Jan Spoelstra | donderdag 1 november 2018
Bouw & Civiele Techniek, Energie, Milieu & Duurzaamheid, Onderzoek & R&D, Veiligheid
Als het aan Ton Wildenborg ligt is de tijd, geld en moeite die we gestoken hebben in CO₂-afvang bij de in 2030 sluitende kolencentrales op de Maasvlakte niet voor niets geweest. 'De inzichten zijn voor een groot deel zo over te nemen door de rest van de industrie'.
Olieraffinaderijen, de Hoogovens van Tata Steel en diverse chemische processen in de industrie hebben bijna per definitie CO₂-uitstoot. Deze in korte tijd drastisch reduceren staat gelijk aan kapitaalvernietiging, verlies aan banen, dalende belastinginkomsten en afnemende concurrentiekracht voor de Nederlandse industrie. Is carbon capture & storage (CCS) de heilige graal om de industrie draaiende te houden terwijl we toch de ambitieuze doelen van het in de maak zijnde klimaatakkoord halen?
Tegenstanders beweren dat CCS de industrie achterover laat leunen en dat prikkels om te innoveren en processen schoner te maken verdwijnen. 'Maar de hoogovens in IJmuiden maken bijvoorbeeld gebruik van een proces waarbij ijzererts en kolen versmelten tot staal, met CO₂ uitstoot als bijproduct. Daar is simpelweg geen realistisch alternatief voor op de korte en middellange termijn,' stelt Ton Wildenborg, president van de Europese koepel CO₂GeoNet en geoloog bij TNO. 'En zo brengen meer processen waar onze maatschappij op draait inherent CO₂-uitstoot met zich mee. Denk aan de productie van cement en kunstmest.'
Staal, kunstmest, cement: je hoeft alleen maar de fabricage en installatie van een windturbine, efficiënte landbouw of productie van een elektrische auto of bus – niet onbelangrijk tijdens de energietransitie - in ogenschouw te nemen om te concluderen dat een residu van CO₂-uitstoot tot in lengte van jaren blijft bestaan.
Om deze industrie de komende decennia te kunnen blijven koesteren, en haar toch een bijdrage te laten leveren aan 49 % reductie van CO₂-uitstoot in 2030, kun je simpelweg niet om CCS heen' aldus Wildenborg. De prijs van een ton CO₂-emissie is nu tussen de 20 en 25 euro, terwijl CCS tegen de 90 euro per ton CO₂ kost. Om kosten van CCS omlaag te krijgen wachten we op pilot projecten om kennis te vergroten en kosten omlaag te brengen, net als bij offshore wind in de afgelopen tien jaar is gebeurd.
Wat moet je bouwen om CCS toe te passen in bijvoorbeeld de Rotterdamse haven?
'Het start met de bouw van een afvanginstallatie. Die kan eenvoudig zijn bij een zuivere reststroom CO, bijvoorbeeld bij kunstmestproductie, maar vaak zijn het complexe en kapitaalintensieve installaties. Het zijn installaties die bijvoorbeeld restgassen koelen, het CO₂ laten condenseren om het in zuiverder vorm te verpompen, of de CO2 wordt uit rookgassen weggewassen, waarna zuiver CO₂ uit de wasvloeistof wordt gekookt. Na compressie volgt het transport richting een opslagplaats. Lege gasvelden op de Noordzee liggen voor de hand. Transport gaat per pijpleiding of schip. Met een CO₂-tanker zijn de initiële investeringen in laadstations, de schepen en de installaties rondom het gasveld relatief laag. Voor grote reststromen CO₂ richting nabije locaties hebben duurdere pijpleidingen de meeste voordelen. Bestaande gasleidingen zijn vaak goed geschikt te maken voor de 80 bar waaronder het CO₂ verpompt wordt.'
Welke lege gasvelden zijn geschikt voor CCS?
'Een reservoir moet voldoende capaciteit hebben, gas moet snel te injecteren zijn en het gas moet er in blijven zitten. Omdat aardgas daar miljoenen jaren veilig heeft gezeten en onder hoge druk stond, zijn oude gasvelden bijna per definitie geschikt voor CCS. Offshore contractors hebben verlaten gasvelden echter op verschillende manieren afgesloten, vaak met cement en staal, soms alleen staal. CO₂ en water zorgen echter voor een bijzonder corrosief milieu. Daardoor zijn gasvelden met voornamelijk staal in de putafdichting duurder om voor CO₂-opslag geschikt te maken.'
