In 1959 werd er bij het Groningse Kolham in de gemeente Slochteren aardgas ontdekt. Sinds 1963 wint de NAM (Nederlandse Aardgas Maatschappij) aardgas uit het Groningen-gasveld. Het Groningen-gasveld is het grootste gasveld in Europa en één van de grootste gasvelden ter wereld (namplatform, 2015).
Aardgaswinning is een grote inkomstenbron voor Nederland. Om ervoor te zorgen dat alle Nederlanders profiteren van de rijkdom van eigen delfstoffen, heeft de Nederlandse regering in de jaren ’60 de Mijnbouwwet geïmplementeerd om ervoor te zorgen dat een deel van de opbrengsten van aardgaswinning in de staatskas belanden. In totaal heeft de gaswinning in Groningen de Nederlandse overheid sinds de jaren ’60 al 265 miljard euro opgeleverd (Dwarshuis, 2015).
In 1993 werd er een relatie vastgesteld tussen de gaswinning en aardbevingen in Groningen (onderzoeksraad van veiligheid, 2015). Het onttrekken van grote hoeveelheden gas uit de bodem veroorzaakt verzakking van de bodem en aardbevingen. De aardbevingen in Groningen worden dus niet veroorzaakt door het schuiven van platen (platentektoniek) maar door de winning van aardgas. In Groningen neemt het aantal bevingen per jaar toe. Doordat de aardbevingen relatief ondiep zijn, is het effect van de bevingen groter. Door de aardbevingen en verzakkingen ontstaat veel schade aan gebouwen. Voor de bewoners van Groningen heeft de gaswinning dus negatieve gevolgen.
De overheid bepaalt hoeveel gas er per jaar door de NAM gewonnen mag worden. Om het risico op meer en zwaardere aardbevingen te beperken heeft het kabinet eind 2014 besloten om de winning van aardgas in Groningen te reduceren (Rijksoverheid, 2014). Over dit besluit is nog veel discussie. Aan de ene kant vragen Groningers zich af of de voorgestelde reductie voldoende effect zal hebben en of de effecten van decennia gaswinning niet sowieso nog jaren merkbaar zullen zijn. En voor de Nederlandse schatkist betekent dit besluit een gat in de begroting van minimaal 1 miljard euro per jaar (knaw, 2014).
Bij de discussie over de gaswinning in Groningen zijn verschillende partijen met verschillende belangen betrokken. Allereerst de inwoners van Groningen, die schade ondervinden onder andere aan gebouwen. De overheid, die zowel financieel belang heeft bij het winnen van gas als ook de veiligheid van de inwoners van Groningen moet kunnen garanderen. En tenslotte de gaswinner, de NAM, die natuurlijk vooral graag gas wil kunnen blijven winnen. Tijdens deze lessenserie gaan we vanuit deze drie verschillende perspectieven kijken naar de situatie in Groningen. De opzet van de lessenserie wordt in de volgende paragraaf toegelicht.
In de inleiding zijn de gaswinning in Groningen en de verschillende betrokken partijen en belangen kort omschreven. In de komende lessen zullen we meer in detail ingaan op het winnen van gas in Groningen. De lessenserie is als volgt opgebouwd:
Les 1: De situatie in Groningen. In deze les kijken we naar de statistische gegevens over de situatie in Groningen. Hoeveel gas wordt er gewonnen? Hoe sterk is de toename van het aantal aardbevingen? Hoe groot zijn de aardgasbaten voor de Nederlandse overheid?
Les 2: Aardgas. In deze les wordt er ingegaan op aardgas. Wat is aardgas? Wat zijn toepassingen van aardgas? En hoeveel aardgas gebruiken we eigenlijk?
Les 3: Gaswinning. In deze les kijken we naar de gaswinning. Hoe wordt aardgas gewonnen? En hoe werkt deze gaswinning in Groningen?
Les 4: Aardbevingen - oorzaken. In deze les over aardbevingen gaan we in op de oorzaken en gevolgen van aardbevingen toegespitst op de situatie van Groningen. Hoe ontstaan de aardbevingen in Groningen? En wat zijn de gevolgen van de aardbevingen in Groningen? Daarnaast wordt er gerekend met de algemene gaswet.
Les 5: Aardbevingen - maatregelen.In deze les over aardbevingen gaan we in op maatregelen die genomen kunnen worden. Daarnaast is er aandacht voor de schaal van Richter.
Les 6: Discussie. Bij de gaswinning in Groningen zijn verschillende partijen met verschillende belangen betrokken. In de voorgaande vijf lessen is er veel informatie verzameld. Deze informatie komt tijdens deze laatste les goed van pas. We gaan discussiëren over de gaswinning in Groningen.
Opzet en beoordeling
Tijdens de lessenserie wordt er gewerkt in groepen van drie leerlingen. Binnen deze leerlingengroep (LG) heeft ieder groepslid een eigen rol. Eén groepslid zal de situatie in Groningen bekijken vanuit het perspectief van een bewoner, één groepslid vanuit het perspectief van de NAM (gaswinning) en één groepslid vanuit het perspectief van de overheid. Er zijn bij dit project dus drie verschillende belangengroepen (BG's). Op deze Wiki wordt steeds per les omschreven wat er tijdens de les en als huiswerk wordt gedaan. Soms verschillen de opdrachten per BG, maar er zijn ook lessen waarin er juist binnen de LG wordt samen gewerkt.
De resultaten van de opdrachten worden toegevoegd aan een groepslogboek (per LG). Een voorbeeld van een begin van het logboek is hier te vinden, maar je kunt natuurlijk ook zelf iets opzetten. Op deze Wiki staat ook per les en per rol omschreven welke producten er aan het logboek toegevoegd moeten worden. Uiteindelijk wordt het logboek beoordeeld. Het logboek is daarnaast erg belangrijk als voorbereiding op de laatste les. Tijdens de laatste les wordt er gediscussieerd over stellingen die te maken hebben met de gaswinning in Groningen.
1. De situatie in Groningen
Programma
In deze les analyseren we statistische gegevens over de aardgaswinning en de aardbevingen in Groningen. Dit doen we in Excel aan de hand van beschikbare datasets. Ieder groepslid krijgt een eigen opdracht, passend bij zijn of haar toegewezen rol (BG). Op deze manier wordt er binnen de LG veel informatie verworven.
De bewoners analyseren het aantal en de sterkte (magnitude) van aardbevingen. De overheid analyseert de gasbaten en het aandeel van de gasbaten in het Rijksinkomen. De gaswinners gaan de hoeveelheid gaswinning ten opzichte van het aantal aardbevingen per jaar analyseren.
Tijdens de les: Tijdens de les gaan we per BG aan de slag met de Excel-opdrachten. Huiswerk: Thuis worden de opdrachten afgemaakt. De antwoorden worden toegevoegd aan het groepslogboek.
In kolom A staan (vanaf het jaar 1986) alle data vermeld waarop er in Groningen een aardbeving is geweest. In kolom B is de bijbehorende magnitude van de desbetreffende aardbeving gegeven. Tenslotte geeft kolom D van alle data alleen het jaartal.
- In kolom F zijn alle jaartallen vanaf 1986 weergegeven. Bepaal in kolom G per jaartal het aantal aardbevingen. Gebruik hiervoor de AANTAL.ALS() functie.
