Toepassingen van aardgas, Nederlands belangrijkste delfstof

Aardgas dankt in Nederland haar roem aan het verwarmen van huishoudens en de aardgasbaten, die vele decennia lang de Nederlandse overheidsbegroting sluitend gemaakt hebben. De eenvoudige atoomstructuur van methaan, de hoofdcomponent in aardgas, maakt dat aardgas voor zoveel meer te gebruiken is, dan alleen de verwarming van huishoudens.

Huishoudelijk gebruik

In de westerse wereld is het merendeel van de huizen aangesloten op aardgas. Dit gebeurt door middel van een uitgebreid leidingennetwerk. In de meeste huishoudens wordt aardgas gebruikt voor koken en verwarming. De verwarming gebeurt in Nederland meestal door toepassing van CV-installaties, maar in het verleden was het gebruik van gevelkachels zeer gewoon. Het rendement van centrale verwarming is echter zoveel groter dat de gevelkachel nagenoeg verdwenen is. Bij moderne CV-installaties is het ook mogelijk om elektriciteit op te wekken. Feitelijk is dit een bijproduct bij het verwarmen van het huis.

Elektriciteitsopwekking

Aardgas is één van de belangrijkste brandstoffen voor elektriciteitscentrales. De relatief eenvoudige aanvoer van aardgas door het uitgebreide leidingennetwerk en de relatief schone verbranding, maakt dat aardgas zeer aantrekkelijk is voor stroomopwekking. Tevens is het hogere rendement van aardgas een belangrijk gegeven. Het enige argument voor kolen gestookte centrales is de prijs van kolen. Sinds de opkomst van schaliegas in de Verenigde Staten is de markt voor kolen ingestort, waardoor kolen goedkoper werden.

Pieken in de vraag naar elektriciteit worden veelal opgevangen door aardgas gestookte centrales. Op aardgas gestookte elektriciteitscentrales zijn veel flexibeler in het gebruik om plots een grote vraag naar stroom op te kunnen vangen. Met de opkomst van duurzame energie, worden de elektriciteitsnetten gevoeliger voor fluctuaties in het aanbod van elektriciteit, waardoor elektriciteitscentrales vaker in- en uitgeschakeld moeten worden. Op zonnige winderige dagen is er meer elektriciteit voor handen, dan op een windstille nacht. Dit verschil in aanbod moet opgevangen worden, waarbij aardgas gestookte centrales een hoofdrol spelen.

Vervoer

De verbrandingseigenschappen van aardgas zijn goed voor de toepassing van aardgas als brandstof voor voertuigen. Zowel auto's als vliegtuigen kunnen gebruik maken van aardgas. Op schepen is dit geen haalbare zaak, omdat de aardgastanks te groot oude worden.

Auto's

In Noord-Europa wordt aardgas weinig gebruikt voor auto's, maar elders in de wereld wordt er volop gebruik gemaakt van aardgas. Veelal wordt dan gesproken over CNG, wat staat voor Compressed Natural Gas, vrij vertaald: samengeperst aardgas.

De brandstof is schoner dan benzine of diesel en kent nagenoeg geen uitstoot van fijnstof. Door het hoge octaangehalte (het moment van ontbranding) kunnen bestaande auto’s niet zonder meer omgebouwd worden. Speciaal ontwikkelde motoren kunnen wel aardgas op een goede manier verbranden.

Het merendeel van auto’s met CNG-installatie rijdt in derde wereldlanden. Hier worden ook vrachtwagens voorzien van tanks t.b.v. CNG. Achter de cabine van de vrachtwagen wordt dan veelal een rek met gastanks geplaatst

Luchtvaart

In 2008 heeft Airbus het eerste vliegtuig op aardgas laten vliegen. Airbus deed dit in samenwerking met Shell, Rolls Royce (motoren) en Qatar Airways. Omdat aardgas ook gewonnen kan worden door bio vergisting of power to gas, is het voor de luchtvaart een mogelijkheid om te vergroenen. Andere voordelen zijn de lagere uitstoot aan zwavel en fijnstof.

Chemische industrie

De eenvoudige structuur van methaan, het hoofdbestanddeel in aardgas, maakt dat aardgas veelvuldig wordt toegepast in de chemische industrie. De toepassingen in de chemie zijn legio, waaronder als grondstof voor kunstmest en kunststoffen zoals ethyleen.

Kunstmest

Een belangrijke grondstof van kunstmest is stikstof, wat nodig is om ammoniak te kunnen maken. Stikstof is in overvloed op aarde aanwezig, want lucht bestaat voor het merendeel uit stikstof. Om de stikstof uit de lucht te gebruiken, moet eerst het zuurstof verwijderd worden. In een speciaal proces met katalysatoren wordt aardgas verbrand zodat het zuurstof uit de lucht verwijderd wordt. Het bijzondere aan dit proces is dat alleen de koolstofatomen van aardgas reageren met zuurstof, maar niet de waterstofatomen. De waterstofatomen vormen met stikstof vervolgens ammoniak, de basis voor kunstmest.

Ethyleen

Veelal wordt aardolie geassocieerd met de productie van kunststoffen, maar de veel gebruikte kunststof ethyleen wordt gemaakt van aardgas. Door middel van het scheikundige proces stoomkraken worden meerdere moleculen samengevoegd. Normaal wordt bij stoomkraken een groter molecuul afgebroken tot een kleiner molecuul, maar door de variabelen te wijzigen is er met aardgas een groter molecuul zoals ethyleen te maken.

Waterstof

Bij de winning van waterstofgas wordt er meestal gedacht aan elektrolyse, maar in de praktijk wordt het overgrote deel van waterstofgas uit aardgas gewonnen. De omzetting van methaan (aardgas) naar waterstofgas en koolstofdioxide kan met een hoog rendement gebeuren, terwijl er bij elektrolyse veel energieverliezen optreden.