Slochteren haalt het
onderste uit de kan

Verrassing heerste er toen in 1948 de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) bij Coevorden aardgas aanboorde. De NAM was eigenlijk op zoek naar aardolie. Op dat moment kon de maatschappij niet vermoeden dat ze elf jaar later in het Groningse Slochteren het grootste aardgasveld ter wereld zou vinden.

In 1963 begon de winning van de nieuwe grondstof. Sindsdien is Nederland massaal overgeschakeld op aardgas als energiebron. Inmiddels heeft de NAM ruim 1500 miljard kubieke meter aardgas uit het veld gehaald, de winbare reserve is nog 1200 miljard kubieke meter. Samen met ruim honderd andere, kleine gasvelden in ons land –goed voor ongeveer de helft van de jaarlijkse gasproductie– is dat genoeg om Nederland nog tot halverwege de twintigste eeuw van gas te voorzien. Geen enkel probleem, zo lijkt het.

Slochteren redt het echter niet meer zonder hulp. Als er geen maatregelen worden getroffen, zal de gaswinning uit het Slochteren-veld over een tiental jaren tot stilstand komen. Niet omdat er geen gas meer is: er zit dan nog een kleine 700 miljard kubieke meter aardgas in het veld. Maar doordat het gasveld dan voor het grootste gedeelte is leeggezogen, is de druk ervan zo ver afgenomen, dat het gas niet meer uit zichzelf naar boven komt.

Pakhuizen
Op dit moment rest nog slechts 150 bar van de oorspronkelijke natuurlijke druk van 350 bar. „Eerder was de natuurlijke druk voldoende om aan de basisvraag naar gas te kunnen voldoen”, zegt ir. F. Duut van de NAM. „Bij extreme kou is er sprake van een piek in de vraag, en dan redden we het met de huidige druk niet meer. De gasvlam onder de aardappelen thuis brandt dan veel te zwak”. Om aan zo'n piekvraag te kunnen voldoen, schieten 'pakhuizen', in de vorm van ondergrondse reserveopslag, te hulp.

De druk is inmiddels echter zo ver teruggelopen, dat al snel zelfs niet meer aan de basisvraag kan worden voldaan. Als de druk beneden ongeveer 100 bar komt, stokt het proces zelfs. Daarom gaat de NAM de 29 productie-installaties van het Slochteren-gasveld van compressoren voorzien, die de druk in het veld op peil moeten houden. Dit gebeurt onder de noemer van het “Groningen Renovatie & Compressie”-project.

Het kostte de NAM nogal wat moeite om politiek en burger te overtuigen van de noodzaak van maatregelen om de gasvoorziening op peil te houden. Duut: „Alle grote gasvelden in de wereld hebben ondergrondse gasreservoirs en compressoren om de druk van de velden op peil te houden. Maar in Nederland hadden we die nooit nodig, vond men. Slochteren was een 'superveld', waarvan je naar behoefte de kraan open- en dicht- kon draaien. We hadden dan ook een paar jaar nodig om duidelijk te maken dat er echt maatregelen getroffen moesten worden”.

Stofzuiger
De activiteiten van het grootschalige project begonnen vorig jaar op de locatie Tjuchem, waar eind dit jaar de eerste compressor gaat draaien. Het samenwerkingsverband Stork GLT tekent voor het ontwerp, de constructie en de levering van de compressie- en besturingssystemen.

De compressoren zuigen het gas op en brengen het op de hogere druk die nodig is om het te kunnen reinigen in de gasbehandelingsinstallatie. Omdat ze geplaatst worden tussen de putten en de behandelingsinstallatie, heet dit putmondcompressie. Na behandeling gaat het gas naar het net van de Gasunie, die het aan de consument levert.

De werking van zo'n compressor is te vergelijken met die van een grote fietspomp. Die zorgt er ook voor dat de druk van een gas –de buitenlucht– wordt verhoogd, zodat het in de fietsband kan stromen. Een fietspomp wordt aangedreven door de stang met de hand op en neer te bewegen. Bij de NAM zijn het enorme elektromotoren die de compressoren aandrijven. „Dat zijn een soort stofzuigermotoren in het groot”, zegt Herman Aarnink van Delaval Stork. Hij is als manager compressor engineering betrokken bij het ontwerpen van de compressoren. De motoren krijgen een vermogen van 23.000 kilowatt, het vermogen van zo'n 20.000 stofzuigers.

Vliegtuigmotor
De keuze voor een elektromotor als aandrijving van de compressor is vrij ongebruikelijk. Aarnink legt uit dat meestal een gasturbine –„denk maar aan een vliegtuigmotor”– voor de aandrijving zorgt. „In Nederland is elektrische aandrijving mogelijk, omdat we hier de grootste zekerheid ter wereld hebben wat betreft de levering van elektriciteit. In andere landen valt de stroom nog wel eens uit”.

Hoewel een gasturbine het op het terrein van de bedrijfszekerheid wint, is de elektromotor ver in het voordeel wat betreft de efficiëntie. Een elektromotor zet elektrische energie om in mechanische energie, om de compressoren aan te drijven. Een gasturbine verbrandt gas en gebruikt de daarbij vrijkomende energie voor aandrijving. Aarnink: „Het rendement van een elektromotor ligt rond de 98 procent. De elektriciteit die de motoren gebruiken wordt natuurlijk ook wel met gas opgewekt, maar dat gebeurt in het groot in een centrale. Die halen met 50 procent nog een behoorlijk rendement. Dus het uiteindelijke rendement van een elektromotor is 49 procent. Een gasturbine is veel kleiner dan zo'n grote elektriciteitscentrale en daardoor minder efficiënt. Het rendement ervan is maximaal 35 procent”.

Zwevende as
Nu de druk in Slochteren nog redelijk is, hoeven de compressoren niet al te hard te werken. Dat is ook het geval als de gasvraag op enig moment laag is. Daarom zijn de compressoren traploos in toerental regelbaar. Dat is een van de sterke kanten van elektromotoren. „Zo'n motor blijft bij minder vermogen z'n rendement behouden, terwijl een gasturbine het best werkt op vol vermogen”, zegt Aarnink.

Als een compressoreenheid een vermogen moet leveren dat lager is dan 30 procent van het maximale vermogen, ontstaan er problemen, zegt Aarnink. „In de compressor zit een as, ondersteund door met olie gesmeerde lagers. Als zo'n as te langzaam draait, gaat hij trillen. We hebben voor de NAM-compressoren gebruikgemaakt van magneetlagers. Deze tillen de as een beetje op, zodat hij gaat zweven”.

De eerste compressor gaat dit jaar draaien op de locatie bij Tjuchem. Daarna zullen per jaar drie clusters volgen, zodat het hele project rond 2015 afgerond moet zijn. De totale investering bedraagt circa 3 miljard gulden. Maar dan is de gasvlam onder de aardappels ook weer voor een tijd gegarandeerd.