CO₂-opslag en -hergebruik

CCS is een technologie waarbij CO₂–emissies bij verbranding van fossiele of biobrandstoffen worden afgevangen. Dit wordt vervolgens via pijpleidingen of schepen getransporteerd en ondergronds opgeslagen. Er zijn op het moment wereldwijd enkele grootschalige CCS–projecten, maar deze hebben nog onvoldoende omvang bereikt om een significante bijdrage te leveren aan de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen. Ook in Nederland zijn er dergelijke projecten, bijvoorbeeld het Porthosproject waarvoor in 2021 2,1 miljard Euro uit de SDE++ is gereserveerd (Porthos, 2021).

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 aan de productie van koolstofhoudende drankjes of ter vervanging van het gebruik van aardgas in de glastuinbouw. 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. Zo kan het mogelijk worden ingezet bij de productie van cement of ureum, al vormen kosten en energievereisten daarbij op dit moment nog barrières (IEA, 2019). Landbouw

Het gebruik van CO₂ is in potentie een belangrijke manier om emissies te verlagen. De emissieverlaging is wel afhankelijk van hoelang het duurt voordat de CO₂ na gebruik alsnog 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).

Bij elkaar tellen de bestaande CCU-projecten wereldwijd op tot ongeveer 40 Megaton afgevangen CO₂ in 2017 (IEA, 2019), in vergelijking met ruim 37.100 Megaton totale CO₂-uitstoot in datzelfde jaar (JRC, 2018). Dit is dus nog geen 0,1%. Het grootste deel van de afvang wordt gebruikt (CCU) en niet ondergronds opgeslagen (CCS). 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.

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 synthesis gas (syngas) ontstaat. Dat kan worden omgevormd tot een gas met een hoge CO₂ -concentratie, waar vervolgens de CO₂ uitgefilterd kan worden. Bij afvangmethoden ná het verbrandingsproces wordt een veel lagere concentratie CO₂ uit de verbrandingsgassen afgevangen. Het is een minder efficiënt proces, maar meestal goedkoper en eenvoudiger (IEA GHG, 2017).

In de meeste energietransitiescenario’s wordt geschetst dat CCS of CCU nodig is om de emissiereductiedoelstellingen te halen. Dit heeft er mede mee te maken dat voor een aantal industriesectoren, waaronder 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 bedoeld voor de fossiele industrie, waar de energietransitie ons juist vanaf 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: door goedkope afvang kan het proces naar een volledig duurzame energievoorziening 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. Recent onderzoek in Nederland en het Verenigd Koninkrijk heeft echter ook laten zien dat men gemiddeld neutraal tot licht positief denkt over de implementatie van industriële CCS. Al met al zijn CCS en CCU in sommige gevallen een relatief goedkope, eenvoudige en snelle manier om tot emissiereducties te komen.

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 CCS (BECCS) genoemd. Een andere mogelijkheid is om met speciale installaties CO₂ direct uit de atmosfeer af te scheiden en op te slaan. Door de lage concentratie CO₂ in de lucht is deze optie duur in vergelijking met afvang bij industriële processen of schoorstenen in de industrie of elektriciteitsproductie.