Hoeveel CO₂ kan er in totaal onder de Noordzee worden opgeslagen?
'Tijdens de energietransitie begin je met energiebesparing, daarna wek je zoveel mogelijk energie duurzaam op en dan blijven er nog bronnen van CO₂-uitstoot over. Volgens het regeerakkoord moet zo jaarlijks 18 Mton CO₂ uit de industrie en 2 Mton van afvalverbranders onder de grond belanden. Die 20 Mton per jaar, 40 jaar lang, gedurende de levensduur van de CCS installaties, 800 Mton, past gemakkelijk onder onze Noordzee. Als we nog een volgende generatie CCS installaties bouwen, bestaat ook daar capaciteit voor.'
Is het haalbaarheidsonderzoek naar CO₂-afvang op de sluitende kolencentrales op de Maasvlakte een geval van geldverspilling?
'Bij het ROAD-project zou een kwart van de uitstoot van de E.ON kolencentrale, één van de vier modules van 250 MW, afgevangen en opgeslagen worden. Bij elk van de stappen, afvang, zuivering, transport, injectie en containment in het gasveld is TNO betrokken geweest. Het betreft immers onderzoek met een duidelijk maatschappelijk nut en dat is waar wij ooit voor zijn opgericht. Dit ver gevorderde onderzoek zou fungeren als basis van de investeringsbeslissing over CCS. Technisch bleek ROAD volledig haalbaar en veilig. Ook hoeven vergunningsaanvragen en Milieu Effect Rapportages hierdoor niet tot uitstel of afstel van CCS projecten te leiden. Nu onze overheid deze centrale tegen een hoop belastinggeld vervroegd afschrijft, gaat dit feitelijke project niet meer door. Maar veel van de technologie valt zo te vertalen naar de rest van de industrie. Het zou eeuwig zonde zijn deze transitietechnologie op de plank te laten liggen.'
Hoe zeker weten we dat CO₂ onder de zeebodem blijft?
'Onder de zeebodem betekent in deze context een kilometer diepte en meer. Om er ooit bij te hebben gekund voor de vroegere gasproductie moest er een put geboord worden, en moesten aardwetenschappers de aardlagen tot in detail in kaart brengen. Er bestaat een zeer hoge mate van waarschijnlijkheid dat CO₂ in deze gasvelden blijft zitten.'
Wat voor projecten illustreren deze zeer hoge mate van waarschijnlijkheid?
´In Canada draait de Boundary Dam kolencentrale met afvang van de CO₂-uitstoot, heel vergelijkbaar met het ROAD project. Dat draait al jaren veilig. Ook is het Noorse Equinor (voorheen Statoil) is al in 1996 begonnen met CCS in een pekelhoudende laag op 800 tot 1.000 m diepte. Dat is dan weer een project met een uitzonderlijk goed reservoir, waar het CO₂ gemakkelijk geïnjecteerd kan worden. Bij geen van de twintig grotere CCS projecten die ik ken, zijn er problemen met het weglekken van CO₂.'
Kwamen jullie nog verassingen tegen in jullie haalbaarheidsstudies?
'Wat ons opviel is dat het afvangen en opslaan van CO₂ in lege gasvelden een heel dynamisch proces is. Nadat je het afvangt moet je zorgen dat het zuiver genoeg is en vrij van water voor transport en opslag. Tijdens deze processen varieert de druk, temperatuur en materialen waar het gas mee in aanraking komt voortdurend. De processen en het gedrag van CO₂ zijn heel dynamisch, dat vonden we opvallend, maar we begrijpen de processen nu volledig.'
Hoe breng je de kosten van CCS omlaag?
'Door simpelweg pilots te starten die we halverwege het komende decennium opschalen. Als we in 2028 gaan bedenken dat we toch CCS nodig hebben om onze industrie mee te trekken in de energietransitie, ben je te laat. Dan kost het te veel. CO₂ afvang tegen een tarief van 30 tot 40 euro per ton is haalbaar, maar dan moet je de recent opgedane kennis wel inzetten en technologie verder ontwikkelen.'
Bezoek Ingenieurs in Energietransitie
Tijdens Ingenieurs in Energietransitie op 29 november in Madurodam Den Haag spreek Ton Wildenborg in meer detail over het ROAD project en de panklare kennis die op de plank ligt. Hij ziet het als een mooie uitdaging om de komende jaren samen met ingenieurs het dynamische proces van CO₂ afvang en opslag uit te rollen en te optimaliseren. Inschrijven? https://energietransitie.tw.nl