FOSSIELE BRANDSTOFFEN Veen, bruinkool, steenkool Bruinkool en
steenkool ontstaan uit
veen door toename van het
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water . Dit gaat gepaard met afname van de
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water , toename van het
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water en dus van de glans. Bij voortschrijden van de inkoling is er sprake van een inkolingsreeks:
turf ,
zachte bruinkool , matbruinkool, glansbruinkool, vlamkool, gaskool, vetkool, esskool, magerkool, anthraciet.
Veen en Veenvorming Normaal gesproken wordt dood plantenmateriaal snel afgebroken door de aanwezigheid van zuurstof en de werking van bacteriën. Vooral bij hoge temperaturen en droge omstandigheden gaat de afbraak snel. Bij
aerobe afbraak ontstaat dan H
2 O en CO
2 . Bij de afwezigheid van zuurstof treedt echter
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water afbraak op, waarbij CH
4 ontstaat. In natte en vochtige omstandigheden gaat de afbraak langzamer dan de ophoping, waardoor veenvorming optreedt. Veen komt vooral voor in gematigde vochtige streken. In Nederland en België is het meeste veen gevormd in het
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water , waarschijnlijk door het vochtoverschot dat optrad door de overgang van naaldbos naar loofbos in die periode en de stijging van de grondwaterspiegel onder invloed van de zeespiegelstijging.
Men onderscheidt laagveen, dalveen en hoogveen.
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water veen (veen, dat vrijwel alle water verkrijgt uit de atmosfeer, uit neerslag, zoals bij hoogveen). Dit veen ligt dus boven de grondwaterspiegel.
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water veen (veen, dat vrijwel alle water ontvangt als grondwater, zoals bij laagveen). (Topogeen = de vorming gerelateerd aan een specifieke topografische situatie en daaraan gerelateerde waterhuishouding; term wordt bijv. gebruikt voor de beschrijving van veen- en bodemvorming). Men maakt ook wel onderscheid naar de grondstof voor de veenvorming in:
rietveen: veen bestaande uit de resten van riet en andere waterplanten. Rietveen kan ontstaan in zoet tot brakke, voedselrijke milieus en wordt gevormd rond de grondwaterspiegel tot ongeveer 2 meter onder de grondwaterspiegel. Zeggeveen: veen bestaande uit de resten van een vegetatie gedomineerd door zegge. Zeggeveen kan ontstaan in zoete, matig voedselrijke milieus rond de grondwaterstand tot ongeveer een halve meter onder de grondwaterstand. veenmosveen: veen bestaande uit de resten van veenmos. Doordat veenmos veel water kan opzuigen kan het hoogveen boven de regionale grondwaterspiegel blijven uitgroeien. Hierdoor staat het onder invloed van regenwater is het zeer zuur en voedselarm. heideveen: Veen voornamelijk bestaand uit de resten van heide. heischeen In het Westland voorkomende dunne harde laag op ongeveer 1 m beneden maaiveld, bestaand uit ca. 10% kalk, 25% lutum en 65% zand bosveen: veen bestaande uit de resten hout, kenmerkende soorten zijn els, wilg en populier. Bosveen kan vormen in zoete, voedselrijke milieus rond de grondwaterstand. Alle organisch materiaal rot in aerobe (zuurstofrijke omstandigheden) snel. In een
anaerobe (zuurstofarme omgeving), dus onder water, verloopt de rotting langzaam en kan er accumulatie plaatsvinden. Hierbij is het water eerst nog
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water [?] (Ecologische term die aangeeft dat water rijk is aan voedingsstoffen (bijvoorbeeld nitraten, fosfaten), maar daarna wordt het via
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (Matig voedselrijk. Matig rijk aan minerale voedingsstoffen) tenslotte
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (voedselarm). In Noord- en Oost-Nederland kon men zich de veenafzetting als volgt voorstellen. Tijdens het
Holoceen vormden zich eerst eutroof/mesotroof verlandingsveen (riet- en zeggeveen). Later ontstond het grondwaterveen (moerasbosveen). Tijdens het
Atlanticum vormde zich hierop oligotroof veenmosveen (regenwaterveen). Hardwaterlagen (bruine, jonge, humeuze inspoelingslagen en zand onder veenafzettingen). De waterdoorlatendheid ervan is klein.