- Maak een grafiek van het aantal aardbevingen per jaar. Kies als grafiektype een kolomdiagram. Zorg ervoor dat de grafiek een titel en as-labels heeft. Vervolgens kijken we nu naar de magnitudes van de aardbevingen in Groningen. In kolom I staan alle magnitudes van -0,8 (de laagst voorkomende magnitude) tot 3,7 (de hoogst voorkomende magnitude). - Bereken in kolom J per magnitude hoe vaak deze voor is gekomen in de periode van 1986-2015. Maak daarna een grafiek van het aantal aardbevingen per magnitude (in de periode van 1986-2015). Kies als grafiektype een kolomdiagram. Let weer op de titel en de as-labels. Tenslotte maken we een grafiek waarin het aantal aardbevingen per jaar is opgedeeld in magnitude-categorieën. Hierbij gebruiken we de volgende categorie-indeling: M<1, 1≤M<2, 2≤M<3, 3≤M<3,5, M≥3,5. De bijbehorende gegevens zijn te vinden in kolom M, N, O, P en Q. - Maak een grafiek van het aantal aardbevingen per jaar, opgedeeld in de hierboven genoemde magnitude-categorieën. Selecteer daartoe de gegevens in kolom M tot Q. Kies als grafiektype voor gestapelde kolom. Denk aan de titel en de as-labels.
Logboek: Voeg de drie grafieken toe aan je logboek.
Vragen:
1. Wat kunnen we concluderen uit het grafiekje van het aantal aardbevingen per jaar in Groningen? Omschrijf het verloop van de grafiek. 2. Waarom is het aantal aardbevingen per jaar in 2015 zo veel lager dan in 2014? 3. Wat is tot nu toe het maximale aantal aardbevingen per jaar? 4. Welke magnitude komt het meest voor? Hoeveel aardbevingen met deze magnitude zijn er geweest in de periode van 1986-2015? 5. Kan er geconcludeerd worden dat het aantal aardbevingen met een magnitude groter dan 3,5 op de schaal van Richter toeneemt? 6. Maak in Excel opnieuw een grafiek van het aantal aardbevingen per jaar opgedeeld in magnitude-categorieën. Kies in plaats van een gestapelde kolom nu voor het grafiektype gegroepeerde kolom. Wat zijn de voordelen van deze weergave van de gegevens? En wat zijn de voordelen van de gestapelde kolom?
Logboek: Voeg je antwoorden op deze vragen toe aan het logoek. Vergeet niet de nieuwe grafiek (vraag 6) bij te voegen.
Het CBS geeft vanaf het jaar 1969 data over gasbaten. In kolom A staan alle jaartallen vanaf het jaar 1969. In kolom B zijn de bijbehorende gasbaten gegeven in miljoenen euro’s.
- Maak een grafiek van de gasbaten per jaar. Kies als grafiektype voor kolomdiagram. Zorg ervoor dat de grafiek een titel en as-labels heeft. Kolom C geeft vervolgens per jaar het bijbehorende totale Rijksinkomen. - Bereken in kolom D het aandeel van de gasbaten in het Rijksinkomen (in percentages). Gebruik hiervoor een formule in Excel. Maak vervolgens een grafiek van het aandeel van de gasbaten in het Rijksinkomen per jaar. Kies als grafiektype voor lijndiagram. Let weer op de titel en de as-labels. Tenslotte maken we een grafiek waarin zowel de gasbaten per jaar als het aandeel van de gasbaten in het Rijksinkomen is af te lezen. - Maak een gecombineerde grafiek (kolom+lijn) met daarin de gasbaten per jaar en het aandeel van de gasbaten in het Rijksinkomen per jaar. Selecteer bij het maken van de grafiek zowel de gegevens in kolom B als de gegevens in kolom D. Denk aan de titel en de as-labels.
Logboek: Voeg de drie grafieken toe aan je logboek.
Vragen:
1. Hoe groot waren de gasbaten maximaal? In welk jaar was dit? Bereken hoeveel euro dit was per hoofd van de bevolking. Zoek daarvoor op hoeveel inwoners Nederland had in dat jaar. 2. In welk jaar vormden de gasbaten het grootste aandeel van het Rijksinkomen? Hoe groot was dit aandeel? Hoe groot waren de gasbaten in dit jaar? 3. Is er een verband tussen de hoogte van de gasbaten en het aandeel in het Rijksinkomen? Licht je antwoord toe. 4. 2013 was een van de jaren met de hoogste aardgasbaten. Toch is het aandeel in de totale rijksinkomsten kleiner dan in de periode 1980-1986. Verklaar waarom dit zo zou kunnen zijn. 5. Stel dat er vanaf 2014 geen aardgasbaten meer hebben en stel ook dat we dan 9,5% van onze jaarlijkse inkomsten missen. Hoeveel euro moeten we jaarlijks bijverdienen om voor deze ontbrekende inkomsten de compenseren? Hoeveel procent is dat op de jaarlijkse inkomsten? 6. Maak een gecombineerde grafiek van de gasbaten en de gaswinning (kolom, lijn). De gegevens over gaswinning zijn te vinden onder het tabblad ‘overheid’. Bestaat er een verband tussen de gasbaten en de gaswinning?
Logboek: Voeg je antwoord op bovenstaande vragen en de nieuwe grafiek (vraag 6) toe aan het logboek.
Sinds 1963 wordt er uit het Groninger-gasveld gas gewonnen. In kolom A staan alle jaartallen vanaf het jaar 1963. In kolom B is per jaar (in miljoenen) het bijbehorende aantal m3 gewonnen gas gegeven.
- Maak een grafiek van de gaswinning per jaar. Kies als grafiektype voor kolomdiagram. Zorg ervoor dat de grafiek een titel en as-labels heeft. Kolom C geeft vanaf het jaar 1986 het aantal aardbevingen per jaar. - Maak een grafiek van het aantal aardbevingen per jaar. Kies als grafiektype voor kolomdiagram. Let weer op de titel en de as-labels. Tenslotte maken we een grafiek waarin zowel het aantal aardbevingen per jaar als de gaswinning per jaar in zijn weergegeven. - Maak een gecombineerde grafiek met daarin het aantal aardbevingen per jaar (lijn) en de gaswinning per jaar (kolom). Selecteer bij het maken van de grafiek zowel de gegevens in kolom B als de gegevens in kolom C. Denk aan de titel en de as-labels.
Logboek: Voeg de drie grafieken toe aan je logboek.
Vragen:
1.De Nederlandse overheid bepaalt de hoeveelheid gas dat de NAM mag winnen. Bekijk de grafiek waarin de gaswinning per jaar is gegeven. Wat kun je zeggen over het beleid van de overheid?
2. Hoeveel gas mag er tot juni 2015 maximaal worden gewonnen? 3. Zoek uit wat de reden was voor de grote afname in de gaswinning in je jaren ’70. 4. In welk jaar is er het meeste gas gewonnen? Hoeveel gas was dit? Waren er in dit jaar ook de meeste aardbevingen? 5. Kun je uit de gecombineerde grafiek met de gegevens over de gaswinning en de aardbevingen concluderen dat er een verband bestaat tussen de hoeveelheid gaswinning en het aantal aardbevingen? 6. Zoek informatie op over het verband tussen de gaswinning in Groningen en de aardbevingen in Groningen. Is er een verband? Zo ja waarom blijkt dit verband dan niet duidelijk uit de gecombineerde grafiek?
Logboek: Voeg het antwoord op deze vragen toe aan het logboek.
2. Aardgas
Programma
In deze les komt de rolverdeling minder sterk naar voren want we gaan per LG aan de slag met experimenten over aardgas. Je gaat samen onderzoeken wat aardgas eigenlijk is. Dit wordt gedaan aan de hand van experimenten en demonstratieproeven.
De les wordt gebruikt om experimenten uit te voeren. Thuis worden er vervolgens vragen beantwoord over alle experimenten. Daarnaast is er ook een diepgaandere vraag voor elke BG. Voor sommige vragen is extra informatie nodig. Deze kan worden gevonden in de achtergrondinformatie.
Tijdens de les: Tijdens de les gaan we per LG aan de slag met een aantal demonstratieproeven en experimenten. De uitgewerkte werkbladen worden toegevoegd aan het groepslogboek. Huiswerk: Thuis worden er per BG enkele opdrachten gemaakt. De antwoorden worden toegevoegd aan het groepslogboek.
