Groen gaan: CO₂ – wat ermee te doen?

Woensdag 8 maart 2023 was een belangrijke datum voor het project Groen Zand. Op deze dag meerde de tanker “Aurora Storm” voor het eerst aan op het platform van het olieveld “Nene West”, dat grotendeels uitgeput is in de Deense Noordzee. Het had 40 containers met kooldioxide aan boord, afkomstig van een Belgische chemische fabriek en vloeibaar gemaakt bij -30 graden Celsius en onder een druk van 15 bar. Pompen duwden het bijna twee kilometer diep in lege zandsteengrotten, die bovenop waren afgesloten met een gasdichte laag rots. Er is een druk onder de 200 bar bij 65°C in een gas-vloeistof toestand.

BASF-dochter Wintershall en het Britse chemiebedrijf Ineos pompten gedurende enkele weken 15.000 ton kooldioxide onder de zeebodem in het “Greensand”-project. Belangrijker dan deze hoeveelheid is het feit dat hier voor het eerst internationale grenzen werden overschreden in zeeopslag. Dit is zeer welkom van de Deense regering, omdat het land over enorme onderzeese capaciteiten beschikt – vanaf 2023 wil het elk jaar 13 miljoen ton koolstofdioxide opslaan. Noorwegen, Europa’s grootste olie- en gasproducent, plant op vergelijkbare schaal. Ook Nederland en België willen op dit terrein stappen.

Duitse bedrijven behoren straks tot de klanten die op deze manier kooldioxide elimineren. Dat is tenminste wat de federale minister van Economische Zaken Robert Habeck, die lange tijd met grote scepsis naar de opslag van kooldioxide keek, van plan is.

Zijn ministerie werkt nu hard aan aanpassing van de wet die de export van CO₂ mogelijk maakt op basis van bilaterale afspraken. De achterliggende gedachte: als klimaatdoelen überhaupt haalbaar moeten zijn, moeten alle beschikbare middelen worden ingezet. Carbon Capture and Storage, kortweg CCS, is er een van.

Maar is het ook een goede remedie? Veel critici zijn hier sceptisch over, en wat hen stoort zijn de benodigde energie en kosten en de vraag of de afzettingen duizenden jaren gesloten zullen blijven. Welke alternatieven zijn er voor opslag van LCO2 onder zee?

Opgeslagen in basaltrotsen?

Zo is er een project van de firma Climeworks in Zürich, ondersteund door autofabrikant Audi. In het westen van IJsland vangen grote filters kooldioxide rechtstreeks uit de omringende lucht op. Het hoopt zich eerst op op een absorberend materiaal en komt dan weer vrij door verhitting. Daarna wordt het in sterk geconcentreerde vorm opgezogen en 2000 meter onder de grond gewassen met water. In de basaltrotsen die erbij komen, veranderen koolstofdioxidemoleculen in de loop van de jaren in carbonaten – ze worden gemineraliseerd.

Ook hier komt kooldioxide ondergronds terecht. Maar wat als u het opnieuw zou kunnen gebruiken, volgens het Carbon Capture and Use (CCU)-principe? Een oplossing zijn e-brandstoffen, bio-vloeibare brandstoffen voor verbrandingsmotoren. Het uitgangspunt is methanol of methaan. En dit is wat er gebeurt als waterstof, dat wordt verkregen in een redelijk groen elektrolyseproces, reageert met koolstofdioxide. Het nadeel van e-fuel zijn de verliezen in de totale procesketen: slechts zo’n 10 tot 20 procent van de verbruikte energie bereikt de aandrijfwielen van het voertuig.

CO₂ wordt koolstof

Een project dat aan de gang is bij het Karlsruher Institute of Technology (KIT) gaat een stap verder. Ook hier komt kooldioxide uit de omringende lucht, en ook hier reageert het met waterstof tot methaan. De pyrolysereactor splitst dit gas vervolgens weer met vloeibaar tin – in waterstof en vaste koolstof, die uiteindelijk wordt gescheiden van het tin.

In de huidige uitbreidingsfase kan het systeem ongeveer 500 gram fijnkorrelig koolstofpoeder (“carbon black”) per dag produceren uit twee kilogram koolstofdioxide – een stof die nu voornamelijk wordt geproduceerd door verbranding van fossiele grondstoffen. Het wordt gebruikt in batterijen, zonnecellen en met koolstofvezel versterkte kunststoffen. De eigenschappen kunnen worden ingesteld door de druk en temperatuur in het systeem aan te passen.

Er is nog een lange weg te gaan tussen projectonderzoek en productie, waarbij kosten en energie-efficiëntie struikelblokken kunnen worden. Maar het idee is erg interessant.

CO₂-opslag: het principe

Stap 1:

Vloeibare koolstofdioxide wordt ongeveer 1.800 meter onder de zeebodem in de zandsteen gevoerd. De rotslagen zijn gedurende vele jaren zorgvuldig bestudeerd. Voor het monitoren van deposito’s worden de nieuwste technologieën gebruikt, waarvan sommige speciaal hiervoor zijn ontwikkeld.

Level 2:

In het “Greensand”-project wordt vloeibaar gemaakte CO₂ per schip vervoerd naar het “Nini West”-veld in de Deense Noordzee. In de pilotfase wordt het tijdens transport opgeslagen in speciale tankcontainers. Wanneer het Greensand-project commercieel in gebruik wordt genomen, wordt de CO₂ in speciale schepen vervoerd.

Niveau 3:

Er zijn verschillende processen voor het afvangen van koolstofdioxide. De meest efficiënte methode is om CO2 af te nemen van een systeem met een constant rendement. In een verbrandingsoven wordt het bijvoorbeeld van de rook gescheiden en vloeibaar gemaakt. Om dit te doen, wordt kooldioxide eerst verwarmd, vervolgens gecomprimeerd en ten slotte afgekoeld.

Dit artikel kan links bevatten naar dienstverleners van wie auto motor und sport een commissie kan ontvangen (“affiliate links”). Meer informatie hier.