CO2

 

Weg vrij voor CO2-opslag in de Noordzee

Zowel de Rijksoverheid als de Europese Commissie zien de afvang en opslag van kooldioxide (carbon capture and storage, CCS) als noodzakelijke stap in de energietransitie. Om klimaatverandering een halt toe te roepen, moeten CO2-emissies snel drastisch omlaag. Het aandeel duurzame energie is echter nog zo laag, dat deze het fossiele energieverbruik nog maar nauwelijks kan vervangen. CCS biedt hiervoor op de korte en middellange termijn een sneller en goedkoper alternatief.

David van Baarle

geanimeerde-knop

Nu heeft Nederland goede papieren in handen om snel stappen te zetten in CO2-opslag. Met veel zware industrie dicht bij zee en uitgeproduceerde gasvelden voor de opslag zijn alle elementen aanwezig. Shell probeerde nog rond 2009 een proef te starten met onshore CO2-opslag in Barendrecht, maar stuitte al snel op bezwaren uit de directe omgeving. Offshore zou een eventuele gasontsnapping geen gevaar opleveren en dus zocht men naar uitgeproduceerde gasvelden in de Noordzee. Deze maatschappelijke keuze zorgde er wel voor dat de kosten voor de benodigde infrastructuur significant toenamen.
Inmiddels zijn er vergaande haalbaarheidsstudies voor twee CCS-projecten: Porthos en Athos. De eerste van de twee musketiers is gepland in het Rotterdamse havengebied, terwijl Athos zich concentreert op het gebied rond de IJmond, waar onder meer Tata Steel de nodige CO2 kan afvangen en opslaan.

Subsidie
Zoals verwacht hebben de projecten de volle aandacht van de lokale en Europese overheden. Zo konden zowel Porthos als Athos melden dat ze aanspraak zouden kunnen maken op Europese subsidies. Porthos kan ruim honderd miljoen krijgen uit het Connecting Europe Facility (ECF)-budget. Dat is al een fors deel van de geschatte projectkosten van 450 tot 500 miljoen euro. Voorwaarde voor deze subsidie is wel dat Havenbedrijf Rotterdam samenwerkt met Havenbedrijf Antwerpen en North Sea Port, de samenwerking tussen de havens van Gent, Terneuzen en Vlissingen. De Nederlandse overheid reserveert bovendien 2,1 miljard euro voor de vier klanten van Porthos: Air Liquide, Air Products, ExxonMobil en Shell. Dit geld komt uit de SDE++ subsidiepot. Deze vergoeding krijgen de bedrijven uitgekeerd per megaton afgevangen en opgeslagen CO2.
Athos doet het wat bescheidener en maakt kans op vijftien miljoen euro Europese subsidie uit het ECF-budget. Het subsidiebedrag wil Athos besteden aan de werkzaamheden en studies voor het ontwerpen en ontwikkelen van de infrastructuur, de zogenaamde FEED-fase.

Porthos
Het is de bedoeling dat de Porthos-infrastructuur vijftien jaar lang zo’n 2,5 megaton CO2 van de Rotterdamse vestigingen van Air Liquide, Air Products, ExxonMobil en Shell per jaar opslaat onder de bodem van de Noordzee. Dat is tien procent van de totale uitstoot van de Rotterdamse industrie.
De 2,1 miljard euro is een reservering, het maximaal uit te keren bedrag over een periode van vijftien jaar. Het uiteindelijke subsidiebedrag is naar verwachting een stuk lager. De Rijksoverheid overbrugt namelijk alleen het kostprijsverschil tussen ETS en CCS en de ETS-prijzen zijn de afgelopen tijd behoorlijk aan het stijgen. Op het moment van schrijven staat de prijs per ton CO2 al op vijftig euro.

In het Klimaatakkoord is afgesproken dat de industrie de helft van de verlaging van CO2-emissies in 2030 realiseert via CCS.

Het Athos-project

Het is eenvoudiger CO2 voor verbranding af te scheiden van waterstof dan na verbranding de rookgassen te wassen.

Het Porthos-project

Analisten verwachten dat de ETS-prijs de komende jaren waarschijnlijk verder stijgt door de verhoging van het Europese CO2-reductiedoel van 40 naar 55 procent in 2030 ten opzichte van 1990. Bovendien haalt de Europese Unie steeds meer emissierechten uit de markt, wat ook prijsopdrijvend werkt. De overheid betaalt jaarlijks alleen het daadwerkelijke verschil tussen ETS en de kostprijs van CCS. Als de ETS-prijs stijgt, wordt de subsidie dus minder. Komt de ETS-prijs boven de kosten voor CCS, dan stopt de subsidie.

Klimaatakkoord
In het Klimaatakkoord is afgesproken dat de industrie de helft van de verlaging van CO2-emissies in 2030 realiseert via CCS. Dat komt neer op 7,2 megaton van de 14,3 megaton per jaar. Porthos zal jaarlijks 2,5 megaton CO2 opslaan, in totaal 37 megaton in vijftien jaar.
De toekenning van de SDE++-subsidie is een van de belangrijkste stappen in aanloop naar de realisatie van het project. De definitieve investeringsbeslissing voor Porthos wordt genomen in het eerste kwartaal van 2022, meteen daarna start de aanleg van de infrastructuur. In 2024 wordt de eerste CO2 opgeslagen.
Het projectteam achter Athos hoopt in 2023 een definitieve investeringskeuze te kunnen maken, waarna de bouw van het systeem kan beginnen. De leiding kan dan vanaf 2026 operationeel zijn.

