Het idee om CO₂ af te vangen en in de bodem te injecteren is niet nieuw. Olie- en gasexploitanten doen dit al sinds de jaren ‘70. Niet om het klimaat minder te schaden, maar voor financieel gewin. Deze techniek, beter bekend als verbeterde oliewinning, maximaliseert namelijk de hoeveelheid ruwe olie en gas die kunnen worden gewonnen uit ondergrondse velden.
Pas in de jaren ‘90 ontstond het idee dat het terugpompen van CO₂ in diepe aardlagen ook een remmende invloed op klimaatopwarming kon hebben. In 1996 werd daarom ‘s werelds eerste CO₂-afvang en -opslag installatie in het Noorse Sleipner-gasveld geopend. Sindsdien ligt daar 10 megaton (Mton), oftewel 10 miljoen ton, koolstofdioxide op 1000 meter diepte onder de Noordzee opgeslagen. Ter vergelijking: 1 Mton CO₂ komt overeen met de uitstoot van een miljoen benzineauto’s die een half jaar lang door Nederland rijden.
In de laatste jaren wordt CSS, kortweg CO₂-opslag, ook in Nederland steeds vaker genoemd als optie om CO2-uitstoot te verminderen. De klok begint namelijk te dringen om de klimaatdoelen te halen: in 2030 moet Nederland 55% minder broeikasgassen uitstoten ten opzichte van 1990. Daarvoor hebben we nog 7 jaar en we zitten nu nog maar op circa 25%.
Om dit te realiseren speelt de energietransitie, de omschakeling van fossiele brandstoffen naar duurzame energiebronnen zoals zonne- of windenergie, een sleutelrol. Het probleem is echter dat er voor bijvoorbeeld staalbedrijven op korte termijn geen goede CO₂-vrije alternatieven zijn voor fossiele brandstoffen. Dit komt onder andere door een tekort aan schone energiebronnen en een gebrek aan batterijen om duurzame energie in op te slaan.
Omdat dus nog niet elke fossiele energiebron op korte termijn kan worden vervangen door een duurzaam alternatief dat geen CO2-uitstoot, is een voor de hand liggende oplossing om met CCS dan maar CO₂ van grijze energie af te vangen en op te slaan. Maar hoe werkt dit precies
’s Werelds eerste ondergrondse CO₂-opslag: het Noorse Sleipner-gasveld. | Foto: Bair175 via Wikimedia Commons
Op basis van informatie van de Global CCS Institute, een denktank die CO₂-opslag promoot, wordt er op dit moment op 27 plaatsen CO₂ opgeslagen. In totaal op 16 plaatsen in de VS, op 3 in Noorwegen en op een locatie in het Verenigd Koninkrijk.
Experts zeggen dat CO₂-afvang en -opslag met name aantrekkelijk is voor de zware industrie, zoals staal- en chemiebedrijven en raffinaderijen. Deze sectoren stoten respectievelijk ongeveer 12 Mton en 32 Mton aan CO₂ per jaar uit, volgens een recent rapport in opdracht van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat.
Omgerekend is dit zo’n 7% en 20% van de totale Nederlandse jaarlijkse uitstoot. De kosten om al deze koolstofdioxide af te vangen, en daarmee de uitstoot van deze industrieën naar nul te brengen, worden geschat op 690 miljoen per jaar voor staalproductie en chemiebedrijven en 2.150 miljoen euro per jaar voor raffinaderijen.
In Nederland vindt nog geen CO₂-opslag plaats. Maar Shell, ExxonMobil, Air Liquide en Air Products zijn gestart met de voorbereidingen van CO₂-afvangproject Porthos in de Rotterdamse haven. Kosten: twee miljard euro. De bedoeling is dat er 37 Mton CO₂, oftewel 37 miljard kilogram wordt opgeslagen. Binnenkort start de bouw van een 20 kilometer lange pijpleiding; van de Maasvlakte via de zeebodem naar een platform in de Noordzee. Daar wordt de CO₂ geïnjecteerd in een leeg gasveld, op 3 kilometer diepte. Naar verwachting is het hele systeem vanaf 2024/2025 operationeel.
20 kilometer voor de kust van de Maasvlakte moet het Porthos-project jaarlijks 2 tot 5 miljoen ton CO₂ onder de zeebodem gaan opslaan. | Foto: Porthos
Zoals de naam doet vermoeden, bestaat het CSS-proces uit drie stappen: het afvangen, transporteren en opslaan van koolstofdioxide.
