Stijn Mattheij, docent Milieukunde aan Avans Hogeschool, is een van de auteurs van de studie CO2: broei- of groeigas. Zoals de titel aangeeft, ligt de focus van het boekje op economische (en technologische) aspecten van het recyclen van CO2.
Mattheij: ‘Over de achtergrond kan ik kort zijn: door de overmatige CO2-uitstoot van de laatste decennia is de natuurlijke CO2-kringloop verstoord, wat heeft geleid tot een versnelde opwarming van de atmosfeer. Om dit proces te keren, zullen we moeten kijken naar manieren om CO2-uitstoot te reduceren.’
Nu is het afvangen van CO2 en een (ondergrondse) opslag een optie. Mattheij heeft hier een ‘intuitieve afkeer’ van. Hij ziet CO2 als een grondstof die weer gebruikt kan worden in de industrie of de tuinbouw.
Voldoende aanbod
Uit de studie blijkt dat het aan het aanbod niet zal liggen. In Nederland wordt per jaar een slordige 168.000 kiloton aan rest-CO2 uitgestoten. De grootste leveranciers zijn zogenaamde immobiele bronnen, de energiebedrijven en raffinaderijen (chemie en petrochemie).
Tegenover dit aanbod staat een groeiende vraag naar CO2 voor een veelvoud aan toepassingen. De chemische industrie is met een afname van 110 miljoen ton CO2 de grootste afnemer die CO2 onder meer gebruikt als grondstof voor ureum, methanol of polycarbonaat.
Een tweede grootafnemer is de tuinbouwsector die CO2 inzet als voedingsbodem (bij de fotosynthese) voor haar gewassen.
Tot slot is de voedingsmiddelenindustrie ook een afnemer van CO2, zij het dat de hoeveelheden bescheiden zijn. Het zijn vooral de frisdrankfabrikanten die CO2 nodig hebben voor hun producten.
De koppeling van vraag aan aanbod in een bepaald gebied, zeg een straal van 80-100 kilometer, is een absolute randvoorwaarde om CO2-hergebruik rendabel te maken, aldus Mattheij.
Vervoer per pijpleiding
‘Er zijn twee cruciale aspecten die de business case kunnen maken of breken’, aldus Mattheij. ‘Transport, cq. opslag en de zuivering om de CO2 te scheiden van andere componenten. We hebben drie transportmodi onderzocht – weg, pijpleiding en schip -, waarbij de pijpleiding met afstand de goedkoopste optie is, zeker als de CO2-kringloop wordt gesloten in ons land. Immers, vervoer per schip wordt pas rendabel bij afstanden langer dan 1000 kilometer. ‘Vervoer over de weg is het duurst, maar kan in kleinschalige leveringen de beste optie zijn, neem bijvoorbeeld CO2-aanvoer aan de voedingsmiddelenindustrie.’
De tweede factor is de zuivering van de brongassen, met name de energie die gepaard gaat met dit proces. Volgens Mattheij is de kwaliteit van het ingangsmateriaal bepalend voor de zuiveringskosten. ‘Gassen die vrijkomen uit de chemische industrie, bijvoorbeeld bij de productie van waterstof, zijn relatief schoon en hoeven, afhankelijk van de afnemer, minder intensief te worden gezuiverd. Rookgassen van energiecentrales of productiebedrijven bevatten allerlei verontreinigingen die eruit gehaald moeten worden.’
Absorptie
Nu wordt het aanbod van rookgas in hoge mate ‘aangeleverd’ door energiebedrijven en – in mindere mate – vergistingsinstallaties. Met andere woorden, het aanbod van schone CO2 is beperkt en zal aangevuld moeten worden met gezuiverde CO2.
‘Er zijn verschillende methodes om CO2 te isoleren’, aldus Mattheij. ‘In het kader van de studie zijn twee pilots gehouden bij een glasfabriek (Ardagh) en een olieraffinaderij (Zeeland Refinery, het voormalige Total), waarbij TNO een installatie heeft gebouwd die werkt op basis van absorptie. Uit de tests is gebleken dat op basis van deze methode 60 tot 90 procent van de CO2 af te vangen is, met een zuiverheidsgraad van 98 procent. De enige complicerende factor is dat natrium en calcium zich ophopen in het oplosmiddel (alkanolamine) en zelfs in de stripper terecht komen. Een voorzuivering van het rookgas kan dit verhelpen.’
Shell Pernis
Absorptie is, vergeleken met de andere methodes (zie kader), de enige die op succesvolle manier in de praktijk wordt toegepast. Niet alleen in de bovengenoemde pilots, maar ook op grotere schaal. In de Randstad wordt al CO2 afkomstig van Shell Pernis en Abengoa in Rotterdam per pijpleiding vervoerd naar glastuinbouwbedrijven. Initiatiefnemer hier is OCAP (Organic Carbondioxide for Assimilation of Plants), dat samenwerkt met Volker Wessels en Linde Gas. Jaarlijks gaat zo’n 400 kiloton CO2 door het 470 kilometer lange netwerk.
Mattheij: ‘Het nadeel van absorptie is dat het veel energie vergt, zo’n 3,7 gigaJoule warmte per ton zuiver CO2. Vooral het regeneratieproces, waarbij de CO2 wordt vrijgemaakt, kost veel energie. Echter, als je de warmte van het rookgas (kan oplopen tot enkele honderden graden, red.) in kunt zetten, lopen de energiekosten aanzienlijk terug en wordt het proces rendabeler.’
Nieuw-Prinsenland
Gezien het belang van afstand tussen bron en afnemer hebben de auteurs in het rapport ingezoomd op de regio Zuidwest-Nederland en een deel van Vlaanderen (met name de regio rondom Antwerpen). ‘Zuidwest-Nederland is interessant: ruim 1/5 van de totale CO2-uitstoot in ons land komt uit deze regio, waarbij acht bronnen goed zijn voor 80 procent. Daarnaast zijn grote afnemers als Dow, Sabic, Yara en de tuinbouwsector aanwezig. Vooral de laatstgenoemde sector zal in toenemende mate CO2 uit andere bronnen moeten betrekken. Momenteel produceren tuinders grotendeels zelf op basis van aardgas. Naarmate de sector overschakelt op duurzamere energie, neemt de eigen productie af. Een gepland initiatief als Nieuw-Prinsenland, waarbij tuinbouwers onder meer CO2 afnemen van Suikerunie en OCAP (nog niet definitief, red.), speelt in op deze ontwikkeling. Door vraag en aanbod op een bedrijventerrein bij elkaar te plaatsen, is afstand geen beperkende factor meer.’
Prijs te laag
Cruciaal voor de CO2-business case is, naast het vervoer en de zuivering, de emssieprijs van de grondstof. Momenteel schommelt deze rond de 7 euro per ton. Dat is voor de uitstotende bedrijven te weinig om de CO2 te scheiden, te zuiveren en te verwaarden. Mattheij: ‘Door de crisis is de CO2-uitstoot al aanzienlijk gereduceerd. Verder spreiden bedrijven die meerdere fabrieken hebben, hun CO2-emissie over deze faciliteiten. Op langere termijn voorzien we wel een stijging, waarbij de prijs zal stijgen tot 20 tot 60 euro per ton in 2020. Dan moet de economie wel aantrekken en de EU de richtlijnen aanscherpen. Het laatste ligt wel in de lijn der verwachting, nu al schroeft de EU de beschikbaarheid van de rechten langzaam terug. Het blijft evenwel koffiedik kijken.’