Experimenten
Voer met je LG de volgende experimenten uit en voeg de uitgewerkte werkbladen toe aan je logboek
In Demonstratieproef 1 heb je kunnen zien dat een verfblik met aardgas kan exploderen onder bepaalde omstandigheden. Toch heeft (bijna) elk huishouden in Nederland een aansluiting op de gasleiding. Hoe gevaarlijk is het aardgas eigenlijk? En wat doet de NAM om de veiligheid te garanderen zowel thuis als op hun boorplekken?
Logboek: Schrijf een stukje tekst van 200-300 woorden waarin je in je eigen woorden deze vragen beantwoordt en ingaat op de veiligheid en gevaren van aardgaswinning. Schrijf het stukje zo dat dit voor je mede LG-genoten snel duidelijk wordt.
Overheid
In Experiment 3 heb je aangetoond dat bij de verbranding van aardgas het broeikasgas CO2 vrijkomt. Wat is de invloed CO2 op het broeikaseffect? En hoeveel CO2 komt er eigenlijk vrij wanneer 1 L water (=1 kg) gekookt wordt op het gasfornuis?
Enkele hints:
Zoek op (bijv. in BINAS) hoeveel energie er nodig is om 1 L water 1 °C te verwarmen (soortelijke warmte, in kJ/(kg*K) ). Hoeveel energie is er nodig om 1 L water tot 100 °C te brengen?
Zoek op (bijv. in BINAS) hoeveel energie 1 m3 aardgas kan leveren (stookwaarde of energie inhoud in MJ/m3). Neem aan dat het rendement van verwarmen door aardgas 50 % is doordat er veel warmteverlies is. Hoeveel energie levert 1 m3 aardgas nu effectief?
Je weet nu hoeveel energie nodig is om 1 L water tot 100 °C te verwarmen en hoeveel energie 1 m3 aardgas effectief levert. Bereken hoeveel 1 m3 aardgas nodig is om 1 L water tot 100 °C te verwarmen.
Hoeveel CO2 komt vrij bij de verwarming van deze liter water? Gebruik de Achtergrondinformatie
Logboek: Verwerk deze berekening en de antwoorden op bovenstaande vragen in een stukje tekst van 200-300 woorden en voeg dit toe aan het logboek. Schrijf het stukje zodanig dat je mede LG-genoten snel kunnen zien wat de invloed van CO2 is en zij een duidelijke voorbeeldberekening kunnen bekijken.
NAM
In Demonstratieproef 2 heb je gezien dat je aardgas door een zeepoplossing kan bubbelen. Deze proef lijkt misschien weinig nut te hebben in het dagelijks leven, maar deze toepassing gebruikt de NAM echt om de laatste restjes gas uit de grond te krijgen. Bekijk deze link maar eens even!
Logboek: Schrijf een stukje tekst van ong. 200 woorden waarin je in eigen woorden deze techniek beschrijft of maak een duidelijk figuur waaruit blijkt hoe deze techniek werkt. Schrijf de tekst/maak het figuur zodanig dat je mede LG-genoten deze techniek ook kunnen begrijpen. Geef daarnaast 1 voorbeeld van een plaats waar dit in de praktijk wordt gebracht.
Achtergrondinformatie
Wat is aardgas? Aardgas is een fossiele brandstof die diep uit de grond wordt gehaald, bekijk dit filmpje maar eens. Fossiele brandstoffen zijn koolwaterstofverbindingen die zijn ontstaan uit de resten van planten en dieren die miljoenen jaren geleden zijn begraven onder de grond. Onder invloed van hoge temperaturen en druk werd dit organisch materiaal omgezet in olie en gas. Steenkool, aardolie en aardgas zijn voorbeelden van deze fossiele brandstoffen. Omdat we bij deze module geïnteresseerd zijn in aardgas, is de rest van deze pagina voornamelijk gericht op aardgas. (EnergieGenie, 2015; Initiatiefnemers Aardgas in Nederland, 2015) Het Gronings aardgas dat we nu gebruiken, en dus ook bij jou thuis uit de gaskraan komt, vindt zijn oorsprong zo’n 310 miljoen jaar geleden. Het proces van plantje tot aardgas telt veel stappen en is hier uitgebreid te lezen. (Aardgas in de klas - NAM, 2009) Aardgas kan ook op zee ontstaan. Het proces hiervoor is dan net iets anders, maar het resultaat is hetzelfde: aardgas. (EnergieGenie, 2015) Schoon aardgas (waar de zwavel uit is gehaald) is een reukloos gas. Om er voor te zorgen dat een gaslek tijdig wordt opgemerkt, wordt er een geurstof aan toegevoegd. (Koninklijke Vereniging van Belgische Gasvaklieden & Siebelga, 2013)
Waar bestaat aardgas uit? De samenstelling van aardgas verschilt per regio, maar het belangrijkste component van aardgas is methaan. Gronings aardgas bestaat voor ongeveer 81,3 % methaan en 3,5 % hogere koolwaterstoffen (ethaan, propaan, etc.). Naast deze koolwaterstoffen bevat aardgas ook een aantal onbrandbare gassen zoals stikstof en koolstofdioxide. Gronings gas bevat bijvoorbeeld 15,2 % van dit soort gassen. De samenstelling van het Gronings aardgas is al jaren hetzelfde. (GasTerra, 2015) Om al deze verschillende soorten aardgas met elkaar te kunnen vergelijken, is de Wobbe-index opgesteld. Aan de hand van deze index kan iets gezegd worden over de verbrandingswarmte (en dus de hoeveelheid energie) van het aardgas. Gronings aardgas bevat bijvoorbeeld relatief veel stikstof ten opzichte van Canadees aardgas zoals te zien is in deze tabel. De Wobbe-index is dan ook lager dan de Wobbe-index van Canadees gas. (Remote Automation Solutions, 2007)
Wat kun je met aardgas? Bijna elk huis in Nederland is aangesloten op aardgas. We gebruiken het voor allerlei zaken. Ook bedrijven en allerlei gebouwen van de overheid gebruiken het voor bijv. de verwarming van gebouwen en de aandrijving van machines. Nergens ter wereld gebruiken zoveel mensen en bedrijven aardgas. (Aardgas in de klas - NAM, 2009)
Hoe wordt gas gebruikt? Aardgas wordt bij jou thuis gebruikt als energiebron voor bijv. verwarming en om op te koken. Daarnaast wordt het in grote energiecentrales en stadsverwarming gebruikt. Ongeveer de helft van de gebruikte hoeveelheid aardgas in Nederland is bedoeld voor verwarming van huizen en gebouwen. En van alle energie de we gebruiken, wordt meer dan de helft opgewekt met behulp van aardgas. Deze website geeft een overzicht van het gebruik van aardgas in Nederland. (EnergieGenie, 2015; Initiatiefnemers Aardgas in Nederland, 2015)
Verbranding van aardgas Zoals al eerder is gezegd, bestaat aardgas voornamelijk uit methaan. De volledige verbranding van methaan wordt met de volgende reactievergelijking weergegeven:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → 2 H2O (l) + CO2 (g)
Bij de verbranding van 1 m3 aardgas (dat dus uit meer dan alleen methaan bestaat) komt ca 1,8 kg CO2 vrij (bij p=p0 en T=273 K). (Hermans, 2014)
De hoeveelheid CO2 die hier gegeven is, is alleen de hoeveelheid die vrij komt bij de verbranding van aardgas. Dit is niet de totale CO2 uitstoot die plaatsvindt bij het gebruik van aardgas. De CO2 uitstoot van bijv. het opsporen, reinigen en transporteren zijn hierin namelijk nog niet mee genomen. De methode die gebruikt wordt om deze factoren ook mee te nemen is de well-to-wheels (Curran, Wagner, Graves, Keller, & Green Jr, 2014) methode, ofwel een analyse van de route beginnend bij de gasput (well) tot het verbruik (bijv. in een auto: wheels). De CO2 uitstoot wordt hiermee ongeveer 20 % verhoogt. Daarmee komt de totale CO2 uitstoot neer op 2,2 kg per m3 aardgas. (NGVA Europe, 2009)
Hoeveel aardgas wordt er gebruikt? De hoeveelheid aardgas die per jaar wordt gewonnen en gebruikt verschilt per jaar. Een overzicht van de hoeveelheden geproduceerde, verbruikte, geïmporteerde, geëxporteerde en aardgas reserves is hier te vinden. In het document kun je de top 5 landen in 2013 vinden. Daarnaast wordt ook steeds gemeld op welke plek Nederland staat. Zoals je ziet: we doen het niet slecht voor ons kleine landje! (The World Factbook CIA, 2013-2014) De hoeveelheid aardgas dat een huishouden in Nederland verbruikt, is ongeveer 1300 m3 per jaar. Wellicht zegt dit getal je niet zoveel, maar in de jaren ’90 was dit nog een stuk hoger (zo’n 1900 m3). Dit komt omdat de huizen steeds beter geïsoleerd worden en de verwarmingsketels steeds efficiënter worden. De grootste hoeveelheid van het aardgas dat we thuis gebruiken, is bedoeld voor verwarming. Kijk voor de meest actuele gegevens eens in de documenten die je kunt vinden op deze site. (ECN, Energie-Nederland, & Netbeheer Nederland, 2014) De kosten van 1 m3 aardgas in 2014-2015 waren gemiddeld €0,65. Daarvan is 32 cent voor het aardgas zelf en de rest voor btw en energiebelasting. (Milieu Centraal, 2014-2015)
3. Gaswinning
Programma
In deze les kijken we naar de gaswinning. Hoe wordt aardgas gewonnen? En hoe werkt deze gaswinning in Groningen?
