Foto: Shutterstock Hoewel Wageningen staat voor groene, duurzame energie, werkte promovendus Paulina Sosa Fernández vier jaar lang aan een methode om oliewinning te optimaliseren. Ze ontwikkelde een techniek om water tijdens oliewinning te recyclen en zo het proces te verduurzamen.
Ondanks de grootschalig ontwikkeling van duurzame energiebronnen, blijft de vraag naar olie stijgen. Daarom zoekt de olie-industrie naar manieren om het maximale uit iedere oliebron te halen. Dat kan bijvoorbeeld door met verdikt water oude oliebronnen uit te spoelen, waar nog meer dan de helft van de oorspronkelijke hoeveelheid olie in zit. Maar voor dat spoelproces is vier tot acht liter water nodig per liter olie. Promovendus Paulina Sosa Fernández ontwikkelde een methode om dat water te recyclen en zo veel water te besparen. Daarvoor filterde ze zouten uit het water met membranen en elektrische stroom.
Verstorende zouten
Voor het uitspoelen van oliebronnen gebruikt de olie-industrie stroperig water. Die stroperigheid ontstaat doordat de industrie polymeren toevoegt. ‘Dat zijn lange slierten die samen een verstrengeld net vormen’, vertelt Harry Bruning, co-promoter van Sosa Fernández. ‘Dat maakt het water stroperig, waardoor het makkelijker olie uit de grond duwt.’ In hetzelfde proces neemt het water ook zouten op uit de grond. Die verstoren het netwerk van chemicaliën, waardoor het water zijn stroperigheid verliest.
Er komt een moment dat deze techniek – en olie in het algemeen – overbodig wordt
‘Tijdens het recycleproces willen we die verstorende zouten wegfilteren, maar de chemicaliën die zorgen voor stroperigheid erin houden’, zegt Bruning. Dat lukte promovendus Sosa Fernández. Ze leidde het water in kleine compartimenten die links en rechts afgesloten zijn met zoutdoorlatende membranen. Vervolgens liet ze een elektrische stroom door het water lopen. Omdat zouten uit geladen deeltjes bestaan, werkt die stroom als een soort magneet: het trekt positief geladen zoutdeeltjes door het linker membraan, terwijl het de negatief geladen deeltjes door het andere membraan trekt. Het water met opgeloste chemicaliën blijft dan over.
Slijmlaag
Een probleem is dat ook de chemicaliën in het water geladen zijn en meebewegen met de elektriciteit. Ze zijn te groot om door de gaten van het membraan te kruipen, dus blijven ze erop vastplakken. ‘Dat vormt een soort slijmlaag die het membraan blokkeert’, vertelt Bruning. Om het membraan te ontstoppen, draaide Sosa Fernández kort de stroomrichting om: daardoor trekt het de chemicaliën op tijdelijk de andere richting op en verdwijnt de slijmlaag van het membraan.
Energieverslaafd
Op dit moment draaien Canada en China pilots met een vergelijkbare recyclemethodes. Bruning vermoedt dat het onderzoek van Sosa Fernández hen kan helpen om een realistisch ontwerp te maken en zo oliewinning iets te verduurzamen.
‘Er komt een moment dat deze techniek – en olie in het algemeen – overbodig wordt, maar de energietransitie is op dit moment nog niet ver genoeg’, aldus Bruning. ‘In het westen zijn we bewust bezig met verduurzamen en groene energie, maar dat geldt niet voor alle landen op de wereld. En aangezien we met z’n allen energieverslaafd zijn, moeten we energie blijven leveren.’
Paulina Sosa Fernández promoveerde op 11 september 2020 bij Huub Rijnaarts, hoogleraar milieutechnologie.
