Kunnen we alle fabrieken laten draaien zoals nu, maar de uitstoot verlagen door middel van CO₂ opslag?

Om de opwarming van de aarde tot 1.5℃ te beperken, moeten we de stijging van de CO₂-concentratie in de lucht tegengaan. Er zijn drie manieren om dat te doen:

1. We kunnen voorkomen dat fossiele koolstof uit steenkool, aardgas en -olie wordt omgezet naar CO₂ door hernieuwbare energiebronnen te gebruiken, zoals zon en wind.
2. We kunnen voorkomen dat de CO₂ die ontstaat bij de verbranding van fossiele brandstoffen, in de lucht terechtkomt. Dat kan bijvoorbeeld door CO₂ uit de verbrandingsgassen te filteren en ondergronds op te slaan.
3. We kunnen CO₂ die al in de lucht terecht is gekomen daaruit halen en opslaan in ondergrondse reservoirs of duurzame producten (zie dit KlimaatHelpdesk artikel).

Dit artikel gaat over de tweede manier; het afvangen van CO₂ en het opslaan ervan, voordat het in de lucht terechtkomt. Dit noemen we Carbon Capture and Storage, kortweg CCS. Het is een aanlokkelijk idee, we blijven alles doen zoals we dat nu doen, maar dan vangen we de CO₂ af. Kan dat een oplossing zijn voor ons volledige CO₂ probleem? En is dat dan de beste oplossing? Om deze vragen te beantwoorden, leggen we eerst uit wat CCS is, waar het toepasbaar is, en wat het kost. Dan bekijken we wat de Nederlandse bronnen van CO₂-uitstoot zijn, daarna waar CCS toepasbaar is.

Wat is Carbon Capture and Storage (CCS)?

CO₂ afvangen

CCS werkt door CO₂ uit een geconcentreerde gasstroom te filteren voordat deze in de lucht terechtkomt, bijvoorbeeld uit het rookgas van een elektriciteitscentrale. De meest gebruikte technologie hiervoor is absorptie met een oplosmiddel. Dit is een ver ontwikkelde technologie, die nu al op grote schaal beschikbaar is. Andere technologieën berusten op membranen, vaste adsorptiemiddelen, of verbranding met pure zuurstof i.p.v. lucht.

Bij absorptie wordt het gas door een grote toren geblazen. Daarin stroomt het oplosmiddel van boven naar beneden. De CO₂ lost op in de vloeistof en het ‘volle’ oplosmiddel wordt naar een tweede toren gepompt. Daar wordt de temperatuur verhoogt en/of de druk verlaagd, Daardoor komt de CO₂ weer vrij. Het oplosmiddel kan terug naar de eerste toren. Op deze manier kan ongeveer 90% van de CO₂ uit het rookgas gehaald worden.

De installaties die hiervoor gebruikt worden zijn groot, duur en gebruiken veel energie. Een gascentrale met CCS zou bijvoorbeeld 13-18% méér gas moeten verbranden om dezelfde hoeveelheid elektriciteit op te wekken als een centrale zonder CCS [1]. De kosten voor het afvangen zijn in deze situatie € 0,02 tot € 0,04 per kWh. Dat zou de productieprijs voor elektriciteit met 27 tot 61% verhogen [1]. Voor brandstoffen waarvan bij de verbranding meer CO₂ per kWh vrijkomt, zoals biomassa of steenkool, is deze toename nog groter [1].

CO₂ opslag

Na het afvangen wordt de CO₂ gecomprimeerd en per schip en/of pijpleiding getransporteerd naar een opslaglocatie. De opslag gebeurt op enkele kilometers diepte in lege olie- en gasvelden of in ondergrondse waterlagen, op dit moment veelal offshore (op zee). Compressoren brengen de CO₂ op de benodigde druk, vaak 100 tot 300 bar. Daarna wordt het via een boorgat in het reservoir geïnjecteerd. Het is belangrijk om het reservoir continu te monitoren om bijvoorbeeld lekkage te voorkomen. De technologie voor CO₂ opslag lijkt veel op de technologie die ontwikkeld is voor gaswinning; al gaat het gas bij CCS het reservoir in, in plaats van eruit.