Tijdens de les: In de les gaan we aan de slag met de opdrachten. Ieder groepslid werkt samen met een aantal anderen uit dezelfde BG. Huiswerk: Thuis rond je de opdrachten af. Ieder groepslid voegt zijn of haar bijdrage toe aan het groepslogboek.
Bewoners
Onderzoek of er op andere plaatsen op de wereld ook problemen zijn met gaswinning. Beantwoord hiervoor de onderstaande vragen.
Vragen:
Waar zit aardgas in de bodem? Zoek een wereldkaart van de aardgasvelden. Hint: zoek afbeeldingen en gebruik zoektermen zoals gaswinning wereldwijd
Dat er nu in Groningen problemen zijn als gevolg van de aardbevingen, heeft met een aantal oorzaken te maken. Maak een lijst van oorzaken waarom er juist in Groningen nu zoveel problemen zijn. Maak gebruik van de informatie in de Achtergrondinformatie
Onderzoek of er in andere delen van de wereld ook aardbevingen geregistreerd worden als gevolg van gaswinning. Maak gebruik van de informatie in de Achtergrondinformatie
De gaswinning in Groningen zorgt voor veel problemen. Wat is de toekomst van de NAM in Groningen? Beschrijf hoe jij de oplossing ziet (max. 200 woorden)
Logboek: Voeg de antwoorden op bovenstaande vragen toe aan het logboek.
Overheid
Hoe gas wordt gevonden in de bodem? Beantwoord hiervoor de volgende vragen
Vragen:
Beschrijf in eigen woorden de techniek die gebruikt wordt om aardgas in de bodem te vinden. Maak gebruik van de informatie in de Achtergrondinformatie
Zoek een kaart die de gasvelden in Nederland weergeeft. Hint: gebruik de atlas of zoek afbeeldingen en gebruik zoektermen zoals gasvelden Nederland
In welke bodemlaag is aardgas te vinden? Maak gebruik van de informatie in de Achtergrondinformatie
Zoek een bodemkaart van Nederland waarin ook de gevonden bodemlaag van vraag 3 is weergegeven. Gebruik de atlas of een naslag werk als dit. Beschrijf vervolgens het verband tussen vraag 2 en 3 dat je wel of juist niet ziet
Stel dat er in Groninger-gasveld niet meer geboord mag worden naar aardgas. Beschrijf, aan de hand van de informatie die je uit bovenstaande vragen hebt gekregen, op welke alternatieve plek in Nederland je een mogelijkheid ziet om naar aardgas te boren.
Logboek: Voeg de antwoorden op bovenstaande vragen toe aan het logboek.
NAM
Hoe wordt gas gewonnen uit de bodem? Beantwoord hiervoor de volgende vragen.
Vragen:
De NAM is verantwoordelijk voor het winnen van aardgas in de Nederlandse aardbodem. Echter, er zijn nog veel meer partijen betrokken bij de gaswinning. Beschrijf welke partijen dat zijn en beschrijf in je eigen woorden kort welke rol zij vervullen. Maak gebruik van de informatie in de Achtergrondinformatie
Beschrijf in je eigen woorden het proces dat gebruikt wordt om aardgas uit de bodem te winnen, of maak een duidelijk figuur van deze techniek. Maak gebruik van de informatie in de Achtergrondinformatie
In een aardgasveld moet een bepaalde hoeveelheid gas zitten voordat de boring rendabel kan zijn. In dezetwee artikelen blijkt dat niet alle gasvelden in Nederland geschikt zijn voor boringen. Echter, nieuwe technieken zorgen ervoor dat ook boren in deze kleine gasvelden steeds meer economisch rendabel wordt. Zoek aan de hand van bijv. dezetwee links en je eigen zoekresultaten, uit hoeveel gas er aanwezig is in een zeer klein, maar toch economisch rendabel gasveld. Ter vergelijking: in het Gronings gasveld wordt geschat dat 2 800 miljard m3 aanwezig was. Hiervan is inmiddels al 60 % naar boven gehaald. (NAM Platform - Gaswinning en aardbevingen, 2015; Nederlands Olie en Gas Portaal, 2005)
Bereken met actuele gegevens hoeveel geld het aardgas uit deze kleinste put kan opleveren. Zoek hiervoor eerst uit wat de actuele prijs is (in €) van 1 m3 aardgas. Om dit te vinden moet je actuele beurskoersen bekijken. Dit kun je bijv. hierdoen. Soortgelijke sites zijn voornamelijk in het Engels. Om de actuele aardgasprijs te vinden moet je zoeken naar natural gas (afgekort: NG). De prijs wordt vaak weergegeven in U.S. dollars per 1 MM BTU. Je moet de U.S. dollars omrekenen naar Euro’s, wat je met de actuele wisselkoers kunt doen. Daarnaast moet je ook het aantal MM BTU omrekenen naar m3. Dit gaat op deze manier.
Bij vraag 4 heb je uitgerekend hoeveel geld het aardgas opbrengt bij de kleinst mogelijk economisch rendabele gasput. Veel van deze opbrengst wordt besteed aan het project, bijvoorbeeld aan vergunningen. Maak een lijst van 5 tot 10 zaken waaraan dit geld nog meer kan worden besteed.
Logboek: Voeg het antwoord op bovenstaande vragen toe aan het logboek.
