CO2-valorisatie: het laboratorium voorbij

CO2-valorisatie: het laboratorium voorbij

Tegen 2050 willen de Europese lidstaten de uitstoot van broeikasgassen met 80 tot 95 procent naar omlaag krijgen. De uitstoot voorkomen is de prioriteit, maar captatie en hergebruik kunnen een uitkomst bieden voor CO2 die toch ontstaat. Nieuwe technologieën uit binnen- en buitenland steken hun neus aan het venster.

CO2 is vooral bekend als schadelijk broeikasgas, dat we zoveel mogelijk moeten voorkomen. Steeds meer vindt de visie ingang dat we hand in hand met CO2-preventie ook best investeren in oplossingen om de CO2 die toch ontstaat, te valoriseren. Carbon capture and utilisation (CCU) gaat uit van het idee dat CO2 een nuttige grondstof is voor verschillende toepassingen. Het komt erop neer dat de CO2 met de juiste technologie aan de bron wordt afgevangen en vervolgens via een aantal tussenstappen wordt omgezet in bruikbare materialen of producten, zoals bouwmaterialen, hernieuwbare brandstoffen en chemicaliën. Naast de winst voor het klimaat bewijzen voorbeelden uit binnen- en buitenland dat ook de businesscase positief kan uitdraaien. We gingen op zoek naar drie spraakmakende CO2-pioniers.


Blue Planet: gerecycleerde snelweg

Wat? Blue Planet zet CO2 om in een carbonaatgesteente. Dat kan kalksteen vervangen, een onmisbare component voor de productie van cement. Het artificiële gesteente wordt onder meer gebruikt voor de aanleg van snelwegen.

Waar? Californië, Verenigde Staten

Hoe? Blue Planet capteert CO2 uit de grootste energiecentrale van Californië. Door de afvalgassen te laten reageren met mineralen in een zeewateroplossing maakt het bedrijf er carbonaat van in verschillende groottes: van zandkorrel tot gravel. Het eindproduct bestaat voor ongeveer de helft uit CO2.

Klimaatwinst? 90 procent van de CO2 uit de energiecentrale krijgt een nieuw leven in carbonaat. Blue Planet levert zo een positieve bijdrage aan een traditioneel erg vervuilende sector: de traditionele aanmaak van cement is goed voor maar liefst 5 procent van de globale CO2-uitstoot.

Klaar voor de markt? Blue Planet zit aan tafel met wetgevers in Californië en Ottawa (Canada) om aannemers te verplichten gerecycleerde materialen te gebruiken bij de aanleg van snelwegen. In combinatie met een aangepaste wetgeving kan het bedrijf kunstmatige kalksteen aanbieden tegen competitieve prijzen.

In Vlaanderen ontwikkelden Orbix en VITO (de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek) een gelijkaardig procedé om basische staalslakken – na reactie met CO2 – om te zetten in kunstmatige kalksteen. Orbix heeft een licentieovereenkomst afgesloten met bouwmaterialenproducent De RuwBouw Groep (onderdeel van CRH) om de carbonatatietechnologie wereldwijd toe te passen om op industriële schaal ruwbouwelementen te fabriceren.


Sunfire: blauwe brandstof

Wat? Sunfire zet CO2 om in Blue Crude, synthetische ruwe olie. Die kan gebruikt worden voor de productie van een brede waaier aan alledaagse producten, van geneesmiddelen tot plastics. Blue Crude is ook een prima vervanger voor diesel: de synthetische olie heeft uitstekende verbrandingskwaliteiten, stoot nauwelijks roet uit en is compatibel met de bestaande tank- en transportinfrastructuur.

Waar? Dresden, Duitsland

Hoe? Met elektrolyse haalt Sunfire waterstof en zuurstof uit stoom. De temperaturen lopen daarbij op tot 800°C. In synthesereactoren reageert de waterstof met CO2 tot Blue Crude. De efficiëntie van het proces is ongeveer 70 procent.

Klimaatwinst? Sunfire produceerde met Blue Crude een CO2-neutraal alternatief voor aardolie, een belangrijke bouwsteen voor de chemische sector en de transportsector. Voor de productie wordt enkel hernieuwbare energie ingezet. De warmte die vrijkomt in het proces wordt hergebruikt voor andere toepassingen.

