CCUS: Carbon Capture, Utilisation and Storage

Voor de kennisontwikkeling op dit gebied wordt intensief samengewerkt met CATO; veel relevante informatie (incl. innovatie) is op de website van CATO te vinden. Met ingang van 2020 wordt op dit terrein nauw samengewerkt met het TKI Energie & Industrie waar CCUS onder mmip 6 is ondergebracht.

CCS

CCS is volgens het Klimaatakkoord voor een aantal processen in de industrie de meest voor de hand liggende optie voor het realiseren van CO2-emissiereductie op de korte termijn. De benodigde duurzame energie en technologie om tot structurele emissiereductie van de industriële productieprocessen te komen is tot 2030 nog niet voldoende beschikbaar. Daarnaast komt in een aantal sectoren zo goed als zuivere CO2 vrij die tegen relatief geringe kosten kan worden afgevangen. Van de ruim vierhonderd bedrijven die onder het ETS vallen, is een kleine 10% verantwoordelijk voor 85% van de totale CO2-uitstoot. Het merendeel van deze bedrijven is geconcentreerd in de havengebieden. Dit draagt bij aan een kostenefficiënte uitrol van CCS. Voorbeelden van grote puntbronnen van CO2 zijn de staalproductie, raffinaderijen, stoomkrakers, AVI’s en ammoniakproductie.

CCS zal met name een rol spelen als optie om op korte termijn snelle emissiereductie te bereiken. Het levert CO2-reductie op en de industrie koopt er tijd mee om te investeren in nieuwe ontwikkelingen (zoals bijvoorbeeld elektrificatie) en voorkomt daarmee kapitaalvernietiging. De IEA heeft uitgerekend dat met CCS de energietransitie uiteindelijk goedkoper wordt. Voor de implementatie van CCS is kostendaling nodig, te realiseren via verhoging van het energetisch rendement van afvang en het ontwikkelen van een betaalbare transport- en opslaginfrastructuur. Vanwege de impact op infrastructuur en het maatschappelijke debat rond CO2-opslag is maatschappelijke inbedding noodzakelijk.

Op basis van de huidige energiescenario’s zal CCS (Carbon Capture & Storage) tenminste 20% bijdragen aan de totale CO2-uitstootreductie. Waar mogelijk wordt CCS gecombineerd met hergebruik van CO2.

Doelstellingen

De doelen voor CCS zijn als volgt:

  • Realisatie van minimaal één grootschalig CCS project (2-4 Mton/jaar) in de periode 2023-2025 met afvang van CO2 in de industrie bij een of meerdere puntbronnen en opslag onder de Noordzee in bijvoorbeeld één of meerdere lege aardgasvelden.
  • Realisatie van 7 Mton/jaar CCS in de periode na 2025.
  • Kostenreductie van CCS.
  • Verlagen van procesrisico’s en verlagen van de milieu-impact.
  • Maatschappelijke acceptatie van CCS.

CCU

CO2 kan als grondstof worden ingezet. CCU-processen hebben betrekking op de afvang en eventueel concentratie van CO2, het transport (indien nodig), het gebruik van CO2 als grondstof in producten en processen en de end of life-situatie. Er is dus overlap met CCS (Carbon Capture and Storage) in het eerste deel van het traject. Bij de productie van sommige producten zoals ijzer en staal komt naast CO2 ook CO vrij via de restgassen. CO is reactiever en, omdat het meer energie bevat, ook waardevoller, dan CO2. Bij toepassing van CO2 als grondstof kan onderscheid gemaakt worden naar direct gebruik en conversie van CO2 tot nieuwe producten.

  • Voorbeelden van direct gebruik zijn levering van CO2 aan de glastuinbouw, het gebruik van CO2 in de frisdrankindustrie en de inzet van CO2 bij winning van fossiele brandstoffen (EOR).
  • Bij conversie wordt CO2 en CO als grondstof gebruikt voor de productie van chemische bouwstenen, brandstoffen, monomeren/polymeren of via mineralisatie voor de productie van constructiematerialen of het uitharden van beton.

Wereldwijd is de huidige industriële toepassing beperkt tot ca. 230 miljoen ton per jaar, ondanks het feit dat CO2 in ruime mate beschikbaar is tegen lage kosten. Ter vergelijk, de mondiale uitstoot van CO2 bedraagt circa 37 miljard ton per jaar. Echter, voor veel productieprocessen is een geconcentreerde en zuivere stroom CO2 nodig. Bovendien zijn veel processen om CO2 als grondstof te benutten nog in een vroeg ontwikkelingsstadium. CO2 wordt met name toegepast in enhanced oil recovery (circa 45 miljoen ton), daarnaast in de productie van methanol en urea (ca. 130 miljoen ton) in de bulkchemie, en als grondstof voor salicylzuren en cyclische carbonaten26 . In Nederland wordt circa 1 Mton CO2 gebruikt voor de productie van ureum, 0,02 Mton door de frisdrankindustrie en 0,6 Mton ton CO2 wordt geleverd aan de glastuinbouw, waarbij de glastuinbouw aangeeft ca. 2,0 Mton CO2 per jaar nodig te hebben voor een volledig klimaatneutrale energiehuishouding. Twence vangt CO2 af uit de rookgassen van de AVI en zet dit om in natriumbicarbonaat, wat ingezet wordt voor de rookgasreiniging. Dit demonstratieproject bespaart 3 kton per jaar.

Doelstellingen

In de Integrale Kennis en Innovatie Agenda (IKIA) zijn (nog) geen specifieke, kwantitatieve doelstellingen voor CCU geformuleerd. De huidige formulering is als volgt: “In Circulaire grondstoffen en producten worden kennis en innovaties ontwikkeld voor omzetting van CO2 en CO uit proces- en verbrandingsgassen in grondstoffen en producten (Carbon Capture and Utilization, CCU), inclusief Direct Air Capture (DAC).”

Meer informatie

Jan Hopman, programmamanager
E: jan.hopman@tno.nl
T: (+31) 06 5110 5367

Voorbeeldprojecten

De projectendatabase geeft een goed overzicht van relevante projecten op dit terrein. Binnen TKI Nieuw Gas kan op vergisting en vergassing worden gezocht.

Interessante documenten