Wereldwijd mislukken projecten om CO2 op te slaan. Heeft CCS wel een kans in Nederland?

 Wereldwijd vallen de resultaten van CO2-afvangfabrieken tegen, een studie laat zien dat blauwe waterstof vervuilender is dan aardgas en in het VK stapte de voorzitter van een lobbyclub voor CCS op.

17-9-2021

Het is een kleine greep uit de recente berichtgeving rond het afvangen en opslaan van CO2. Wat is er aan de hand met de techniek die ons de komende jaren voor een CO2-overdosis moet behoeden?

Het moest dé CCS-showcase worden van Amerikaanse oliereus Chevron: project Gorgon. Een aardgasproject in West-Australië waarin de Greater Gorgon-gasvelden worden leeggepompt. Het project kreeg steun van de overheid vanwege de bijkomende belofte: over de eerste vijf jaar van het project zou maar liefst 80 procent van alle CO2-emissies worden afgevangen.

Dat was in 2017. Bijna vijf jaar en drie miljard Australische dollar (ongeveer 1,87 miljard euro) verder vallen de resultaten flink tegen. Naar verwachting is slechts 30 procent van alle emissies afgevangen.

Wat is CCS?

CCS staat voor carbon capture and storage: het afvangen en opslaan van CO2 uit schoorstenen en andere bronnen. Het is voor de (fossiele) industrie een gewild middel om de uitstoot te verminderen, omdat het in potentie op relatief korte termijn de CO2-uitstoot flink kan verminderen. Lege gasvelden in de Noordzee kunnen als reservoir dienen voor de afgevangen CO2. Ook kan CO2 in de toekomst een nuttige grondstof worden.

Weinig resultaat, veel geld

Eerder dit jaar sloot in Amerika de Petra Nova plant. De steenkoolfabriek met CCS-techniek die het jaar daarvoor nog de felicitaties van oud-president Trump ontving (“Happy Third Operating Anniversary, Petra Nova!”), moest krap een jaar later de deuren ‘voor onbepaalde tijd’ sluiten. De CCS-apparatuur gebruikte zoveel energie dat eigenaar NRG Energy een volledig nieuwe gascentrale moest openen om aan de energievraag te voldoen. Petra Nova bleek niet meer rendabel, en bovendien meer uit te stoten doordat de CO2 die het afving werd gebruikt om meer fossiele brandstoffen te maken.

De sluiting van Petra Nova volgt een andere CCS-mislukking op in Mississippi. In 2018 werd in de Amerikaanse staat de stekker getrokken uit het Kemper Project. De kosten, zo’n 7,5 miljard dollar, vielen hoger uit dan gepland en machinerie kampte met allerlei technische mankementen. De Britse krant The Guardian ontdekte later dat de top van het bedrijf al jaren op de hoogte was van onoverkomelijke technische problemen.

CCS-fabrieken wereldwijd

Volgens de Global CCS Institute zijn er 65 commerciële CCS-fabrieken in de wereld. 26 zijn operationeel, 2 projecten zijn geschrapt, 3 worden verbouwd, 13 zijn op papier in ontwikkelingen en 21 zijn in een vroeg bouwstadium.

Blauwe waterstof vervuilender dan aardgas

Naast technische en financiële problemen in fabrieken rommelde het op beleids- en wetenschappelijk niveau ook rond CCS, specifiek over blauwe waterstof. Hierbij wordt waterstof geproduceerd met fossiele brandstoffen, waarna de vrijgekomen CO2 wordt afgevangen en opgeslagen. In het Verenigd Koninkrijk stapte Chris Jackson, voorzitter van de lobbyclub voor blauwe waterstof op, omdat hij niet meer geloofde in de duurzame potentie. Volgens hem was blauwe waterstof ‘at best an expensive distraction, and at worst a lock-in for continued fossil fuel use’. Zijn ontslag volgde vlak na een studie naar blauwe waterstof van Cornell University. De universiteit concludeerde dat de totale uitstoot die gemoeid gaat met het opslaan van afvangen van CO2 vervuilender is dan het direct verbranden van aardgas. De resultaten werden overigens al vrij snel in twijfel getrokken. De onderzoekers gingen uit van een methode van blauwe waterstofproductie met aardgas gewonnen uit fracking, met relatief hoge methaanemissies en beperkte CO2-afvang (65 procent). Ook onderzoeksinstituut TNO nuanceerde de bevindingen.

Belofte van CCS

CCS lijkt met meerdere problemen te kampen. De resultaten van grootschalige buitenlandse projecten vallen tegen, waarbij met name de kosten geregeld hoger uitpakken dan van tevoren gedacht. Tegelijkertijd wordt de duurzaamheidswinst van CO2-opslag in twijfel getrokken. Tegenstanders van CCS zien het als een excuus van fossiele bedrijven om door te gaan met milieubelastende praktijken. Ze vrezen voor een lock-in effect, waarbij vervuilende fabrieken langer openblijven door een CCS-kapitaalinjectie die zich terug moet verdienen. Overheden kunnen hun geld dan beter direct investeren in schone energieontwikkeling zoals zonne- en windenergie. Toch wordt CCS overal genoemd als deel van de oplossing van het klimaatproblemen. Ook in het Klimaatakkoord speelt CCS een belangrijke rol. Maar met alle kennis die er nu is, kan CCS nog wel zijn belofte waarmaken?

