuigen en onderzeeërs; De katalysator van Great Plains bleek methaan van hoge kwaliteit te zijn.

Lukes, een scheikundig ingenieur die terugkeerde naar zijn geboorteland North Dakota om voor Great Plains te werken, zegt wat het bedrijf op zijn kop zette door gestuurde boringen en de deregulering van aardgas, die gedurende meerdere jaren plaatsvond, beginnend in 1978. Deregulering ontketende een waanzinnige zoektocht naar nieuwe gasafzettingen en gestuurde boringen vermenigvuldigden de output van elke put. Great Plains verwachtte $ 9 tot $ 10 per duizend kubieke voet op te halen voor zijn synthetische gas, maar tegen het midden van de jaren tachtig had een gasovervloed de prijzen tot maar $ 1 per duizend kubieke voet gedreven. We kunnen op geen enkele manier gas maken voor die prijs, zegt Lukes.

De fabriek verdiende inkomsten, maar op kosten van de eigenaren: dankzij prijsformules die waren opgenomen in hun 25-jarige gasaankoopovereenkomst, betaalden de pijpleidingen Great Plains meer dan 50 procent meer dan de marktprijs voor aardgas.

Het ministerie van Energie nam Great Plains in bezit toen de pijpleidingbedrijven wegliepen. Onder druk om 822 banen in het economisch achtergebleven Noord-Dakota te beschermen en een deel van de verliezen van de regering goed te maken, stond het agentschap toe dat de fabriek bleef draaien. Maar het ging meteen op zoek naar een koper. In 1988 richtte het de Basin Electric Power Cooperative van Bismarck op, het plaatselijke nutsbedrijf dat de fabriek van stroom dreef. Basin Electric zou $ 37 miljoen per jaar verliezen - ongeveer 8 procent van zijn jaaromzet - als de fabriek zou sluiten. Die 37 miljoen dollar was destijds een groot aantal voor Basin, zegt Lukes. Basin verwierf de fabriek voor $ 85 miljoen in contanten (en een belofte om toekomstige winsten te delen met het ministerie van Energie) en richtte een dochteronderneming op, Dakota Gasification, om het te runnen.

Het was een riskante zet voor Basin. In de jaren na de aankoop wankelde de politieke steun voor alternatieve energie. De gasprijzen zijn gedaald. En de gaspijpleidingen procedeerden tegen hun gasaankoopovereenkomsten, waardoor een schikking werd afgedwongen die de beschermende prijspremie van Dakota tegen het einde van de jaren negentig zou wegnemen.

De prullenbak van één bedrijf
Dakota overleefde door recycler te worden: de bijproducten van zijn afvalstromen brengen meer dan $ 150.000 per dag op. En het meest lucratieve bijproduct - degene die uiteindelijk zijn toekomst veilig stelde - is koolstofdioxide.

Olie uitboenen met CO2 is niet zo lucratief als het aanboren van een groot nieuw veld. De grote oliemaatschappijen gaan hier niet achteraan. Dit zijn als stootslagen en ze zijn op zoek naar homeruns, zegt Simbeck van SFA Pacific. Maar de stoten zijn de moeite waard voor de tweederangs oliemaatschappijen die nu de Amerikaanse en Canadese olieproductie domineren. Stop de CO2 in de grond en je krijgt waarschijnlijk meer olie, tenminste als je... hebben CO2. De meeste koolstofdioxide die in olievelden wordt gebruikt, is afkomstig van natuurlijke afzettingen van CO2 op zichzelf of CO2 meegevoerd met aardgas. Olieveldexploitanten ten noorden van Beulah hadden geen van beide.

Halverwege de jaren negentig zag Dakota eruit als een overlevende, en het in Calgary, Alberta gevestigde PanCanadian Petroleum, de exploitant van een van Canada's grootste olievelden, was klaar om te onderhandelen. De productie op het PanCanadian-veld in Weyburn, Saskatchewan, bereikte een piek in de jaren zestig, maar bedrijfsgeologen geloofden dat CO2 het weer zou doen stijgen. Volgens een overeenkomst uit 1997 bouwde Dakota gascompressoren en een pijpleiding om de CO2 aan Weyburn te leveren, en PanCanadian stemde ermee in Dakota te betalen voor de financieringskosten van de apparatuur, plus een vraagtoeslag. In februari tekende Dakota een tweede olieproducent in Saskatchewan, Apache Canada, die volgend jaar CO2 gaat opnemen.

Judy Fairburn, een vice-president van operaties voor EnCana (de nieuwe naam van PanCanadian na de fusie met het in Calgary gevestigde Alberta Energy), zegt dat het kopen van Dakota's CO2 de productiekosten bij Weyburn verhoogde en dat PanCanadian zijn investering schatte op het ontvangen van $ 16 tot $ 18 per vat. Dat was een goede gok: olie brengt nu ongeveer $ 50 per vat op en Weyburn levert 26.000 vaten per dag - het hoogste niveau sinds de jaren zeventig. Dit olieveld is zeker in zijn tweede wind, zegt Fairburn.

Met aardgas dat wordt verkocht voor $ 7 per duizend kubieke voet, ziet Dakota er ook goed uit. Op de vraag of Dakota zijn olieveldklanten misschien meer verdient, lacht Fairburn nerveus. Dat moet ik even uitrekenen, zegt ze. Ze zijn zeker goed gepositioneerd.

Ze zijn - en niet alleen vanwege wat ze helpen te nemen uit van de grond. Terwijl de olie stijgt in de Great Plains, verzamelt de industriële CO2 van Dakota Gasification zich ondergronds, wat een milieuvoordeel oplevert dat de komende jaren miljoenen dollars meer waard kan zijn, als de Verenigde Staten ooit besluiten een cap-and-trade-emissiebeleid aan te nemen. Een onderzoek van 34 miljoen dollar, gesponsord door het International Energy Agency, heeft de CO2-ondergrond gevolgd. Het eindrapport, dat afgelopen herfst werd uitgebracht, bevestigde wat iedereen verwachtte: dezelfde lagen die 50 miljoen jaar lang in de olie van Weyburn waren verzegeld, zouden hun CO2 duizenden jaren, zo niet langer, moeten vasthouden.

Vergassing staat weer volop in de schijnwerpers, en niet alleen vanwege het vermogen om broeikasgassen op te slaan. De huidige recordhoge aardgasprijzen vertonen geen tekenen van daling, ondanks recordniveaus van gasexploratie in Noord-Amerika. En de technologie wordt steeds beter. Sinds 1984 zijn tientallen vergassingsinstallaties gebouwd - waarvan de meeste van steenkool afgeleid syngas omzetten in ammoniakmeststoffen - en hun geavanceerde elektrische apparatuur kost minder om te bouwen en te exploiteren dan die van Dakota. Grote leveranciers van de apparatuur, zoals General Electric, nemen bestellingen aan voor meer. Dakota had niet alleen geluk in zijn decennialange strijd om de levensvatbaarheid van kolenvergassing te bewijzen, het had ook gelijk.

zich verstoppen