Achtergrondinformatie
De NAM Er zijn veel partijen betrokken bij de gaswinning. Het bedrijf de NAM (Nederlandse Aardolie Maatschappij) is het bedrijf dat in Nederland aardolie en aardgas opspoort en naar boven haalt. Het bedrijf is in 1947 opgericht door Shell en Esso omdat er bij Schoonebeek aardolie in de bodem werd gevonden. In eerste instantie werd de NAM dus alleen gebruikt om aardolie uit de grond te halen. Tijdens het boren vond de NAM vaak toevallig ook kleine aardgasvelden. Echter, in 1959 vonden ze echter een enorm groot aardgasveld. Dit was bij Slochteren en staat nu bekend als het Gronings gasveld. Sindsdien haalt de NAM ook aardgas uit de bodem. Vanaf 1970 is de NAM ook begonnen met het boren naar aardolie en aardgas in de Noordzeebodem. Al deze aardolie en aardgas heeft Nederland erg veel geld opgebracht. (Aardgas in de klas - NAM, 2009; De NAM, 2015)
Hoe wordt aardgas in de bodem gevonden? Het vinden van aardgas in de bodem is niet zo makkelijk: je kunt immers niet even snel kijken. Daarnaast zit het aardgas ook nog eens op een aantal kilometer diep. Dit houdt in dat je redelijk zeker van je zaak moet zijn of ergens aardgas zit voordat je gaat boren, anders kost het erg veel geld. De NAM heeft veel mensen die de aardbodem in kaart brengen. Geologen en seismologen werken samen om uit te zoeken waar aardgas te vinden is. Seismologen brengen met behulp van trillingen in kaart welke aardlagen er zijn. Geologen bekijken de verschillende aardlagen en kunnen zo de lagen aanwijzen die wellicht aardgas bevatten. Bekijk deze link om te zien hoe dat in z’n werk gaat. (Aardgas in de klas - NAM, 2009)
Hoe wordt aardgas uit de bodem gewonnen? De plaatsen die de geologen hebben aangewezen worden vervolgens verder onderzocht. Om zeker te zijn dat ergens aardgas aanwezig is, doet de NAM enkele proefboringen. Dit gaat op deze manier in zijn werk. (Aardgas in de klas - NAM, 2009). Bekijk ook eens deze video’s over gaswinning en hoe dit uitgevoerd wordt. Je hebt in de informatie bij de vorige les ook kunnen lezen dat onder de zeebodem ook aardgas te vinden is. Bij dit soort boringen zijn ook andere bedrijven betrokken. GDF SUEZ E&P Nederland B.V. is een voorbeeld van zo'n bedrijf. Het bedrijf heeft een boek gemaakt waarin je onder andere alles kunt lezen over de gaswinning op zee.
De toekomst Nederland heeft altijd veel geld verdiend met het aardgas. Maar het aardgas raakt een keer op, dus wat is de toekomst van het Nederlandse aardgas? Gelukkig kunnen we nog een tijd vooruit met het aardgas dat we in de bodem hebben. Maar de negatieve effecten van de aardgaswinning worden steeds belangrijker, maar ook bij gasvelden in andere delen van de wereldworden aardschokken geregistreerd, dus waarom is het in Groningen nu juist zo'n groot probleem?- dit zul je in les 4 en 5 nog uitvoerig behandelen. Er zijn alternatieven voor aardgas als energiebron, denk aan zonne-energie, windenergie of kernenergie. Maar de NAM wil natuurlijk nog een tijdje door met de gasboringen. Het is daardoor steeds belangrijker om andere technieken te ontwikkelen om ook in de kleine gasvelden te boren en om de laatste restjes naar boven te halen. Deze link geeft je verdere informatie over de toekomst hiervan. (Aardgas in de klas - NAM, 2009; Initiatiefnemers Aardgas in Nederland, 2015)
4. Aardbevingen - oorzaken
Programma
In deze les over aardbevingen gaan we in op de oorzaken en gevolgen van aardbevingen toegespitst op de situatie van Groningen. Hoe ontstaan de aardbevingen in Groningen? En wat zijn de gevolgen van de aardbevingen in Groningen? Er worden een aantal demonstratieproeven gegeven. Ook wordt erin deze les gerekend aan de bodemdaling in Groningen en wordt er onderzoek gedaan naar de gevolgen van de aardbevingen in Groningen.
Tijdens de les: Tijdens de les worden er een aantal demonstratieproeven gedaan. Hierover worden in de LG vragen beantwoord. Daarnaast wordt er per LG gerekend aan de bodemdaling in Groningen aan de hand van de Algemene Gaswet. De opdrachten bij de demonstratieproeven en de antwoorden op de vragen over de Algemene Gaswet worden toegevoegd aan het groepslogboek. Huiswerk: Thuis zoekt ieder groepslid voor zijn of haar BG uit wat de gevolgen zijn voor de aardbevingen in Groningen. De resultaten worden toegevoegd aan het groepslogboek.
Vanaf de 17de eeuw hebben verschillende mensen geprobeerd om de natuurkundige eigenschappen van gassen in kaart te brengen. Door een onderzoeksvraag te stellen en het antwoord hierop proberen te vinden via nauwkeurige metingen die door anderen gereproduceerd konden worden, kreeg het natuurwetenschappelijk onderzoek vorm zoals wij dat vandaag de dag kennen. Belangrijk hierbij is dat er op basis van een onderzochte veronderstelling (de hypothese) voorspellingen gedaan kunnen worden over toekomstige meetresultaten: als die voorspellingen bij herhaling bevestigd worden, mag gesproken worden van een theorie. Een natuurkundige wet wordt ontdekt door middel van waarnemingen en experimenten: het is een vastgestelde wetmatigheid in bepaalde verschijnselen - die als universeel en onveranderlijk wordt beschouwd – maar een wet kan verworpen worden als nieuwe feiten het tegendeel bewijzen. Een wet is eigenlijk te beschouwen als een stelling, meestal met een empirisch te bepalen constante.
Misschien ben je één van de volgende wetten al eens tegengekomen:
1662 De gaswet van Boyle (1627 – 1691) P x V = c
1787 De gaswet van Charles (1746 – 1823) V = k x T
1811 De gaswet van Avogadro (1776 – 1856) V = a x N
Hierin zijn: c, k,a constanten (elk uitgedrukt in verschillende eenheden) P de druk, uitgedrukt in Pascal [Pa] V het volume, uitgedrukt in kubieke meters [m3] T de absolute temperatuur, uitgedrukt in Kelvin [K] N het aantal gasmoleculen
De gaswet van Charles wordt ook wel de gaswet van Charles - Gay-Lussac genoemd. Joseph Gay-Lussac publiceerde deze namelijk in 1802 als eerste, waarbij hij echter wel verwees naar Charles die het verband als eerste had vastgesteld. Eerlijk duurt het langst, zeker in de natuurwetenschappen. De algemene gaswet (of: ideale gaswet) werd door de Franse ingenieur Émile Clapeyron (1799 – 1864) afgeleid uit de gaswetten van Boyle en van Charles – Gay-Lussac:
P x V = n x R x T
Hierin zijn: P, V en T zoals bij bovenstaande formules omschreven n is het aantal gasmoleculen uitgedrukt in mol R is de gasconstante (8,314472 J∙K-1mol-1) (K-1 betekent 1/K. Algemeen geldt: a-x = 1/ax dus 2-3 = 1/23 = 1/8)
Hier een voorbeeldopgave waarin de algemene gaswet gebruikt wordt. Om er gevoel voor te krijgen kun je zelf ook een vat met gas vullen en kijken hoe de grootheden op elkaar reageren! Bekijk daarvoor de volgende applet van de Universiteit van Colorado. Je kunt hierin van alles instellen maar begin vooral eenvoudig:
- Let op de thermometer, de drukmeter en het volume wanneer je gewoon wat gas in het vat pompt
- Verhoog de temperatuur door de brander aan te zetten of koel juist af via dezelfde brander: wat doet de drukmeter?
- Vergroot of verklein het volume: wat geeft de drukmeter aan?
- Schuif de klep (bovenop) eens naar links en laat gas ontsnappen: zie je de druk dalen?
- Je kunt rechts bovenin het scherm een grootheid als constant instellen: wat gebeurt er nu als je het bovenstaande herhaalt?
