Moleculen in (de) transitie (deel 3): CO2 terminologie

CO₂ is de afgelopen maanden weer volop in het nieuws geweest; de Raad van State besluit om de bouwvrijstelling voor stikstof van tafel te vegen waardoor het prestigieuze CO₂ afvang project Porthos vertraging oploopt. Maar afvalverwerker AEB ontvangt subsidie om zijn CO₂ in de Noordzeebodem op te slaan (via datzelfde Porthos project, dat dan weer wel…). En vorige week nog: Duizenden demonstranten bezetten het dorpje Lützerath dat gesloopt moet worden om plaats te bieden aan een bruinkoolmijn (Noot: de CO₂uitstoot van bruinkoolcentrales is nog ongeveer 50% hoger dan bij een steenkolencentrale)

 

Welke CO2 afvangtechnieken zijn er?

CO₂, die vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstof (zoals olie, gas en kolen) kan worden afgevangen en worden opgeslagen in een leeg reservoir. Deze techniek wordt Carbon Capture & Storage (CCS) genoemd.

Er bestaan drie verschillende methoden waarmee CO₂ uitstoot naar de atmosfeer geminimaliseerd kan worden.

1) De post-combustion-capture–techniek is een van de meest populaire methoden voor het vangen van CO₂. Hierbij wordt de CO₂ afgevangen nadat de brandstof is verbrand. Dus in het uitlaatgas. Het grote voordeel hiervan is dat het relatief eenvoudig is om dit te implementeren als naschakeling in bestaande centrales. Het nadeel is echter dat deze techniek veel energie kost, waardoor de uitstoot van broeikasgassen in feite netto toeneemt.

2) Pre-combustion-capture-techniek is een techniek waarbij CO₂ wordt afgevangen voordat de brandstof wordt verbrand. De fossiele brandstof wordt eerst omgezet met lucht of zuurstof en stoom in een mengsel van waterstof (H₂), CO en CO₂. In een tweede stap wordt de CO met stoom omgezet in CO₂ en H₂. De CO₂ is in een hoge concentratie in dit mengsel aanwezig en kan zo relatief eenvoudig worden afgevangen. Wat overblijft is vrijwel uitsluitend H₂. Door dit in de centrale of turbine te verbranden ontstaat bij dat proces dus vrijwel uitsluitend waterdamp. Het is echter wel een veel complexere en duurder techniek dan post combustion CCS. En het vraagt om veel aanpassingen in de infrastructuur en in de productieprocessen.

3) Oxyfuel-combustion-techniek, is een techniek waarbij pure zuurstof in plaats van lucht wordt gebruikt om de brandstof te verbranden. Doordat de stikstof, die normaal in de verbrandingslucht aanwezig is, weggelaten wordt, wordt het volume van het verbrandingsgas veel lager. De combinatie met een hogere CO₂ concentratie in het uitlaatgas maakt het gemakkelijker om de CO₂ te scheiden en op te slaan. Het grootste voordeel van deze techniek is dat het een betrekkelijk eenvoudige oplossing biedt voor het afvangen van CO₂. Het nadeel is dat het een grote hoeveelheid zuurstof vereist en de technologie nog niet zo breed toepasbaar is.

De hierboven genoemde technieken bieden geen van allen één “perfecte” oplossing. Elke techniek heeft zijn eigen voor- en nadelen. Een combinatie van de technieken biedt een mogelijkheid om het beste resultaat te behalen. Mijns inziens is CCS een belangrijke, kosteneffectieve manier om op korte termijn de klimaatproblematiek en de energietransitie te helpen. Op de langere termijn moet er wel iets nuttigs worden gedaan met die afgevangen CO₂. Er moeten weliswaar ook economisch haalbare alternatieven worden ontwikkeld voor de opwekking van energie met fossiele brandstoffen, maar het gebruik van koolstof zal altijd nodig zijn in ons leven. Het is daarom niet ondenkbaar dat de koolstof uit CO₂ in de toekomst als product behandeld gaat worden.

Wat is het verschil tussen CCS en negatieve CO2 emissie?

CCS is dus een technologie die CO₂ uit de uitstoot van industriële bronnen, zoals kolencentrales, afscheidt en opslaat in ondergrondse opslaglocaties, zoals lege olie- en gasvelden of geologische formaties. Het doel van CCS is de hoeveelheid CO₂ die in de atmosfeer terechtkomt te verminderen, zodat de bijdrage van de industrie aan de opwarming van de aarde kan worden verminderd.

Negatieve CO2-emissie, of carbon negativity, is een term die wordt gebruikt om te verwijzen naar technologieën of strategieën die niet alleen CO₂ uit de atmosfeer afscheiden, maar ook meer CO₂ verwijderen dan ze produceren. Dit kan worden bereikt door bijvoorbeeld bomen te planten, gebruik te maken van direct air capture (DAC) technologie, waarmee CO2 rechtstreeks uit de lucht kan worden opgevangen of door het “bemesten” van oceanen waardoor de opname en omzetting van CO₂ door plankton wordt bevorderd.

Het verschil tussen CCS en negatieve CO₂-emissie is dat CCS gericht is op het verminderen van de hoeveelheid CO₂ die in de atmosfeer terechtkomt, terwijl negatieve CO₂-emissie gericht is op het daadwerkelijk verminderen van de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer.

En wat betekenen de termen carbon neutral en zero carbon dan?

Carbon neutral en zero carbon zijn termen die worden gebruikt om te verwijzen naar verschillende niveaus van ambitie op het gebied van CO₂-reductie.

Carbon neutral: Een organisatie, product of activiteit die carbon neutral is, heeft de hoeveelheid CO₂ die het produceert, geëlimineerd of gecompenseerd door middel van het kopen van kredieten of certificaten die CO₂-reductie vertegenwoordigen. Dit handelsysteem heet Emission Trading System (ETS).  Dit betekent dat de organisatie, overall bekeken, geen netto-uitstoot van broeikasgassen meer heeft.

Zero carbon: Een organisatie, product of activiteit die zero carbon is, produceert geen CO₂ uitstoot. Dit kan worden bereikt door het gebruik van hernieuwbare energiebronnen of door CCS toe te passen.

Kort samengevat: Carbon neutral gaat over het compenseren van de eigen CO₂ uitstoot, zero carbon gaat over het vermijden van CO₂ uitstoot en Negatieve Emissies gaat over het wegnemen van CO₂ uit de atmosfeer.

Heb jij een mening hierover? Tip dan de redactie, dan kunnen we er een blog over schrijven of kunnen we erop reageren en kunnen we er allemaal wat van leren.