De schattingen voor de wereldwijd beschikbare opslagcapaciteit lopen erg uiteen, van 1.290 tot 55.000 miljard ton CO₂ [2,3]. Ter vergelijking, de wereldwijde uitstoot is ongeveer 40 miljard ton per jaar [4], en de International Energy Agency (IEA) verwacht in het net-zero scenario dat in 2050 6 miljard ton per jaar opgeslagen zal worden [5]. Oftewel, er is waarschijnlijk voldoende opslagcapaciteit beschikbaar om honderden jaren van CCS gebruik te maken. TNO schat dat onder de Noordzee 1.260 tot 1.750 miljoen ton CO₂ opgeslagen kan worden in lege gasvelden, en 990 tot 3.650 miljoen ton in waterlagen [6]. Welk gedeelte daarvan benut kan en gaat worden is grotendeels afhankelijk van regelgeving en politieke keuzes, op zowel Europees als landelijk niveau. Belangrijke keuzes daarin zijn bijvoorbeeld veiligheids- en monitoringseisen voor de opslaglocaties, investeringen (inter)nationale CO₂ infrastructuur, en de mogelijkheid tot verhandeling van CO₂ tussen landen.

Waar komt de Nederlandse CO₂-uitstoot vandaan?

De Nederlandse CO₂ uitstoot betrof in 2024 118 miljoen ton CO₂ [7]. Elektriciteitscentrales en industrie (olieraffinaderijen, chemische fabrieken, metaalfabrieken, enzovoort [8]) waren samen verantwoordelijk voor 65 miljoen ton CO₂-uitstoot, 55% van de totale uitstoot.

Is CCS de oplossing voor al onze uitstoot?

CCS is minder toepasbaar voor mobiele, uitgespreide of kleine CO₂ bronnen zoals auto’s, landbouw, of Cv-ketels, omdat het toevoegen van een afvangapparaat en het opslaan en afvoeren van de CO₂ in deze gevallen kostbaar en onpraktisch is. Technisch gezien is CCS toepasbaar op alle grote puntbronnen, waar het de CO₂-uitstoot met 90% kan verlagen. Echter, in veel gevallen is CCS niet de béste oplossing. Hernieuwbare energie (bijvoorbeeld uit wind of zon) is vaak een goedkopere oplossing dan CCS, bijvoorbeeld voor elektriciteitsproductie of processen die warmte op lage temperatuur gebruiken (zoals droogprocessen) [10]. De IEA verwacht bijvoorbeeld dat in het 2050 net-zero scenario wereldwijd slechts 242 GW elektriciteit uit fossiele brandstoffen met CCS zal komen, ten opzichte van 35.983 GW uit hernieuwbare bronnen [11].

Wat overblijft zijn processen die hoge temperaturen gebruiken (zoals cement-, glas- en staalproductie), en processen waar CO₂ ontstaat uit andere chemische reacties dan verbranding (zoals bij de productie van plastics, waterstof en kunstmest). Hier kan CCS een rol spelen, omdat het deze processen nu al kan verduurzamen, terwijl er nog geen andere oplossingen beschikbaar zijn.

Er zijn op dit moment CCS-projecten in aanbouw bij een kunstmestfabriek in Sluiskil [12], en meerdere fabrieken die waterstof produceren uit aardgas in de Rotterdamse haven [13]. Deze laatste zullen in het Porthos project vanaf 2026 samen 2,5 miljoen ton CO₂ per jaar afvangen en opslaan in een leeg gasveld onder de Noordzee. Er wordt ook al gewerkt aan opvolging van dit project, zoals een groter opslagproject (Aramis, 10 tot 20 miljoen ton CO₂ per jaar), en scheeps- en pijpleidingverbindingen naar andere landen [14,15,16]. Op deze manier draagt CCS als transitietechnologie bij aan het verduurzamen van fossiele processen waarvoor nog geen volwassen, grootschalig, duurzaam alternatief beschikbaar is.