Oefentoets Biologie: Broeikaseffect | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 2

1/6 Broeikasgaslek in wetlands.

Lees de tekst hieronder, bewerkt naar een persbericht van het NIOO.

Watervogels grazen oever- en waterplanten zoals riet af. De overgebleven stengelresten blijken schoorstenen te vormen waardoor het sterke broeikasgas methaan sneller kan ontsnappen. Deze nieuwe ‘shortcut’-route in de broeikasgashuishouding presenteerden onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW) in het wetenschappelijke tijdschrift Ecology.

Als broeikasgas is methaan 20 keer sterker dan het veel bekendere CO₂ . Ongeveer 30 procent van wat jaarlijks de atmosfeer in gaat van methaan komt uit natuurlijke wetlands, terwijl deze maar een kleine 4 procent van het aardoppervlak beslaan. De NIOO-onderzoekers hebben nu een nieuwe ontsnappingsroute van het potente broeikasgas ontdekt.
Methaan blijkt in de zomer versneld weg te kunnen lekken uit wetlands door de eetlust van watervogels, ontdekten ze. Bacteriën in het moeras produceren het gas, anderen eten het ook weer op, maar het grootste deel gaat via de wortels en stengels van moerasplanten de lucht in. En de poorten van een plant gaan wijd open als ganzen ze van bovenaf afgrazen, tot net boven het waterpeil.
"Bij onze experimenten kwam er tot 5 maal zo veel methaan vrij op plekken waar grauwe ganzen bij konden in de zomer, vergeleken met afgezette delen van een meer," aldus NIOO-microbioloog Paul Bodelier.

Zie volgende scherm

1/6 Strooisellaag.

In de strooisellaag van een bos komen bacteriën en schimmels voor die een rol spelen in de decompositie (omzetting van organische stoffen in anorganische stoffen). In een onderzoek naar de decompositie zijn de verhoudingen tussen koolstof en de elementen N, P, K, S, Ca en Mn in de strooisellaag van een dennenbos bepaald. In de onderzochte delen van de strooisellaag heersten de normale milieuomstandigheden, alleen werd de toevoer van vers (planten)materiaal verhinderd.
De resultaten van dit onderzoek zijn weergegeven in de tabel hieronder.
afbeelding

Zie volgende scherm

1/4 Stikstofkringloop.

Lees onderstaande tekst.

Bepaalde stikstofbindende bacteriën (Rhizobium, cyanobacteria, etc.) kunnen atmosferische N₂ omzetten in ammoniak met behulp van nitrogenase in de onderstaande reactie:

N₂ + 8 e^- + 8 H⁺ + 16 ATP ® 2NH₃ + H₂ + 16 ADP + 16 Pi

In de bodem wordt ammoniak omgezet in ammonium (NH₄ ⁺ ). Dat kan weer worden omgezet in nitraat (NO₃ ^- ) of weer in vrije N₂ door respectievelijk nitrificerende en denitrificerende bacteriën.
Planten kunnen zelf geen atmosferische N₂ gebruiken. Zij hebben zouten als nitraat nodig, die worden opgenomen via de wortels. Vandaaruit worden zij naar de bladeren verplaatst, waar zij worden omgezet in ammonium en gebruikt bij de opbouw van aminozuren.

Zie volgende scherm

1/6 EÉN PLUS ÉÉN PLUS ÉÉN IS VIER.

Ondanks de novembernevel zijn al van ver de contouren te zien. De pijpen en leidingen van Shell Chemie Nederland op industrieterrein Moerdijk hebben er een geduchte concurrent bij gekregen als gezichtsbepaler van de skyline langs het Hollands Diep. De koeltoren van de warmtekrachtcentrale Moerdijk is met zijn 103 meter hoogte dan ook nauwelijks over het hoofd te zien. Op het terrein zelf is het bouwwerk nog indrukwekkender.
Straks komen er onderin de toren koelpakketten te hangen. Nu is het zicht van boven tot onder nog helemaal vrij. En imposant. Want met een diameter van 78 meter en wanden van meer dan 100 meter beton heeft het alles weg van een gigantische arena. Een tochtige arena, dat wel. Het lijkt erop alsof de onderste meters van het beton zijn vergeten waardoor de wind vrij spel heeft. Uiteraard is dat niet zo. "Om goed te kunnen koelen is heel veel lucht nodig. Vandaar dat voor die open constructie is gekozen. En het werkt. Dat merk je hè. Het trekt hier nu al behoorlijk." Zegt ing. A. van de Wetering van de EPZ. De Elektriciteits-Produktie-maatschappij Zuid-Nederland, de opdrachtgever voor de bouw van deze elektriciteitscentrale, waarvan de koeltoren het meest in het oog springende onderdeel is. Maar ook weer niet het meest belangrijke, legt ir. J. Toebes uit, de projectmanager van de WKC Moerdijk. Sterker nog, er zullen momenten zijn dat die toren niet eens wordt gebruikt. Veel interessanter is dat er door de koppeling met twee andere bedrijven een drie-eenheid ontstaat met voor alle drie nogal wat voordelen. Toebes: "En het belangrijkste is dat we straks heel flexibel kunnen zijn."

