CO₂-opslag en -hergebruik (CCS/CCU)

CO₂-afvang en -opslag ofwel CCS (carbon capture and storage) is een technologie die ingezet kan worden bij elektriciteitsopwekking met fossiele brandstoffen en in de industrie.

CCS is een technologie waarbij CO2–emissies bij verbranding van fossiele brandstoffen worden afgevangen, via pijpleidingen en/of schepen getransporteerd en vervolgens bijvoorbeeld ondergronds worden opgeslagen. Er zijn op het moment wereldwijd enkele grootschalige CCS–projecten, maar deze hebben nog onvoldoende omvang bereikt om een significante bijdrage aan de broeikasgasemissiereductie te leveren. Ook in Nederland zijn er dergelijke projecten, bijvoorbeeld het gestrande ROAD project en het recentere Porthosplan (Port of Rotterdam, 2017; Port of Rotterdam, 2018).  

Bij elkaar tellen de CCS projecten wereldwijd op tot ongeveer 30 Megaton afgevangen CO2 in 2017 (IEA, 2019), in vergelijking met ruim 37.1 Gigaton totale CO2-uitstoot in datzelfde jaar (JRC, 2018). Om tot een substantiële emissiereductie te komen is er nog een aanzienlijke opschaling nodig. Verbeteringen in afvangtechnologie en het transport, de opslag en het gebruik van afgevangen koolstof zijn nog volop in ontwikkeling.

Naast afvang en opslag heeft ook het gebruik van CO₂ in potentie een belangrijke rol.

Er is een toenemende interesse om CO2 niet alleen af te vangen om op te slaan, maar om het ook te gebruiken, bijvoorbeeld als grondstof in de industrie (carbon capture and utilization, CCU). In sommige gevallen wordt de CO2 daarbij onveranderd ingezet, denk bijvoorbeeld aan koolstofhoudende drankjes. Ook kan CO2 ingezet worden bij de oliewinning door de druk in de bronnen te verhogen door er CO2 in te pompen. Als grondstof kan CO2 gebruikt worden voor de productie van andere materialen en brandstoffen. CO2 kan bijvoorbeeld mogelijk worden ingezet bij de productie van cement of ureum, al zijn kosten en energievereisten daarbij vooralsnog barrières (IEA, 2019). 

Het gebruik van CO2 is in potentie een belangrijke manier om emissies te verlagen. De emissieverlaging is wel afhankelijk van hoe lang het duurt voordat de CO2 na gebruik in de atmosfeer terecht komt, hoe energie-intensief het gebruik is, en wat de emissie-intensiteit is van de door CO2 te vervangen toepassing (IEA, 2019).

Afvang kan voor of na verbranding plaatsvinden, en beide methoden hebben hun voor- en nadelen.

CO2-afvang kan plaatsvinden voor of na het verbrandingsproces. Met afvang vóór verbranding wordt bijvoorbeeld de gedeeltelijke oxidatie van steenkool in het vergassingsproces bedoeld waardoor synthetisch gas (syngas) ontstaat dat omgevormd kan worden tot een gas met hoge CO2 -concentratie, waar vervolgens de CO2 uit gefilterd kan worden. Bij afvangmethoden ná het verbrandingsproces wordt een veel lagere concentratie CO2 uit de verbrandingsgassen afgevangen. Dat is vaak een goedkoper en eenvoudiger maar minder efficiënt proces (IEA GHG, 2017).

CCS is een technologie voor het fossiele energiesysteem waarvandaan een transitie plaats moet vinden en kan een belangrijke tussenstap zijn om emissiereductie-doelstellingen te behalen.

In de meeste energietransitiescenario’s wordt geschetst dat CCS en/of CCU nodig is om de emissiereductiedoelstellingen te halen. Dit heeft er mede mee te maken dat voor een aantal industriesectoren – denk aan de staal, cement en chemische industrie – er op de korte termijn nog niet veel alternatieve manieren zijn om op grote schaal CO2-uitstoot te beperken. CCS of CCU kan in deze industriesectoren al wel een belangrijke reductie in uitstoot tot stand brengen.   

Desondanks is er een aantal argumenten tegen CCS en CCU. Met CCS wordt bijvoorbeeld afval voor lange termijn opgeslagen, wat niet past bij het streven naar een circulaire economie. Daarnaast zijn CCS en CCU technologieën voor de fossiele industrie, waar de energietransitie ons juist van af zou moeten helpen. Omdat CCS in sommige gevallen zo’n relatief goedkope manier is om uitstoot te reduceren, draagt het verbeteren van die technologie ook een lock-in risico met zich mee, waarbij goedkope afvang het proces naar een volledig duurzame energievoorziening zou kunnen vertragen. Ook zijn er mensen die vinden dat CCS en CCU onvoldoende bewezen zijn, en maken mensen zich zorgen over de veiligheid van CO2-transport en -opslag. Ondanks deze bezwaren zijn CCS en CCU in sommige gevallen een relatief goedkope, eenvoudige en snelle manier om tot emissiereducties te komen.

CCS en CCU staan ook aan de basis van het idee van ‘negatieve emissies’, waarbij CO₂ uit de atmosfeer wordt gehaald en ondergronds wordt opgeslagen.

CCS en CCU kunnen ook bijdragen aan een toekomstig energiesysteem met netto negatieve emissies. Negatieve emissies zijn belangrijk volgens de recente studies van onder meer het IPCC (IPCC, 2018; Detz en Van der Zwaan, 2019). Zij vormen een essentieel onderdeel in de scenario’s waar wereldwijde temperatuurstijging beperkt wordt tot 2 of zelfs 1,5 graden Celsius. Biomassa legt CO2 uit de atmosfeer vast. Negatieve emissies kunnen worden gerealiseerd door meer biomassa te laten groeien, deze biomassa in te zetten voor energieopwekking en de daarbij vrijkomende CO2 ondergronds op te slaan. Dit wordt Bio Energy (BECCS) genoemd. Een andere mogelijkheid is door met speciale installaties CO2 direct uit de atmosfeer af te scheiden en op te slaan. 

Website by Webroots