Bruinkool Bruinkool (ligniet) staat wat inkoling betreft tussen veen en steenkool in. (Spriet, ook wel als ligniet of met de verouderde term prits aangeduid, is een soort bruinkool. Het heeft een hoog
zwavel gehalte en is een goede en goedkope brandstof. Spriet heeft een kastanjebruine kleur en is samengesteld uit 'brokken grond' en niet geheel vergane prehistorische stukken takken en boomstammen. Deze takken kunnen een gemiddelde lengte bereiken van 20 tot 50 centimeter. De plantengroei die uiteindelijk tot spriet werd omgezet dateert uit het boven-
Plioceen of onder-
Pleistoceen . Bij de verbranding van spriet komt vanwege het hoge zwavelgehalte een doorgaans als onaangenaam omschreven rookgeur vrij).
Bij inkoling neemt het koolstofgehalte toe, terwijl
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (CO
2 ),
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (N
2 ),
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (H
2 O) en
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (CH
4 ) ontwijken. Het proces voltrekt zich onder invloed van druk, temperatuur en vooral ook van tijd. Bruinkool bevat 10-75% water.
Xyliet is ingekoolde stukken hout, qua inkoling vergelijkbaar met zachte bruinkool. In het gebied tussen Nederlands Limburg en de Rijn bevinden zich omvangrijke bruinkoolafzettingen. Deze zijn gevormd in het
Mioceen .
Steenkool Steenkool is een fossiele delfstof, steenkool is het restant van organisch materiaal, vandaar de naam fossiele delfstof. Steenkool ontstaat door verdere
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water . Bij
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water is het koolstofpercentage opgelopen tot 95%.
materie koolstofgehalte levende plant 50% veen(turf) 60% bruinkool 70% steenkool vanaf 80% antraciet ongeveer 95% diamant 100%
Men spreekt nog van steenkool bij minder dan 40% organische bestanddelen. Steenkoollagen zijn altijd laagsgewijs afgezet. Het zijn accumulatielagen van organisch materiaal, afgewisseld door sedimentatielagen van ander materiaal, vooral van schalie en zandsteen. Dit afzettingspatroon blijft gehandhaafd, zolang de bodem regelmatig relatief daalt.
Aardgas Aardgas kan zich uiteraard nog gemakkelijker verplaatsen naar de bovenste lagen van een reservoirgesteente. Bij het aardgas in Groningen (
Slochteren) fungeert zandsteen van het
Rotliegendes uit het
Onder-Perm als reservoirgesteente.
BOREN NAAR GAS
Bij het boren naar gas wordt - om de
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water van grondwater te voorkomen - tot een diepte van 30 meter eerst een stalen buis de grond ingeheid, de conductor. Om het bovenste deel van de buis wordt een betonnen putkelder gebouwd en daarboven de boortoren. Aan de bovenkant van de putkelder zit een draaiende stalen schijf die ervoor zorgt dat de
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water wordt aangedreven. Onder de conductor zit de boorstang, die kan worden verlengd met pijpen. Door de holle boorstang wordt continu vloeistof gepompt, die zorgt voor
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water van de boorkop en die het vermalen gesteente naar de oppervlakte brengt . Deze spoeling voorkomt ook dat gas door het boorgat naar de oppervlakte ontsnapt. Het boren gaat in het begin snel, tot zestig meter per uur, maar in dieper gelegen, hardere aardlagen kan het tempo dalen tot soms maar twintig centimeter per uur. Een boring duurt vier tot acht weken. De aangeboorde aardlagen en het
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water bevatten aanwijzingen over de aanwezigheid van gas. Soms kan er recht naar beneden worden geboord, maar meestal, zoals in natuurgebieden of onder woonwijken, wordt schuin geboord.
Aardolie Aardolie is een vloeibare fossiele brandstof, een mengsel van koolwaterstoffen, dat voor 83-87% bestaat uit C (koolstof) en voor 11-14% uit H (waterstof). Aardolie bestaat uit een hele reeks koolwaterstoffen met verschillend moleculairgewicht. Als een molecuul 1 tot 4 koolstofatomen bevat is de verbinding gasvormig. Vb. aardgas. Bij 5 tot 15 koolstofatomen per molecuul is de stof vloeibaar: de eigenlijke aardolie.
