Belangrijke stap in CO₂-afvang technologie zorgt voor aanzienlijke CO₂-reductie staalindustrie

Het gaat hier om het doorontwikkelen van een eerder bewezen energie-efficiënte scheidings- en afvangtechniek voor CO₂, Sorption Enhanced Water Gas Shift (SEWGS). De afgelopen jaren is met toonaangevende partners uit binnen- en buitenland aangetoond dat de staalindustrie door het hoge-temperatuur adsorptieproces CO₂ op een relatief goedkope manier uit het productieproces kan verwijderen. Dat levert tegelijkertijd een aanzienlijke kostenbesparing op.

CO₂ voetafdruk fors omlaag

In het projectvoorstel INITIATE (Innovative industrial transformation of the steel and chemical industries of Europe) gaat het om een methode die de CO₂ voetafdruk van staalproducenten fors kan verlagen. Dat is mogelijk door SEWGS op een speciale manier te koppelen aan de productie van de bulkchemicaliën ammoniak en ureum, waarbij de staalindustrie dus wordt gekoppeld aan de chemische industrie. Het project demonstreert het gebruik van het zogeheten basic oxygen furnace (BOF) gas voor de productie van de stof ureum. BOF gas bevat waterstof, stikstof en CO₂.

Door inzet van de SEWGS-technologie ontstaat er tijdens het proces een stroom waterstof en stikstof en aan de andere kant een geconcentreerde CO₂-stroom. TNO-experts ontdekten dat daaruit heel efficiënt ureum is te maken. Door BOF gas te gebruiken als grondstof voor de productie van ureum is de hoeveelheid vrijkomende CO₂ met tientallen procenten terug te dringen en dient een afgasstroom uit de staalindustrie als grondstof voor de chemische industrie.

Technisch, economisch en ecologisch voordeel

Deze methode van productie is goedkoper en veel milieuvriendelijker dan de gebruikelijke manier waarbij ureum wordt vervaardigd uit aardgas. Ureum is een veel gebruikte meststof en daarnaast grondstof in de chemische industrie. De vraag naar dit product vertoont een stijgende lijn. Staalbedrijven kunnen zo een extra inkomstenbron aanboren en verdienen aan het terugdringen van CO₂ in hun productieproces.

TNO heeft met projectpartners de voordelen onderzocht op zowel technisch, economisch als ecologisch gebied. Ureum maken zonder aardgas leidt dankzij deze toepassing tot een CO₂-reductie van tenminste tien procent. Zodra grote infrastructurele projecten voor transport en opslag van CO₂ als Porthos in de Rotterdamse haven en Athos in de regio Amsterdam-IJmuiden klaar zijn, kan de staalindustrie de afgevangen CO2 hierheen transporteren en de voetafdruk verder verminderen met zeventig procent.

Internationale samenwerking

In STEPWISE en BOF2UREA werkte TNO samen met onderzoeksinstituut Swerim uit Zweden, technologieleverancier Stamicarbon, staalproducent ArcelorMittal Belgium en Kisuma Chemicals uit Veendam. In STEPWISE is op industriële schaal aangetoond dat CO₂ met behulp van de adsorptietechnologie voor een groot deel uit het productieproces is te verwijderen.

Het begin 2020 afgeronde project BOF2UREA heeft laten zien dat uit het restgas BOF kostenefficiënt ureum is te produceren met veel minder CO₂-uitstoot als gevolg. Het project INITIATE bouwt hier op voort. Het is de bedoeling een demonstrator te bouwen op industriële schaal om het proces op een nog hoger niveau te tillen en rijp te maken voor marktintroductie.