Er bestaat een verband tussen de winning van aardgas in Groningen en de aardbevingen in de provincie. De aardbevingen in Groningen ontstaan niet door platentectoniek, maar door de winning van aardgas uit een poreuze zandsteenlaag die zich circa drie kilometer diep onder de grond bevindt. Zowel de hoeveelheid aardgas als de aardlaag waar het uitkomt spelen dus een rol.
Op de website van NPO Wetenschap staat het artikel "Er gaat steeds meer boven Groningen". In dit artikel worden belangrijke uitspraken gedaan over factoren die invloed hebben op de aardbevingen in Groningen. Wat kun je bijvoorbeeld lezen over de rol van de zandsteenlaag? Zou het theoretisch mogelijk zijn dat er aardgas uit de bodem wordt gehaald zonder dat er maar een millimeter bodemverzakking optreedt? In de tekst kun je lezen waarvan dit afhankelijk is en daarbij wordt ook elastische vervorming genoemd. Bedenk wat het verschil is tussen een elastische vervorming en een zogenaamde plastische vervorming. Vervormingen zijn het gevolg van krachten: bij elastische vervorming zal het materiaal zijn oorspronkelijke vorm weer aannemen zodra de krachten wegvallen terwijl bij plastische vervorming energie is gaan zitten in een blijvende vervorming. Misschien herinner je je de Wet van Hooke, waarmee je de veerconstante van een veer kunt bepalen zo lang je de veer niet te veel uitrekt? Je zou aardlagen ook als een "driedimensionale veer" kunnen opvatten. Terwijl je bij de experimenten de rol van de zandsteenlaag bekijkt, gaan we bij de opgaven wat dieper in op het volume aardgas. Lees het artikel van Elmar Veerman en maak daarna de onderstaande opgaven: je moet hierbij gebruik maken van de algemene gaswet.
Vragen: 1. In de tekst over de bodemverzakking kun je lezen dat er sinds 1963 zo’n 2000 km3 aardgas gewonnen is. De temperatuur van het gewonnen gas is circa 10 oC en 1,0 mol gas heeft een volume van 23,0 L. Heeft het gas waarover geschreven wordt dan een druk van 1,0 atmosfeer? Gebruik de algemene gaswet voor een berekening. 2. Het oppervlak van het gasveld bedraagt 900 km2. Als de druk van het gas onder de grond 1,0 atmosfeer was geweest, zou dit dan inderdaad overeenkomen met een laag van 2,2 km dik? Bereken dit met de algemene gaswet. 3. In de tekst valt te lezen dat “2 biljoen kuub” overeenkomt met tweeduizend kubieke kilometer. Wat wordt bedoeld met een “kuub”? 4. Klopt de bewering dat "2 biljoen kuub" overeenkomt met tweeduizend kubieke kilometer? Toon dit aan door duidelijk het omrekenen van de eenheden op te schrijven. 5. Zoek op internet de Nederlandse (“continentaal Europese”) en Angelsaksische getalsbenamingen op en vul de tabelin. 6. Het aardgas wordt uit een drie kilometer diep gelegen zandsteenlaag van slechts 100 meter dik gehaald. Daar heerst een temperatuur van 120 oC en een druk van 347 atmosfeer. Aardgas dat boven de grond bij 10 oC een volume van 1,0 m3 inneemt, zal in de grond veel minder volume innemen: bereken hoeveel en controleer of de tekst op dit punt wel juist is.
7. Geef ten slotte een berekening waaruit blijkt hoe dik de laag aardgas werkelijk is, onder de omstandigheden zoals genoemd in opgave zes. Vergelijk dit antwoord eens met de genoemde 2,2 km dikke laag uit opgave 2.
Logboek: Voeg de antwoorden op deze vragen toe aan het logboek. Let op: met antwoorden worden hier ook de berekeningen met de algemene gaswet bedoeld!
Bewoners
Logboek: Verzamel zoveel mogelijk verschillende gevolgen van de aardbevingen voor de bewoners van Groningen. Komt het uiteindelijk allemaal neer op een geld kwestie of kun je ook andere aspecten bedenken? Stel je voor hoe verschillend mensen leven en werken: gepensioneerd, ondernemer, werknemer, invalide, kind, bejaard, huurder of eigenaar van een eigen huis, boerderij, fabriek, woonboot. Jij moet opkomen voor allle mensen die Groningen bewonen. Zowel het verzamelen van veel verschillende gevolgen als origineel bedachte gevolgen is belangrijk. Denk ruim en zorg ervoor dat je genoeg bedacht hebt om later met goede argumenten de discussie aan te gaan met andere partijen.
Overheid
Logboek: Verzamel zoveel mogelijk verschillende gevolgen van de aardbevingen voor de overheid. Denk hierbij aan zowel de landelijke als de regionale overheden. Komt het uiteindelijk allemaal neer op een geld kwestie of kun je ook andere aspecten bedenken? Kunnen mensen de overheid nog vertrouwen nadat duidelijk is uitgesproken dat jarenlang de waarheid is verzwegen door onder meer de overheid? En voor wie moet de overheid opkomen, welke taken en verplichtingen heeft de overheid? De bevolking moet kunnen rekenen op de overheid maar ook het economisch belang en de schatkist (waar deels sociale voorzieningen uit betaald moeten worden) mogen niet vergeten worden. Kortom: niets is zwart-wit en je moet goed weten wat jouw rol is. Ook binnen de overheid zelf kunnen grote meningsverschillen voorkomen. Zowel het verzamelen van veel verschillende gevolgen als origineel bedachte gevolgen is belangrijk. Denk ruim en zorg ervoor dat je genoeg bedacht hebt om later met goede argumenten de discussie aan te gaan met andere partijen.
NAM
Logboek: Verzamel zoveel mogelijk verschillende gevolgen van de aardbevingen voor de NAM. Komt het uiteindelijk allemaal neer op een geld kwestie of kun je ook andere aspecten bedenken? Hoe afhankelijk is de NAM van andere partijen en moet er misschien ook strategisch gehandeld worden? Op welke termijn zal de NAM moeten reageren op wat er nu gebeurt en hoe kan de toekomst er uitzien voor een bedrijf in de energiesector? Zowel het verzamelen van veel verschillende gevolgen als origineel bedachte gevolgen is belangrijk. Denk ruim en zorg ervoor dat je genoeg bedacht hebt om later met goede argumenten de discussie aan te gaan met andere partijen.
Achtergrondinformatie
Je kunt in de volgende tekst verschillende links vinden die het bezoeken waard zijn omdat je er belangrijke informatie kunt vinden. Soms lijkt een onderwerp vooral interessant voor mensen van de overheid of voor de NAM maar vergis je niet: via elke website kun je veel andere websites vinden die ook voor jou interessant kunnen zijn. Hoe meer inwoners weten, hoe beter zij kunnen opkomen voor hun belangen: het vertrouwen in de overheid en de NAM bleek immers volledig misplaatst te zijn.
Een goede introductie voor iedereen die meer wil weten over de situatie in Groningen
Wat maakt de Groningse situatie uniek? Wanneer je meer wilt weten over de problemen waar de mensen in Groningen vandaag de dag mee te kampen hebben als gevolg van de aardbevingen, dan is de website_van_Kor_Dwarshuis eigenlijk een must! Kor Dwarshuis voert actie tegen de boringen en met zijn attractief vormgegeven site kom je snel de belangrijkste feiten te weten. Het is het verhaal van Shell en ExxonMobil in Groningen. Over de gaswinning in één van de grootste gasvelden ter wereld, de bevingen, de mensen die er op wonen, hun huizen en monumenten die inzakken, de dijken die in gevaar zijn, de veroorzakers die de baas zijn en weigeren verantwoordelijkheid te nemen en een op geld gerichte overheid. Hier wordt ook betoogd dat de situatie in Groningen in de eerste plaats het gevolg van een politieke keuze is.