Ervaring
Op zich is CO2-opslag niet nieuw. Het Noorse Equinor slaat al sinds 1996 CO2 op in Snøhvit, Sleipner en In Salah reservoirs. Laatstgenoemde is zelfs een onshore zoutreservoir. Toen het Sleipner T-platform in gebruik werd genomen, was het de eerste CCS-faciliteit ter wereld die afgevangen CO2 opsloeg in een diep zoutreservoir, achthonderd meter onder de zeebodem. Inmiddels hebben de Noren zo’n twintig miljoen ton CO2 verzameld en opgeslagen.
De Noren kozen daarbij voor precombustion CO2-afvang. Dat wil zeggen dat het gas van het gasveld Sleipner West direct wordt behandeld. Via amine-scrubbing scheidt men waterstof en kooldioxide, waarna ze die laatste direct kunnen injecteren in de waterhoudende zandstenen formatie die is afgesloten door een ondoordringbare laag. De blauwe waterstof gaat vervolgens richting gebruikers op het vaste land.

De Noren kozen ervoor om de CO2-wolk, die zich in de loop der tijd in de rotsformatie verzamelde, continu te monitoren. Zo konden ze aantonen dat het broeikasgas in het reservoir zou blijven. Tot nog toe blijft de CO2-wolk binnen de rotsformatie en men ziet hem groeien naarmate er meer CO2 wordt geïnjecteerd.

Afvang
Terug naar de situatie in Rotterdam zijn er veel overeenkomsten met het Noorse CCS-project, maar zijn er ook wat verschillen te noemen. Allereerst komt de CO2 van verschillende bronnen. Shell en Alcoa leveren al CO2 aan de glastuinbouw via de Ocap-leiding. Shell produceert namelijk waterstof uit procesgassen en biedt de CO2 aan Linde Gas aan, dat het comprimeert, zuivert en distribueert.
Het is aannemelijk dat een aantal bedrijven in het Rotterdamse havengebied CO2 aan de schoorsteen afvangen en invoeden in het Porthos-net. Zo experimenteert Shell bij energiecentrale BMC Moerdijk met een nieuwe technologie om CO2 uit rookgassen af te vangen. Deze solid sorbent-installatie vangt in de loop van 2024 zo’n 150 ton CO2 per dag af. Shell claimt dat de kosten 25 procent lager zijn dan bij gebruik van bestaande technologieën, die vloeibare stoffen gebruiken.

Blauwe waterstof
De meeste CO2 zal echter komen van de productie van blauwe waterstof. Het is namelijk eenvoudiger CO2 voor verbranding af te scheiden van waterstof dan na verbranding de rookgassen te wassen.
De technologiekeuze bepaalt uiteindelijk hoeveel CO2 kan worden afgevangen. De meest bekende steam methane reforming (SMR) technologie vangt slechts tweederde van de CO2 af. De rest gaat nog steeds de lucht in. Met Autothermal Reforming (ATR) is wel honderd procent afvang mogelijk. Keerzijde van deze technologie is dat pure zuurstof nodig is. Datzelfde nadeel geldt voor partial oxidation (POX).
Een nieuwe technologie die binnenkort op de markt komt, is Sorption Enhanced Water Gas Shift (SEWGS). Deze combinatietechnologie zet synthesegas om in waterstof en kooldioxide en scheidt in dezelfde reactor het kooldioxide van het waterstofgas. De combinatie zorgt voor een energie-efficiëntere conversie en zo goed als volledige CO2-verwijdering.

De technologiekeuze bepaalt uiteindelijk hoeveel CO2 kan worden afgevangen.

Infrastructuur
Hoewel het succes van Porthos afhankelijk zal zijn van de aanvoer van CO2 van de industrie, beperkt de scope van het project zich tot een centrale leiding, een compressorstation en de leiding naar het offshore productieplatform P-18 A van Taqa. De leveranciers kunnen op de leiding invoeden, waarna het gas op een druk van 35 bar moet worden gebracht voor transport. Vervolgens brengt een compressorstation op de Tweede Maasvlakte het gas verder op druk tot tachtig of zelfs 132 bar zodat het voldoende druk heeft om te kunnen injecteren.
Drie reservoirs die de CO2 moeten vasthouden, wijken wel af van de zoutreservoirs in Noorwegen. De Noren gebruikten aquifers, ofwel waterhoudende lagen, voor de opslag. Hier lost het koolzuur op in het water. De Nederlandse gasvelden bestaan uit poreus gesteente.
In Nederland is wel eerder geëxperimenteerd met ondergrondse opslag op het K12-B platform. De productieput bij K12-B produceerde dertien procent CO2 in het gewonnen aardgas. Dit percentage was te hoog voor de transportleiding naar land, zodat het CO2 uit het geproduceerde gas moest worden verwijderd. Gedurende de periode van 2004 tot 2006 injecteerde GDF Suez het afgescheiden CO2 terug in het gasveld. Dit was echter eveneens een aquifer.

Korte documentaire over CCU

Naast CCS wordt steeds meer onderzoek gedaan naar het hergebruik van CO2. In opdracht van de transitiedeskundigen van &Flux maakt Industrielinqs momenteel een korte documentaire over CO2 als grondstof, ofwel CCU.
Hierbij alvast een voorproefje. Het Nederlandse technologiebedrijf Avantium ontwikkelt een proces om van CO2 mierenzuur te maken. Een pilotinstallatie in een container gaat straks naar RWE in Duitsland om daar afgevangen CO2 weer om te zetten in deze chemische bouwsteen.

Video
Share

Your name

Your e-mail

Name receiver

E-mail address receiver

Your message

Send

Share

E-mail

Facebook

Twitter

Google+

LinkedIn

Sign up

Sign up