De eerste stap, het afvangen van CO₂ die vrijkomt bij het gebruik van fossiele brandstoffen - zoals olie, kolen of biomassa - is de moeilijkste. De afvang kan op twee momenten gebeuren: voor of na het verbrandingsproces:
Een derde manier om CO₂ af te vangen is om bij verbranding van fossiele brandstoffen zuivere zuurstof, in plaats van lucht, te gebruiken. De rook die hierbij vrijkomt bevat namelijk geen stikstof, alleen CO₂ en water, dat gemakkelijk van elkaar te scheiden is. Nadeel hierbij wel is dat het een zeer energie-intensief proces is.
Deze bestaande technieken kunnen zo’n 85 tot 95 procent van alle CO₂ afscheiden uit de verbrandingsgassen die vrijkomen, volgens een rapport van het klimaatpanel IPCC.
Dan het transport. Als de CO₂ eenmaal is afgevangen, moet het naar een opslaggebied worden getransporteerd. Het koolstofdioxide wordt meestal als vloeistof met grote gastankers of als gas door pijpleidingen getransporteerd. Zo liggen in de Verenigde Staten en Canada alleen al 6.600 kilometer aan ondergrondse pijpleidingen die dagelijks 99 Mton aan CO₂ vervoeren.
Eenmaal afgevangen en aangekomen op plaats van bestemming, wordt de CO₂ diep onder de (zee-)bodem opgeslagen, tussen de 800 meter en 3 kilometer ondergronds. Meestal worden hiervoor leeggepompte olie- en gasvelden gebruikt. Het idee is dat de geïnjecteerde CO₂ voor altijd in deze ondergrondse bubbels zal blijven. In Nederland gaat dergelijke opslag ook uitsluitend plaatsvinden in lege gasvelden onder de Noordzeebodem.
Een schematisch overzicht wat CCS precies is. | Gemaakt door de auteur
CCS is een omstreden onderwerp binnen het klimaatbeleid. Voorstanders zien het als een wondermiddel, dat een onmisbare rol speelt in het beperken van de opwarming van de aarde tot 1,5 graden Celsius. Tegenstanders, daarentegen, waarschuwen dat CCS slechts symptoombestrijding is, die échte duurzame oplossingen in de weg staat.
Laten we de enkele belangrijke voor- en nadelen van CCS op een rijtje zetten.
De belangrijkste voor- en nadelen van CCS naast elkaar. | Gemaakt door de auteur
ASN Bank volgt de ontwikkeling van CCS en ziet dat opslag een rol zou kunnen spelen in het verminderen van de uitstoot van het broeikasgas CO₂.
Er zijn tal van kanttekeningen te zetten bij ondergrondse opslag. Deze worden ook genoemd in het artikel. Daarom vinden wij dat energiebesparing en duurzame energieopwekking prioriteit moeten krijgen en houden. Opslag van CO₂ uit fossiele bronnen is zeer duur, leidt nog steeds tot uitstoot van CO₂ en andere vervuilende stoffen, stelt de transitie verder uit en wordt ook vaak gebruikt om meer olie of gas uit de opslagplaatsen te halen. Om die reden heeft bijvoorbeeld Tata steel in IJmuiden besloten haar uitstoot van het broeikasgas CO₂ niet via CCS te verminderen maar door direct over te stappen naar de veel duurzamere staalproductie op basis van groene waterstof (waterstof opgewekt door duurzame energie zoals wind).
Opslag van CO₂ zou hoofdzakelijk ingezet moeten worden door opslag via aanplant van bijvoorbeeld bossen of het vernatten van venen. Door hout te gebruiken voor de bouw van huizen kan CO₂ langdurig opgeslagen worden. Groot bijkomend voordeel daarvan is dat er daardoor minder CO₂ intensieve materialen als staal, beton of cement gebruikt hoeven te worden in de bouw. En dat het hout herbruikbaar is. Opslag onder de grond is ook veel effectiever als de CO₂ afkomstig is van biobrandstoffen dan van fossiele brandstoffen.
Het belangrijkste punt voor ASN Bank is dat de mogelijke inzet van CCS er niet voor mag zorgen dat we vertraging oplopen met de snelle afbouw van gebruik van fossiele brandstoffen. Ook mag het er niet voor zorgen dat financiële instellingen zich door deze techniek gelegitimeerd voelen hun investeringen in de fossiele sector te handhaven. Het is kortom zaak ons vooral te richten op voorkomen van verdere uitstoot, opslag is een last resort.
Leestip! In het essay Technofoob of technofiel gaat Piet Sprengers in op CO₂-opslag en andere klimaattechnologische quick fixes.