Klaar voor de markt? Afgelopen voorjaar rondde Sunfire een succesvolle test af waarbij het 3 ton duurzame ruwe olie produceerde. Het kreeg daarvoor steun van het Duitse ministerie van Economie en Energie. Sindsdien toonden onder meer vliegtuigbouwers en gespecialiseerde chemiebedrijven interesse. Sunfire werkt op dit moment met verschillende partners samen om Blue Crude via raffinaderijen aan de chemische sector en de mobiliteitssector te leveren.


Covestro: slapen op een matras van CO2

Wat? Covestro ontwikkelde cardyonTM, een nieuw, op CO2 gebaseerd polyol. Dat is een van de onderdelen voor polyurethaan, een belangrijke component van isolatiemateriaal en schuim dat in meubelvullingen en matrassen wordt verwerkt. Het Vlaamse Recticel gebruikte de technologie in zijn matrassen.

Waar? Dormagen, Duitsland en Wetteren, België

Hoe? CO2 wordt in een chemisch proces omgezet in polyol. In combinatie met isocyanaat reageert dat tot een kwalitatief en flexibel polyurethaanschuim.

Klimaatwinst? De CO2 in het polyurethaan van Covestro vervangt vervuilende fossiele brandstoffen. Bij de productie van polyol voor polyurethaan is dat goed voor een vermindering van de ecologische voetafdruk met 15 tot 20 procent.

Klaar voor de markt? Eind 2016 rolden de eerste met CO2 ontwikkelde matrassen van de band bij Recticel. In Vlaanderen en Nederland slapen consumenten er vandaag al op. Nu staat de uitrol van het product in de rest van Europa op de planning.

 

De businesscase van carbon capture and utilisation

CCU (carbon capture and utilisation) koppelt CO2-captatie aan economisch rendement. Vandaag maken veel ondernemingen nog gebruik van subsidies en andere steunmaatregelen om CCU-oplossingen te demonstreren of in de markt te zetten. Maar heeft CCU ook zonder steun de wind in de zeilen om door te breken op de markt?

“Via CO2-captatie kan de CO2-uitstoot naar beneden gehaald worden. Maar louter captatie en ondergrondse opslag, zonder valorisatie, brengen geen geld op. De omzetting via CCU in diverse producten kan wel aantrekkelijke businesscases opleveren”, zegt Heleen De Wever, hoofd van het biotechnologieteam bij VITO (de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek) en betrokken bij diverse projecten rond de valorisatie van CO2. “Ondernemers en onderzoekers zijn heel creatief in het revaloriseren van CO2. CO2 hergebruiken doen ze op vele manieren, omdat elke technologie zijn specifieke sterktes heeft. Biotechnologie bijvoorbeeld laat toe complexe moleculen te maken uit CO2. Wij werken bijvoorbeeld al jaren rond de directe productie van bioplastics uit CO2.

Marktrijp

Afnemers kijken met stijgende interesse naar CCU, stelt De Wever vast. “Dit najaar organiseerden we met VITO de conferentie G-STIC (Global Science Technology and Innovation Conference, red.). Stakeholders uit wetenschap, technologie en overheid deelden er kennis over duurzame innovaties. Tijdens de sessie over CO2-valorisatie bleek niet alleen dat de bedrijven hun technologische concepten voor CCU al danig verfijnd hebben, maar ook dat de markt oren heeft naar hun producten.”

Circulair

Ook beleidsmakers volgen de innovatieve concepten met groeiende belangstelling. En dat is niet onbelangrijk voor een doorbraak op de markt, zegt De Wever. “Om de uitstoot van CO2 voldoende te verlagen, moet de overheid een gevarieerd pakket aan maatregelen samenstellen. Met taksen alleen komen ze er niet. CCU is daarom een interessante aanvulling op het klimaatbeleid. Maar dan moeten alle lichten op groen staan voor de ondernemers. Zo werken de lage prijzen van CO2-emissierechten en petroleum de marktintroductie van nieuwe CCU-initiatieven soms nog tegen. Een gericht beleidskader kan die hindernissen wegwerken. Circulaire concepten moeten vooropstaan. Zo komt er ook bij de verbranding van een duurzame brandstof als Blue Crude (zie hoger) opnieuw CO2 vrij in de atmosfeer. Het is dan zaak die op zijn beurt te hergebruiken.”

Dit artikel verscheen in Mblad, november 2017.