Om de klimaatdoelstellingen van Europa te behalen is de Nederlandse industrie flink aan het verduurzamen. De afvanging en verwijdering van CO2 speelt hierbij een belangrijke rol. Door de vrijgekomen CO2 bij industriële processen af te vangen wordt voorkomen dat deze in de atmosfeer terecht komt. Vervolgens wordt de CO2 vaak ondergronds opgeslagen in lege gasvelden op zee. Er zijn echter ook mogelijkheden om de CO2 in te zetten voor andere duurzame processen. In een webinar van TNO worden de mogelijkheden om CO2 te gebruiken en zelfs te verwerken in producten toegelicht.

Het verhaal rond CO2-reductie in de atmosfeer kent meerdere kanten en uitdagingen. Om te voorkomen dat CO2 in de atmosfeer komt is het belangrijkste dat de processen waarbij CO2 vrij komt zo schoon mogelijk worden gemaakt.

 Als dit niet lukt kan de CO2 vaak nog worden afgevangen voordat het in de atmosfeer terecht komt. Wanneer ook dit niet meer lukt zijn er ook nog technologieën die CO2 uit de lucht halen. In de laatste twee scenario’s zal de CO2 wel zodanig moeten worden opgeslagen dat voor een lange tijd niet kan bijdragen aan het broeikaseffect. Warmte365 licht drie technologieën toe die een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan het beperken van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer.

Plasmatechnologie
Het is mogelijk om met plasmatechnologie chemische processen elektrisch te maken waarbij groene stroom wordt gebruikt in plaats van vervuilende brandstoffen die CO2 uitstoten. Normaal gesproken wordt in de chemische industrie veel gebruikt gemaakt van verbrandingsprocessen om de gewenste resultaten te behalen. Brightsite onderzoekt de mogelijkheid om bij deze processen de verbranding te vervangen door plasmatechnologieën.

Hans Linden, projectmanager bij Brightsite, legt uit: "In een plasma is er veel energie en dit is de energie die we gebruiken om de reacties aan te drijven. Normaalgesproken moeten we veel aardgas verbranden om deze reacties te laten plaatsvinden, maar met plasma is dat niet meer nodig."

Ammoniakproductie is een voorbeeld van een proces waarbij veel CO2 vrijkomt. Linden werkt aan een onderzoek naar de vraag of bij dit proces en andere industriële processen de CO2-uitstotende stappen kunnen worden vervangen met plasmatechnologie.

Naast de vervanging van fossiele brandstoffen biedt plasma nog een ander voordeel. Linden: "Een belangrijk voordeel is dat we het proces snel kunnen in- en uitschakelen, waardoor het flexibel kan worden ingezet op momenten dat er een overschot aan duurzame elektriciteit beschikbaar is."

ZEUS-technologie
De ZEUS-technologie van VoltaChem en TNO is een innovatieve installatie die CO2 uit industriële rookgassen opvangt en kan omzetten in bruikbare chemicaliën. ZEUS is bij deze technologie geen afkorting maar de naam die het project draagt. Via elektrochemie kan afgevangen CO2 worden omgezet naar zogeheten groene chemicaliën, zoals mierenzuur, ethyleen en koolmonoxide. Deze chemicaliën kunnen in andere industriële proces nuttig worden toegepast.

Koolmonoxide kan bijvoorbeeld worden ingezet bij de productie van syngas. Syngas is een mengsel van koolmonoxide en waterstof. Het wordt veel gebruikt om te voorzien van chemische bouwstenen bij verschillende chemische processen. 

Volgens Matti van Schooneveld, business developer bij VoltaChem, is de technologie flexibel en veelzijdig. "De Zeus-installatie kan verschillende producten produceren, afhankelijk van de behoeften van de industrie", aldus Van Schoonveld. "Dit maakt het een veelzijdige technologie die kan bijdragen aan een breed scala van toepassingen, van de productie van synthetische brandstoffen tot de vervaardiging van kunststoffen."

EMBER-technologie
De EMBER-technologie is een proces waarbij koolstoffen die vrijkomen bij industriële processen worden afgevangen en gebruikt om duurzame brandstoffen mee te maken zoals waterstof, syngas en Carbon Black (een vulmiddel van koolstof dat wordt gebruikt om rubber banden en zwarte kabels hun kleur te geven). EMBER is hierbij wederom de naam die het project draagt en geen acroniem.

Door de CO2 en andere vormen van koolstof af te vangen bij de processen kan er bijvoorbeeld voor worden gezorgd dat er evenveel koolstof bij de verbranding van biogas wordt afgevangen als er in het product zit. Zo komt er geen extra koolstof vrij in de atmosfeer.  

Jan Willem Könemann, senior Business Developer Synthetic Fuels and Feedstock, licht de technologie toe. "Met de EMBER-technologie kunnen we verschillende soorten koolwaterstoffen en CO2 als invoer gebruiken en deze omzetten in producten die in de chemische industrie breed toepasbaar zijn." Dit omvat onder andere de productie van olefinen en aromaten, deze worden gebruikt voor de vervaardiging van kunststoffen en brandstoffen.

Een ander aspect van EMBER is dat het gebruikt kan worden bij een innovatieve reactor met gesmolten metaal. "De belangrijkste uitdaging hierbij is het voorkomen van vervuiling van het koolstofproduct door gesmolten metaal", aldus Könemann. "Dit wordt opgelost door een laag gesmolten zout toe te voegen die het metaal verwijdert, wat resulteert in een zuiver koolstofproduct."

Deze technologieën maken het mogelijk om te voorkomen dat CO2 moet worden opgeslagen. Dit maakt dat een CO2-neutraal scenario, waarin de uitstoot CO2-uitstoot van fossiele brandstoffen word gecompenseerd, minder schadelijk zal zijn voor het milieu. De CO2 die hier namelijk bij vrijkomt kan worden hergebruikt en zal niet hoeven worden opgeslagen waardoor het potentieel aan negatieve effecten op het klimaat aanzienlijk kleiner wordt.

Om de technologieën succesvol te kunnen toepassen zal er moeten worden opgeschaald. Alleen als de plasmatechnologie, EMBER en ZEUS grootschalig kunnen worden ingezet zullen ze een significante bijdrage kunnen leveren aan het reduceren van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer.