In een vorige maand gepubliceerd rapport behandelt Lux Research het nuttig gebruik van CO2. Het bedrijf voorspelt een groei van deze sector tot $ 70 miljard in 2030 en tot $ 550 miljard in 2040. CO2 wordt onder meer gebruikt in de bouwsector, en bij het maken van chemicaliën, materialen en voedingsmiddelen.
Een groeisector
In hun rapport CO2 Capture & Utilization: The Emergence of a Carbon Economy voorspelt Lux Research dat de groei op korte termijn zal worden gedragen door de sector bouwmaterialen. ‘CO2 kan bijvoorbeeld worden gebruikt om toeslagstoffen te mengen met cement, of door deze direct in het natte cement te injecteren om het te laten drogen,’ zegt Runeel Daliah, analist bij Lux Research en eerste auteur van het rapport. ‘Bouwmaterialen zullen de grootste sector vormen bij nuttig gebruik van CO2, en 86% van de markt beslaan in 2040. Er zijn weinig technische obstakels om CO2 te gebruiken bij de bouw – toepassing zal alleen door regels worden vertraagd.’ Maar bij brandstoffen, chemicaliën en koolstofadditieven zal nuttig gebruik van CO2 alleen toenemen als dit wordt gedreven door ingrijpende innovaties of wettelijke steun, volgens het rapport en zijn Samenvatting. En ‘bij polymeren en eiwitten zal toepassing van CO2 beperkt blijven ondanks het door ons verwachte technologische succes in deze sectoren.’
Het Duitse nova-Instituut is een van de bedrijven die geregeld aandacht besteden aan nuttig gebruik van CO2. Ze zeggen: ‘koolstofvangst en –gebruik vormen een essentieel bestanddeel van een duurzame koolstofindustrie.’ Elk jaar organiseren zij een conferentie over dit onderwerp. ‘We hebben de ontwikkeling van direct gebruik van CO2 als alternatieve koolstofbron nodig om over te schakelen op duurzame en klimaatvriendelijke productie, zodat we het pad effenen voor een circulaire economie en klimaatverandering tegengaan.’ Elk jaar is er de verkiezing van de ‘beste CO2-benutting van het jaar’. Dit jaar gaat het om de productie van brandstoffen en wasmiddelen, en de ontleding van broeikasgassen; bij deze laatste technologie wordt koolstof opgevangen in water in de vorm van buckminsterfullerenen (C60, C70, C80 en nanobuisjes) en andere hoogwaardige koolstofproducten.
Nuttig gebruik van CO2: de praktijk
We stelden wat aanvullende vragen aan de auteurs van het Lux rapport.
De hoofdconclusie van het rapport is: ‘’Technologieën met lage CO2-uitstoot hebben veel steun nodig van regelgeving – dit geldt sterk voor nuttig gebruik van CO2, dat nog vroeg staat in zijn ontwikkeling, met hoge kosten en sterke concurrentie van andere technologieën.’ Vanuit neoliberaal gezichtspunt is dit een nogal vernietigende conclusie. Denkt u dat klimaatbeleid sterk genoeg zal zijn om dit probleem te boven te komen?
‘Klimaatbeleid moet niet het nuttig gebruik van CO2 voortrekken, maar meer in het algemeen het gebruik van technologieën met lage CO2-uitstoot. Als klimaatbeleid een technologie voortrekt, werpt dit onbedoeld een barrière op voor nieuwe, nog onbewezen technologieën. De ethanolrichtlijn in de VS is daarvan een voorbeeld. Men voorzag bij instelling hiervan niet dat batterijen en brandstofcellen zouden opkomen als voertuigtechnologieën – zodat nu een alleen op regels gebaseerde ethanolindustrie ineen dreigt te storten door de opkomst van nieuwe technologieën.’
‘De wetgeving steunt lage-CO2 technologie nog niet genoeg om nuttig gebruik van CO2 te steunen. Het probleem is dat nuttig gebruik van CO2 vaak duurder is dan technieken met lage CO2-uitstoot. Dat betekent ook dat regels die nuttig gebruik van CO2 economisch aantrekkelijk moeten maken vaak te laat komen; andere lage-CO2 technologie is dan al in gebruik. Daarom is het van belang om vast te stellen waar nuttig gebruik van CO2 de beste optie is voor ontkoling, ook al is de technologie duur.’
Wat zou regelgeving voor steun kunnen bieden bij het maken van vliegtuigbrandstof uit CO2, de belangrijkste markt in de nabije toekomst? Wat voor regels? Ook subsidies? Hoe lang?
‘De luchtvaart is een goed opschaalbare toepassing van nuttig gebruik van CO2. Ontkoling van vliegtuigbrandstof kan alleen met biobrandstoffen en synthetische brandstof uit CO2. Biobrandstoffen zijn weliswaar verder in hun ontwikkeling en goedkoper dan synthetische brandstoffen, maar hun gebruik wordt wel beperkt door de beschikbare hoeveelheid biomassa. Bij synthetische brandstoffen heb je alleen CO2 en elektriciteit nodig als grondstoffen; elektriciteit is duur maar ruim beschikbaar. Maar batterijen en waterstoftechnologie zouden zich toch nog kunnen ontwikkelen tot geloofwaardige methoden om de luchtvaart te ontkolen. Men denkt nu dat het niet zo ver zal komen, maar Airbus heeft recent toch ideeën onthuld voor vliegtuigen op waterstof na 2030. De luchtvaart is moeilijk te reguleren, doordat deze zo internationaal is. Uitstoot compenseren is de beste aanpak; en daarvoor kan elk lage-CO2 project worden gebruikt.’
Kunt u iets zeggen over de mogelijkheden van toepassing van CO2 in bouwmaterialen? Hoe? Hoeveel? Concurreert dit met alternatieven voor cement waarbij geen of veel minder CO2 wordt uitgestoten?
‘Je kunt op twee manieren CO2 toepassen in bouwmaterialen. Bij de eerste manier reageert CO2 met afvalstoffen tot een ‘rots’ van kalk, die als toeslagstof wordt gebruikt. Deze toeslagstof is gelijkwaardig aan de gebruikelijke producten, maar wel duurder. Het enige voordeel is de lagere CO2-uitstoot. Het nadeel moet worden gecompenseerd door subsidies of regels.’
‘Bij de tweede manier gebruik je CO2 bij het drogen van cement. Daartoe wordt CO2 ingespoten in de natte cement; deze vormt dan nanokristallen van calciumcarbonaat bij het drogen. Dit geeft niet alleen een lagere CO2-voetafdruk maar ook sterker cement, terwijl je er minder van nodig hebt. Daardoor zijn de kosten van cement met CO2 lager dan gewoon beton; er zijn dan ook geen bijzondere maatregelen voor nodig om dit te stimuleren.’
‘Maar hier staan regels in de weg die nieuwe betonproducten bemoeilijken. De bouwsector is conservatief en neemt nieuwe materialen die de veiligheid bevorderen maar traag op. Misschien duurt het wel tien jaar voordat een nieuw soort beton als dit met CO2 geïnjecteerde materiaal op grote schaal wordt gebruikt. Bovendien zijn regels vaak ook plaatselijk bepaald, zodat bedrijven die dit CO2-beton willen gebruiken het vele keren opnieuw moeten laten goedkeuren. En dat vertraagt de toepassing.’
Uit uw cijfers blijkt dat nuttig gebruik van CO2 nog een hele tijd minder dan 1% van de jaarlijkse CO2-uitstoot ter wereld zal bedragen. Is het dan wel juist om afvang en gebruik van koolstof als klimaatmaatregel te zien? Of zou dit op eigen benen moeten staan, als commercieel project?
‘Ja. In laatste instantie kunnen we nooit alle CO2-uitstoot uit ons energiesysteem voorkomen. Om koolstofneutraal te worden moeten we deze CO2-uitstoot behandelen. Ondergronds opbergen is de beste methode, maar niet alle landen kunnen dat doen (Japan en Korea zijn bijvoorbeeld landen met een forse CO2-uitstoot maar geen ondergrondse formaties waarin je deze kunt opbergen). Daarom hebben we nuttig gebruik van CO2 nodig in het klimaatbeleid, als tegenwicht tegen emissies die we niet ondergronds kunnen opbergen.’
Kortom: er zijn veel mogelijkheden om CO2 nuttig te gebruiken in de bouwsector – als deze de nieuwe technologie wil invoeren. Maar zelfs hier kunnen cementtechnologieën met weinig CO2-uitstoot belangrijke concurrenten worden. In andere markten zal innovatie een sleutelrol spelen. Dat wil zeggen: als we niet willen leunen op regelgeving. Er is nog veel werk te doen!
Interessant? Lees dan ook:
Denkfouten met CO2
Methaanpyrolyse maakt grijs aardgas groen
CCU, Carbon Capture and Utilization, als grondstof zelfs beter dan biomassa