Vernieuwing
Dat vraagt om uitleg. Toebes geeft die in de kantoorunit aan de rand van het uitgestrekte modderige terrein, waar de EPZ ruimte heeft gereserveerd voor mogelijk toekomstige uitbreidingen. Het verhaal begon eind jaren tachtig voor de EPZ, de NV die onder meer ook de Amercentrale en de kerncentrale Borssele exploiteert. "Je bent steeds bezig met vernieuwing en uitbreiding. Daarbij proberen we zo gevarieerd mogelijk onze stroom te produceren. Met kolen, met gas, met kernenergie." Bij de Sep (waarin EPZ met andere producenten samenwerkt) werd het plan ingediend en goedgekeurd om een warmtekrachtcentrale te bouwen. "Een uitgewerkt plan, inclusief de partners." De ene partner is Shell Nederland Chemie, overduidelijk aanwezig aan de andere kant van de zijtak van het Hollands Diep waaraan de WKC komt te liggen. De andere partner is de directe buur, de Afvalverbranding Zuid-Nederland. De drie veertig meter hoge liftschachten in aanbouw markeren de bouwplaats. Medio 1996 zal de elektriciteitscentrale gaan draaien, een half jaar later volgt de koppeling met beide buren.

Zie volgende scherm

2/6 Een plus een plus een is vier.

Verhit
Met aardgas als brandstof wordt in de centrale met drie gasturbinegeneratoren elektriciteit opgewekt. Daarbij komen hete rookgassen vrij waarmee water in afgassenketels wordt verhit tot stoom. Daarmee wordt een stoomturbinegenerator aangedreven voor het maken van nog meer elektriciteit. Maar dan begint pas het aardige aan het verhaal. Want de hitte waarmee bij de buren het verbranden van afval gepaard gaat, wordt ook gebruikt om stoom van te maken. Die komt de EPZ terecht die daar dan weer stroom mee maakt.
Niet alle stoom wordt gebruikt. Een flink deel gaat naar Shell Chemie dat de stoom gebruikt voor haar productieproces. De rest ("die niet warmer meer is dan een graad of 35", zegt Toebes) wordt gekoeld, condenseert tot water en kan dan opnieuw worden gebruikt. Het grootste deel van het jaar kan dat door koeling met rivierwater. Als dat te warm is, wordt de koeltoren ingezet.

'De clou'
Door de koppeling wordt de warmte van de afvalverbrander (AVI) nuttig gebruikt. Beter ook. Toebes: "Dit is namelijk de clou. Wij brengen die stoom op een hogere temperatuur (525 graden Celsius) waardoor er veel meer stroom uit komt dan de AVI zelf zou kunnen produceren." Bovendien heeft de AVI geen eigen turbine-installatie nodig en zelfs geen eigen koelcircuit. Shell krijgt op een aantrekkelijker manier dan ze nu zelf kan produceren, stoom geleverd. Toebes: "Het is een verhaal van een plus een plus een is vier. Want samen hebben we veel minder gas nodig als gevolg van die koppeling. Het rendement is hoog. En omdat er minder gas wordt verbrand, betekent dat een belangrijke vermindering van de milieubelasting. En minder kosten uiteraard, en dat is weer goed voor de consument." De besparing is behoorlijk. Zouden de drie bedrijven afzonderlijk gas verbranden, dan zou dat per jaar 60 miljoen kuub gas extra betekenen. "Niet indrukwekkend misschien, maar het is wel de gasbehoefte, op jaarbasis dus, voor een stad als Den Bosch." Of er nog meer bedrijven aan te koppelen zijn? "In principe kan dat. We hebben bijvoorbeeld gekeken of we iets kunnen doen met het biogas dat de slibverbrander gaat produceren die hiernaast wordt gebouwd. Maar dat blijkt, om technisch- economische redenen, als brandstof niet in te passen." Buiten wijst Van de Wetering op de stalen constructies waarin onder meer de drie gasturbinegeneratoren komen. "Omdat we er drie hebben kunnen we heel flexibel werken. Precies gericht op vraag en aanbod. Zowel wat stoom als stroom betreft. In theorie is het zelfs mogelijk dat de afvalverbrander rechtstreeks stoom levert aan Shell. In geval van een calamiteit bij ons bijvoorbeeld." Het vermogen van de WKC Moerdijk is 339 megawatt. Dat is heel behoorlijk, legt Toebes uit. "Maar je moet de grootte hier ook weer niet overdrijven. In Nederland is in totaal zo'n 15.000 megawatt aan vermogen opgesteld. Daar vormen wij dus een bescheiden onderdeel van." Op het gebied van warmtekrachtkoppeling behoort WKC Moerdijk wel tot de grote. Op dit terrein zijn nogal wat kleinschalige ontwikkelingen geweest. Zoveel zelfs, dat allerlei partijen de koppen bij elkaar hebben gestoken en afspraken hebben gemaakt. Enerzijds EnergieNed (de gezamenlijke distributiebedrijven, zoals de PNEM), anderzijds de productiemaatschappijen, verenigd in de SEP. Want ook PNEM en andere distributiebedrijven hadden nogal wat warmte- krachtcentrales en -centraletjes gepland. Een overcapaciteit dreigde. Afgesproken is een aantal projecten door te laten gaan, een aantal andere aan te passen en een aantal af te gelasten. Het plan van de PNEM om bij Drunen een warmtekrachtcentrale te koppelen aan tuinbouwkassen is daardoor afgeblazen.

(Brabants Dagblad, 30 november 1994).

Zie volgende scherm