Technologie voor koolstofafvang

Koolstofafvang en -opslag (CCS) is het proces waarbij koolstof uit de atmosfeer wordt verwijderd (koolstofverwijdering of directe luchtafvang) of waarbij wordt voorkomen dat koolstof in de atmosfeer terechtkomt (koolstofafvang aan de bron). Koolstof is een bijproduct van veel industriële processen en veel fabrikanten zijn op zoek naar manieren waarop ze hun koolstofnuldoelstellingen kunnen halen. Koolstofafvang kan helpen om de uitstoot van koolstof, een directe oorzaak van de opwarming van de aarde, te verminderen. Koolstofafvang is een belangrijk wapen in ons arsenaal in de strijd tegen klimaatverandering.

Direct Air Capture and Storage (DAC+S) is een oplossing voor koolstofverwijdering: het vangt CO₂ rechtstreeks uit de lucht op, dat vervolgens permanent wordt opgeslagen of gebruikt als industrieel ingrediënt. Afvang na verbranding is de populairste vorm van koolstofafvang, aangezien centrales op fossiele brandstoffen achteraf kunnen worden uitgerust met CCS-technologie.

Koolstofafvang en -opslag (CCS) is een benadering die kan helpen bij het verminderen van emissies, omdat het fossiele CO₂ afvangt van puntbronnen en voorkomt dat het in de atmosfeer terechtkomt. Afvangtechnologieën zijn onder andere naverbranding, voorverbranding en oxyfuel.

Direct Air Capture-technologie maakt gebruik van roterende apparatuur zoals vacuümpompen om lucht aan te zuigen uit de atmosfeer, zodat de koolstof in de lucht zich kan binden aan chemicaliën die bekend staan als sorbents. Het sorptiemiddel wordt vervolgens verhit om het opgevangen kooldioxide vrij te laten komen.

Direct Air Capture and Storage (DAC+S) is een oplossing voor koolstofverwijdering: het vangt CO₂ rechtstreeks uit de lucht op, dat vervolgens permanent wordt opgeslagen of gebruikt als industrieel ingrediënt. Afvang na verbranding is de populairste vorm van koolstofafvang, aangezien centrales op fossiele brandstoffen achteraf kunnen worden uitgerust met CCS-technologie.

Directe luchtafvang (DAC) is het proces waarbij koolstofdioxide (CO2) rechtstreeks uit de atmosfeer wordt afgevangen en een stroom koolstofdioxide (CO2) wordt gegenereerd voor opslag of gebruik voor de productie van koolstofneutrale brandstof en windgas.

Kooldioxide wordt verwijderd wanneer de omgevingslucht in contact komt met chemische media, meestal sortbents of een waterig alkalisch oplosmiddel. De chemische media worden vervolgens ontdaan van het kooldioxide door de toepassing van warmte, wat resulteert in uitdroging en compressie.

Voorverbranding is het proces waarbij koolstof wordt verwijderd voordat de verbranding is voltooid. Dit proces wordt vaak toegepast in elektriciteitscentrales die werken op fossiele brandstoffen of in processen die veel CO2 produceren, zoals de productie van meststoffen en chemicaliën of afvalverbranding.

CO2 wordt opgevangen uit de gassen in de rookgassen of andere puntbronnen. Industriële koolstofafvang vóór verbranding is wijdverspreider en wordt momenteel gebruikt op kleinere schaal dan nodig zou zijn in een elektriciteitscentrale.

Bij koolstofafvang vóór verbranding, wanneer de fossiele brandstof gedeeltelijk wordt geoxideerd, bijvoorbeeld in een vergasser, reageert het CO uit het resulterende syngas (CO en H2) met toegevoegde stoom (H2O) en wordt het omgezet in CO2 en H2. De CO2 kan dan worden afgevangen uit een relatief zuivere uitlaatgasstroom. De H2 kan worden gebruikt als brandstof; de CO2 wordt verwijderd voor de verbranding.

Er zijn voor- en nadelen aan afvang vóór verbranding versus afvang na verbranding. CO2 wordt verwijderd na verbranding, maar voordat het rookgas de atmosferische druk bereikt. Dit proces is standaard en op dezelfde schaal als vereist voor elektriciteitscentrales in de meeste CO2-afvangprocessen binnen industriële toepassingen.

Zoals de naam al doet vermoeden, is afvang na verbranding het verwijderen van CO2 uit fossiele brandstoffen na verbranding. Koolstof wordt afgevangen vanaf de bron in het rookgas, meestal in elektriciteitscentrales die werken op fossiele brandstoffen. Deze volwassen technologie wordt gebruikt in een verscheidenheid van kleine en middelgrote koolstof zware industriële toepassingen. De technologie heeft het grote voordeel dat ze achteraf kan worden geïnstalleerd in bestaande systemen die koolstof produceren. Dat vermindert hun CO2-uitstoot aanzienlijk.

Koolstofafvang na verbranding verwijdert CO2 via amines (organische verbindingen die stikstofatomen met een eenpaar bevatten). Er zijn veel soorten amines, met verschillende eigenschappen die relevant zijn voor CO2-afvang. Een voorbeeld hiervan is monoëthanolamine (MEA) dat zeer sterk reageert met zure gassen zoals CO2. Monoethanolamine heeft een snelle reactietijd waardoor het een relatief hoog percentage CO2 kan verwijderen, zelfs in stromen met een lagere CO2-concentratie, waardoor het een zeer effectieve optie is voor CO2-verwijdering.

Oxy-fuel verbranding verbrandt brandstof in pure zuurstof. Om de vlamtemperaturen te beperken tot niveaus die te zien zijn tijdens meer conventionele verbranding, wordt het gekoelde rookgas gerecirculeerd en in de verbrandingskamer geïnjecteerd. Het grootste deel van het rookgas van oxyfuel bestaat uit waterdamp en CO2. De waterdamp wordt gecondenseerd door afkoeling. Dit resulteert in een bijna zuivere stroom CO2.

Zuurstofverbranding in krachtcentraleprocessen kan worden aangeduid als "nulemissie"-cycli. Dit is te wijten aan het feit dat de opgeslagen CO2 geen fractie is van de hoeveelheid die verwijderd wordt uit de rookgasstromen voor en na het afvangen van de verbranding. Een klein deel van de CO2 komt onvermijdelijk terecht in het gecondenseerde water. Welke op de juiste manier behandeld of verwijderd moeten worden om het label "nulemissie" te rechtvaardigen.

Koolstofafvang en -opslag (CCS) is een benadering die kan helpen om emissies te verminderen, omdat fossiele CO₂ wordt afgevangen bij puntbronnen en zo wordt voorkomen dat het in de atmosfeer terechtkomt. Afvangtechnologieën zijn onder andere naverbranding, voorverbranding en oxyfuel.

Directe luchtafvang en -opslag (DAC+S) is een oplossing voor koolstofverwijdering: het vangt CO₂ rechtstreeks uit de lucht op, dat vervolgens permanent wordt opgeslagen of gebruikt als industrieel ingrediënt.