Een goed begrip van de gevolgen begint bij kennis over de oorzaken
Als je meer weet over de aardlagen onder Groningen, kun je uiteindelijk ook beter inschatten welke invloed de boringen hebben en hoe wijd reikend de gevolgen kunnen zijn. Op de website van Kor Dwarshuis vindt je al iets over aardlagen en zandsteen. Hoe kan het dat Nederland zo rijk is aan fossiele brandstoffen? Hoe zijn ze eigenlijk gevormd en bewaard gebleven en zijn wij ze vervolgens op het spoor gekomen? Sinds de ontdekking van het Slochteren gasveld in 1959 in het noorden van Nederland is ons land uitgegroeid tot een belangrijke leverancier van fossiele brandstoffen. Het artikel op deze link zal ingaan op de vorming van olie en gas en hoe dit proces in de loop van de geologische geschiedenis heeft geleid tot wat Nederland nog steeds is: een exporteur van fossiele brandstoffen. In elk geval is er nog veel onzeker over de invloed van de bodemstructuur en de breuken in de regio. Zo heb je misschien al gelezen dat de bevingen in Groningen een groter effect hebben door een zachte bodemlaag en de geringe diepte van de boringen. Echter, de afdekkende laag zout in de bodem van Groningen lijkt de gevolgen van de aardbevingen juist te verzachten: in Italië zijn de gevolgen van bevingen als in Groningen namelijk veel groter. Lees meer hierover via deze link.
Naast aardschokken ook een stijgende zeespiegel, bodemverzakking en … werk!
De aardschokken zijn bijzonder verontrustend maar wat denk je van de bodemverzakking door alle boringen? Bekijk daarvoor eventueel een kaart van Nederland met meer informatie. Wie nu al geen nattigheid voelt, kan beter vooruitkijken want met de huidige zeespiegelstijging en de bodemdaling neemt het gevaar op een overstroming flink toe. Dit betekent werk aan de winkel! Tijdens de overstromingen van 1953 in Zeeland en van de Maas in de jaren negentig won het water. Tijdelijk. In de periode erna en ertussen bouwde Nederland aan verdedigingswerken. Wie hier het positieve van wil zien, denkt aan werkgelegenheid en aan economisch perspectief middels kennisexport. Hier lees je meer over de gevolgen voor Nederland van een stijgende zeespiegel, de bodemdaling en over watermanagement. Wie weet, lijkt het jou wel wat om later je werk te vinden in dit kennisgebied: dat kan in Nederland maar ook in andere delen van de wereld.
Alternatieven voor aardgasboringen De olie- en gasvoorraden raken op. Er zijn echter twee opties om dat iets te rekken: of meer uit het reservoir halen, of nieuwe reservoirs vinden. Promovendus Ingwer Bos ontdekte dat er meer zand in de Nederlandse ondergrond zit dan voorheen gedacht en dit zand kan een prima reservoir zijn. De ondergrond van Nederland is al goed bestudeerd. Heel goed zelfs ten opzichte van veel andere landen in de wereld. Toch geeft nieuw onderzoek nog steeds verrassingen prijs. Zo ook het promotieonderzoek van Ingwer Bos (Universiteit Utrecht). Hij laat zien dat er veel meer zand in delen van de Nederlandse ondergrond zit dan gedacht. Olie, indien aanwezig, kan hierdoor wellicht makkelijker gewonnen worden dan tot nu toe werd gedacht. Ook onderzocht Bos bodemdaling in Nederland, en dan met name door het inklinkende veen.
Vooruitblik naar de volgende les Je zou kunnen denken dat een rechtstreeks gevolg moet zijn dat er minder geboord gaat worden of dat het zelfs volledig afgelopen moet zijn met de aardgaswinning. Lees dan toch even dit artikel want al gaan we in les 5 pas kijken naar de zwaarte van aardbevingen en de schaal van Richter, het kan nu al goed zijn om er iets vanaf te weten. Hoe voorspelbaar zijn de aardbevingen in Groningen eigenlijk? Als je kijkt naar de zwaarte van de bevingen in het verleden, kun je dan iets zeggen over wat we in de toekomst mogen verwachten? Een artikel waarin ook opties als het verminderen van het aantal boringen of zelfs het stoppen ermee worden belicht.
5. Aardbevingen - maatregelen
Programma
In deze les over aardbevingen denken we na over maatregelen die genomen kunnen worden tegen de schade door aardbevingen. Daarnaast is er aandacht voor de schaal van Richter. Hoe krachtig zijn aardbevingen in Groningen en hoe beschrijf je de krachten met de schaal van Richter?
Tijdens de les: Tijdens de les wordt er in de LG gewerkt aan de opdracht over de schaal van Richter. Huiswerk: Thuis wordt de opdracht over de schaal van Richter afgerond. Deze wordt toegevoegd aan het logboek. Daarnaast wordt er per BG nagedacht over de maatregelen die genomen kunnen worden tegen de schade die veroorzaakt wordt door aardbevingen. Het verslag hiervan wordt ook toegevoegd aan het logboek.
Opdracht schaal van Richter
Om de intensiteit aan te geven van een aardbeving is er een manier nodig om dit uit te drukken in een getal. Zo kan er gekozen worden voor de hoeveelheid energie die vrijkomt (in Joule) maar omdat met aardverschuivingen bijzonder veel energie vrijkomt (tot wel 9 \(\small{\cdot}\)109 Joule, vergelijkbaar met 1000 atoombommen) is er een schaal bedacht die aangeeft hoe heftig een aardbeving is. Zoals je wellicht een keer op het nieuws hebt gezien wordt de hevigheid van aardbevingen aangegeven met de schaal van Richter. Deze schaal is zo geconstrueerd dat zowel kleine als grote aardbevingen een cijfer kunnen krijgen dat tussen de 0 en de 10 ligt. De zwaarste aardbeving ooit gemeten was 9,5 op de schaal van Richter. Maar wat betekent dit precies?
De formule van de schaal van Richter is \(\small{M_e = \frac{2}{3}\cdot\space ^{10}log\space E -2,9}\)waarbij \(\small{M_e}\)het cijfer is op de schaal van Richter en E de energie die vrijkomt in Joule.
Vragen:
Gegeven dat mensen pas een aardbevingen beginnen met voelen als er 1 \(\small{\cdot}\)1011Joule vrijkomt, wanneer voelen mensen dan een aardbeving?
Bereken de energie die vrijkomt bij een aardbeving van grootte 1 en 1,5.
Me is uitgedrukt in energie E. Kan je ook de energie E uitdrukken in Me dus E als een functie van Meschrijven?
Komt er bij de beving van 1,5 ook 1,5 keer zoveel energie vrij als bij een beving van grootte 1? Hoe komt dit?
Wat is de verhouding van energie tussen een aardbeving van een schaal 3 een aardbeving van schaal 2? En tussen een aardbeving van schaal 4 en schaal 3? Wat zou je hier uit kunnen concluderen? Zou je dat ook kunnen bewijzen?
In Groningen zijn de hevigste aardbevingen van grootte 3,0. Stel dat de aardbevingen 20% krachtiger worden door aardgasboringen, wat is dan de grootte?
Logboek: Voeg de antwoorden op bovenstaande vragen toe aan het logboek.
De schaal van Richter is door zijn logaritmische natuur niet zo eenvoudig te doorgronden als je op het eerste ogenblik zou zeggen. De aardbeving van Mei 2015 in Nepal van 7,3 op de Schaal van Richter was dus niet ongeveer twee keer zo groot als de zwaarste aardbeving ooit gemeten in Groningen!