Bij meer dan 22 koolstofatomen per molecuul is de stof vast. Men spreekt dan van
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water of pek.
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water is een bestanddeel van
pek . Al deze natuurlijke koolwaterstoffen vat men samen onder de naam
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water .
Het ontstaan van aardolie: dood organisch materiaal in zeeën, hoofdzakelijk afkomstig van plankton zinkt naar de bodem. In het bovenste zeegedeelte vindt afbraak plaats door zuurstofgebruikende fauna. Bij verdere bezinking vindt afbraak plaats door anaërobe (in zuurstofvrije) omgeving levende bacteriën. De rest van de organische stof zinkt met het sediment naar de bodem. Als een sediment minstens 2 tot 10% organisch materiaal bevat spreekt men van sapropelium (
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water ). Dit sapropeel ziet men als de grondstof voor het ontstaan van aardolie. Voorwaarde is, dat het sediment, dat later het moedergesteente voor de aardolie vormt, fijnkorrelig is.
Een recent voorbeeld, waar dit proces nog plaats heeft vinden we in de
Zwarte Zee . Essentieel is een vrijwel afvoerloos bekken zonder noemenswaardige bodemcirculatie.
Gevormde aardolie zal in veel gevallen
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water (zich verplaatsen) binnen het moedergesteente of uit het moedergesteente naar een poreus reservoirgesteente. Dit gesteente kan bv. zandig of kalkachtig zijn.
Een kalkachtig reservoirgesteente is veelal een
breccie of een anderszins tektonisch vervormd gesteente, waarin veel scheuren en breuken voorkomen.
Binnen het reservoirgesteente zoekt de aardolie de hoogste punten op. Als hier ondoorlaatbare gesteenten verdere migratie tegenhouden, dan wordt de aardolie als het ware gevangen in een oiltrap en kan ze zich ophopen tot een exploitabele hoeveelheid, een aardolieaccumulatie of
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water . Anticlinalen,
discordanties en breuken bij deze processen een rol spelen.
RAFFINEREN VAN AARDOLIE
Voordat de
aardolie daadwerkelijk als
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water wordt gebruikt wordt het eerst verwerkt. De ruwe aardolie zoals die uit de grond komt is namelijk nog niet geschikt omdat het een mengsel is van allerlei verschillende koolwaterstoffen en daardoor erg dik. De ruwe olie wordt daarom verwerkt in grote
raffinaderijen , waar de koolwaterstoffen worden gescheiden in
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water bestaande uit stoffen met een ongeveer gelijke ketenlengte. Dit gebeurt door middel van
gefractioneerde destillatie in enorme destillatiekolommen.
Het principe van de destillatie is als volgt: de ruwe olie wordt onderaan de kolom ingebracht. De olie wordt
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water tot vrij hoge temperatuur, enkele honderden graden
Celsius . Vrijwel alle stoffen zullen dan verdampen, met uitzondering van de stoffen met de langste ketenlengte, omdat die het hoogste kookpunt hebben. De olie die niet verdampt wordt afgetapt, het vormt de eerste fractie. De verdampte olie komt via kleppen in een volgend hoger gelegen deel van de kolom terecht. Daar is de temperatuur iets minder hoog, waardoor sommige stoffen weer vloeibaar zullen worden. Deze kunnen weer afgetapt worden, ze vormen de tweede fractie. De rest stijgt weer door naar het volgende deel van de kolom, enzovoorts.
Uiteindelijk ontstaan op deze manier allerlei stoffen met evenzoveel bestemmingen. Het grootste deel wordt toch wel gebruikt als brandstof: van zware
stookolie voor schepen en de veelgebruikte diesel tot
anaerobe anthraciet asfalt Atlanticum bitumen boorgruis boorkop brandstof eutroof fracties inkoling kerosine koeling koolsofdioxide koolstofgehalte mesotroof methaan migreren oilpool oligotroof Ombrogeen organisch slib reflectievermogen stikstof Teer Topogeen verhit vervuiling vluchtigheid water voor vliegtuigen en natuurlijk benzine.