Tweet

CO2-vrije stroom dankzij nieuwe technologie /1 reactie

De groep Chemical Process Intensification van de TU Eindhoven heeft een technologie ontwikkeld om energie te verkrijgen uit brandbaar gas, waarbij de CO2 eenvoudig opgevangen wordt, zonder groot energieverlies.

De Europese Unie stelde afgelopen maand 5 miljoen euro beschikbaar om in Spanje een demonstratie-installatie van 500 kW te bouwen met deze nieuwe technologie. De realisatie van dit project, waarvan de totale kosten acht miljoen bedragen, is in handen van een internationaal consortium van elf partijen uit zes landen, geleid door de Noorse onderzoeksorganisatie SINTEF. Vanuit Nederland zijn naast de TU Eindhoven ook ECN en het bedrijf Array Industries betrokken.

Conventionele elektriciteitscentrales stoten grote hoeveelheden CO2 (kooldioxide) uit. Ze zijn goed voor een kwart van de wereldwijde uitstoot van het broeikasgas CO2. De conventionele technieken om CO2 op te vangen bij centrales zijn zeer energie-intensief en duur, vooral doordat in de afvalgassen het CO2 en de stikstof gescheiden moeten worden. Onderzoekers van de TU Eindhoven, onder leiding van Martin van Sint Annaland, hebben daarom een technologie ontwikkeld waarbij stikstof en CO2 gescheiden vrijkomen, waardoor de kooldioxide eenvoudig opgevangen kan worden. Ze gebruiken hiervoor chemical looping.

Eenvoudig opvangen

In het chemical looping-proces verloopt de verbranding op een totaal andere manier dan normaal. In dit nieuwe proces wordt lucht door een zogenaamde gepakt-bedreactor geleid, waarin metaalkorreltjes zitten. De metaaldeeltjes reageren met de zuurstof in de lucht (oxidatie), waarbij veel warmte vrijkomt. De passerende lucht wordt hierdoor zo sterk opgewarmd dat er elektriciteit mee opgewekt kan worden. Pas in de stap daarna komt het gas (van fossiele of hernieuwbare brandstoffen) in de gepakt-bedreactor. Dat gas reageert met het op de korreltjes opgeslagen zuurstof (reductie), en vormt CO2 en water. Omdat het CO2 nu niet gemengd is met stikstof, kan het eenvoudig opgevangen worden, zonder dat dit veel energie kost. In de stap erna komt weer lucht in de reactor, enzovoorts.

De winst ten opzichte van de conventionele CO2-scheidingstechnieken is aanzienlijk. Volgens berekeningen is een elektriciteitscentrale met chemical looping ongeveer 20 procent efficiënter dan een conventionele centrale met CO2-opvang. Van Sint Annaland: “Het werkt natuurlijk alleen voor nieuw te bouwen centrales, voor bestaande centrales blijven we afhankelijk van CO2-scheiding achteraf. Maar in China wordt elke week een centrale opgeleverd; het zou mooi zijn als dit concept straks standaard in nieuwe centrales wordt toegepast.”

Puertollano

Afgelopen maand besloot de Europese unie vijf miljoen euro uit te trekken voor het project, dat in totaal acht miljoen kost. Het streven is om binnen een jaar te beginnen met de bouw van een 500 kW demonstratie-installatie, in het Spaanse Puertollano, bij projectpartner Elcogas. De TU Eindhoven onderzoekt nu wat precies de beste metaaldeeltjes zijn om te gebruiken in de reactor, samen met onder meer SINTEF, de Noorse projectcoördinator en Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN). Daarna volgt het ontwerp en de bouw van de demonstratiereactor, en de integratie ervan in de bestaande centrale. Het Nederlandse bedrijf Array Industries leidt deze fase, en bouwt de reactor. Doel van het project, met de naam DemoCLOCK*, is de economische en technische levensvatbaarheid van de nieuwe technologie aan te tonen.

Dubbel groen

Deze reactor zal geschikt zijn voor verschillende soorten gas, waaronder gas uit biomassa. Daarmee is het in potentie een ‘dubbel groene’ elektriciteitscentrale.