Aardbevingen lichter dan 2 op de Schaal van Richter worden vaak niet gevoeld terwijl een aardbeving van grootte 3 bekend staat als een lichte aardbeving. Hier een tabel met de gevolgen van aardbevingen ten opzichte van hun grootte. Hoewel er wordt aangegeven dat aardbevingen van groottes minder dan 3 nauwelijks schade doen moet dit ook worden gerelativeerd. Omdat er sprake is van een groot aantal van deze kleine aardbevingen kan er weldegelijk veel schade ontstaan. Scheuren die onstaan bij de ene aardbevingen kunnen bij nieuwere aardbevingen uitscheuren en groter worden. Na veel schokken kunnen hele muren hun structurele integriteit verliezen en omvallen. Sommige muren moeten worden ondersteund om op hun plek te blijven.
De schaal van Richter geeft echter niet precies aan wat de gevolgen zijn omdat het slechts aangeeft hoeveel energie er vrijkomt. Het epicentrum van de aardbeving en de samenstelling van de bodem zijn ook van belang voor de uiteindelijke gevolgen. Omdat Groningen een zachtere bodem heeft en er sprake is van inzakking hebben aardbevingen een groter effect op gebouwen in de provincie. De gevolgen zijn dan groter dan je zou verwachten als de tabel bekijkt.
Bewoners
In de afgelopen lessen heb je een aantal dingen geleerd over de situatie in Groningen. Waarom boren we naar aardgas, wat is aardgas en wat zijn de gevolgen? Verplaats je in de bewoners van Groningen en schrijf een korte verslag over wat de bewoners kunnen doen tegen de schade. Maak hierbij gebruik van externe bronnen zoals boeken en websites.
Dit verslag moet aan de volgende voorwaarden voldoen:
Het verslag moet maatregelen tegen de gevolgen van de aardbevingen bevatten
Het verslag moet geschreven worden vanuit je eigen belangengroep, wat kunnen de mensen van elke belangengroep doen?
De maatregelen moeten realistisch zijn
De maatregelen moeten niet erg nadelig zijn voor de eigen belangen
De maatregelen waar je het verslag over schrijft kunnen bestaan uit al aanwezige maatregelen, toekomstige maatregelen en maatregelen die je zelf hebt bedacht.
Logboek Voeg je verslag toe aan het logboek.
Overheid
In de afgelopen lessen heb je een aantal dingen geleerd over de situatie in Groningen. Waarom boren we naar aardgas, wat is aardgas en wat zijn de gevolgen? Verplaats je in de overheid en schrijf een korte verslag over wat de overheid kan doen tegen de schade. Maak hierbij gebruik van externe bronnen zoals boeken en websites.
Dit verslag moet aan de volgende voorwaarden voldoen:
Het verslag moet maatregelen tegen de gevolgen van de aardbevingen bevatten
Het verslag moet geschreven worden vanuit je eigen belangengroep, wat kunnen de mensen van elke belangengroep doen?
De maatregelen moeten realistisch zijn
De maatregelen moeten niet erg nadelig zijn voor de eigen belangen
De maatregelen waar je het verslag over schrijft kunnen bestaan uit al aanwezige maatregelen, toekomstige maatregelen en maatregelen die je zelf hebt bedacht.
Logboek Voeg je verslag toe aan het logboek.
NAM
In de afgelopen lessen heb je een aantal dingen geleerd over de situatie in Groningen. Waarom boren we naar aardgas, wat is aardgas en wat zijn de gevolgen? Verplaats je in de NAM en schrijf een korte verslag over wat de NAM kan doen tegen de schade. Maak hierbij gebruik van externe bronnen zoals boeken en websites.
Dit verslag moet aan de volgende voorwaarden voldoen:
Het verslag moet maatregelen tegen de gevolgen van de aardbevingen bevatten
Het verslag moet geschreven worden vanuit je eigen belangengroep, wat kunnen de mensen van elke belangengroep doen?
De maatregelen moeten realistisch zijn
De maatregelen moeten niet erg nadelig zijn voor de eigen belangen
De maatregelen waar je het verslag over schrijft kunnen bestaan uit al aanwezige maatregelen, toekomstige maatregelen en maatregelen die je zelf hebt bedacht.
Logboek Voeg je verslag toe aan het logboek.
Achtergrondinformatie
De bevingen: over de voorspelbaarheid, vergelijkbare zwaarte en het tegengaan van de veroorzaakte schade
Gaswinning in de provincie Groningen kan aardbevingen veroorzaken met een maximale sterkte van 5.0 op de Schaal van Richter. Tot voor kort ging men uit van een maximale magnitude van 3.9. Waar komt die plotselinge bijstelling vandaan? Zijn die zware bevingen te voorkomen? En hoe zeker is het eigenlijk dat die bevingen door de gaswinning worden veroorzaakt? Dit zijn vragen die in een artikel van Kennislink worden beantwoord. En hoe voorspelbaar zijn de aardbevingen in Groningen eigenlijk? Als je kijkt naar de zwaarte van bevingen in het verleden, kun je dan iets zeggen over wat we in de toekomst mogen verwachten? Een artikel waarin ook opties als het verminderen van het aantal boringen of zelfs het stoppen ermee worden belicht vind je hier (hetzelfde artikel waarnaar op het einde van les 4 wordt verwezen). Een heel ander idee om de schadelijke gevolgen van de bevingen te beperken vind je in het artikel over de inzet van bactieriën en biocement.
Bevend Groningen - de kennis van nu
In deze aflevering van de kennis van nu wordt ingegaan op de aardbevingen in Groningen. In de video worden ook verschillende maatregelen getoond.
6. Discussie
Programma
Bij de gaswinning in Groningen zijn verschillende partijen met verschillende belangen betrokken. In de voorgaande vijf lessen is er veel informatie verzameld. Deze informatie komt tijdens deze laatste les goed van pas. We gaan discussiëren over de gaswinning in Groningen.
Tijdens de les: In de les vinden 2 discussiemomenten plaats over vooraf opgegeven stellingen. Leerlingen die niet aan de discussie deelnemen, worden aangesteld als jury en moeten de BG's beoordelen. Na de discussie gaat elke LG bij elkaar zitten en proberen overeenstemming te bereiken over de stelling. Huiswerk: Voor de gekozen stelling moet per BG een lijst met argumenten verzameld worden. Daarnaast moet een samenvatting van overeenstemming weergegeven worden.
Stellingen
Voorbeelden van stellingen voor de discussie:
- De NAM moet zo snel mogelijk stoppen met de gaswinning in Groningen, ongeacht hoeveel gas er nog in de grond zit.
- De NAM is als enige aansprakelijk voor schade veroorzaakt door de gaswinning.
- De NAM en eventueel de overheid moeten zeer soepel zijn met het verlenen van schadevergoeding om achteraf eventueel onterecht uitgekeerde bedragen terug te eisen.
- Het is de schuld van de overheid dat er nu problemen zijn door de gaswinning.
- De NAM brengt de veiligheid van de (Groningse) burgers in gevaar.
- Alle Nederlanders moeten mee betalen aan het herstel van de schade die is ontstaan door de gaswinning in Groningen.
- De NAM moet alle kosten betalen voor het herstel van de schade die is ontstaan door de gaswinning in Groningen. - Groningers verdienen compensatie n.a.v. gasboringen.
- Kunnen we zonder gas uit Groningen?
- Het kabinet neemt voldoende maatregelen omtrent de gasproblematiek.
- De urgentie om de bevingproblematiek aan te pakken ontbreekt.
- Er moeten slachtoffers vallen voordat de bevingproblematiek ten volle wordt erkend.
Clifford A. Pickover (2011). Het natuurkunde boek: Librero b.v.
Curran, S. J., Wagner, R. M., Graves, R. L., Keller, M., & Green Jr, J. B (2014). Well-to-wheel analysis of direct and indirect use of natural gas in passenger vehicles. Energy, 75, 194-203. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2014.07.035
Het arrangement Gaswinning in Groningen is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteurs
Bernike Rijksen
Laatst gewijzigd
2015-06-09 15:02:49
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0
Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of
bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Demonstratieproef 1