IPCC

Het klimaatpanel van de VN IPCC ziet CCS als een essentieel middel om CO2-emissies de komende decennia drastisch te verlagen. In de scenario’s waarin de opwarming van de aarde tot 1,5 graad beperkt blijft, wordt er volgens het laatste rapport tot 2050 cumulatief tot 300 gigaton CO2 afgevangen. Om uiteindelijke negatieve emissies te realiseren, blijft ook na 2050 CCS een belangrijke rol spelen, maar dan in combinatie met bio-energie. Per 2020 is de jaarlijkse CO2-afvangcapaciteit slechts 40 miljoen. Hoeveel CO2 er daadwerkelijk wordt afgevangen is onbekend.

“Het zijn terechte zorgen”, zegt TU Delft professor Energy System Analysis Kornelis Blok, en hoofdauteur van het IPCC. “CCS is geen nieuwe ontdekking. We doen het al sinds de jaren '90. Het is eigenlijk ook een vrij basaal chemisch proces. Maar de voornaamste reden dat projecten op dit moment niet slagen komt doordat CCS-fabrieken tot nu toe niet rendabel zijn. Dit komt door een veel te lage CO2-prijs.”

Uitstoten goedkoper dan afvangen

Tot voor kort kostte het uitstoten van een ton CO2 ongeveer 10 euro. Sinds dit jaar is dat in Europa verhoogd naar 50 euro. Maar het afvangen van CO2 kost 70 tot 100 euro per ton. Het is dus goedkoper om CO2 uit te stoten dan af te vangen. Helemaal in landen als de VS, waar nog geen CO2-prijs is. Blok: “Hoewel de techniek redelijk uitgekristalliseerd is, zit de grootste kostenpost in het draaiende houden van CCS-machines. Dat kost heel veel energie. Hoe minder CO2 een fabriek afvangt, hoe minder het kost.”

Blok verwacht dat toekomstige technologische innovaties voor CCS niet direct zullen zorgen voor een drastische prijsverlaging; een trend die rond 2010 wel werd ingezet voor energie uit zon en wind. Daarnaast zorgt het beperkte aantal operationele CCS-projecten dat de leercurve voor de techniek vrij vlak is. En commercieel gezien zijn zowel geslaagde als gefaalde projecten in de regel niet transparant over hun methodes.

CCS in Noorwegen

Voor succesverhalen over CCS wordt vaak gewezen naar Noorwegen. CO2-houdend gas uit het Sleipner-gasveld wordt al sinds 1996 in een nabijgelegen waterhoudende zandsteenlaag opgeslagen door het Noorse olie- en gasbedrijf Statoil. Het succes is voor een groot deel te wijten aan een financiële afweging van het bedrijf. Noorwegen voerde al langer een CO2-prijs (zo’n 40 euro per ton) in. Door de hoge hoeveelheid CO2 van het Sleipnergas, bleek het voor Statiol al snel voordeliger om de CO2 af te vangen.

CCS bij Tata Steel

Desondanks is CSS voor Blok nog steeds een cruciaal onderdeel in de klimaatpuzzel om tot 2050 de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer aan banden te leggen. Professor Future Energy Systems aan de TU Delft Ad van Wijk bevestigt dat er ‘technisch niks aan de hand is’ met CCS. “We doen het al decennia in de vorm van enhanced oil and gas recovery, bijvoorbeeld in de Verenigde Staten. Hierbij wordt CO2 in bijna lege olievelden gepompt om de laatste beetjes eruit te halen.”

Maar Van Wijk benadrukt dat CCS niet overal en altijd de oplossing is. “Post-combustion CCS, waarbij CO2 uit rookgassen van bijvoorbeeld een elektriciteitscentrale of fabriek wordt gezuiverd en afgevangen, is naar mijn idee geen slimme optie. In dit scenario zijn de fabrieken meestal te ver verwijderd van een beschikbaar leeg gasveld, waardoor kostbare infrastructuur nodig is om de CO2 rond te pompen.”

Van Wijk is om die reden dan ook geen voorstander van de plannen van Tata Steel om CO2 af te vangen (Project Athos). De ontwikkelingen voor staal maken met waterstof gaan volgens hem veel sneller, en kunnen een permanente oplossing bieden voor de verduurzaming van de industrie. Eerder deze maand maakte Tata Steel bekend definitief te kiezen voor waterstof voor de verduurzaming van hun fabriek.

CCS in Nederland

Eerder dit jaar kregen vier bedrijven (Shell, ExxonMobil, Air Liquide en Air Products) in de Rotterdamse haven twee miljard euro gereserveerd uit de SDE++ subsidiepot. Porthos, zoals het project wordt genoemd, wil CO2 van bedrijven op de Maasvlakte opslaan in een nabijgelegen gasveld in de Noordzee, zo’n 20 kilometer uit de kust. De bedrijven hebben de ambitie om jaarlijks 2,5 megaton CO2 op te vangen. Dat is iets minder dan de helft van de jaarlijkse uitstoot van de deelnemende aardolieraffinaderij Shell Pernis.

De CCS-kosten binnen project Porthos zijn geraamd op gemiddeld 80 euro per ton CO2. De overheid betaalt met de reservering het verschil met de huidige CO2-prijs. De reservering van twee miljard was destijds gebaseerd op een CO2-prijs van 25 euro per ton. Inmiddels is deze opgelopen tot 60 euro. Dit zou betekenen dat de overheid niet twee, maar nog ongeveer een miljard moet bijleggen. Naarmate de CO2-prijs verder stijgt, neemt het aandeel subsidie verder af.

Lastig vergelijken

“Het is de eerste keer in Europa dat een overheid op deze manier bijspringt”, zegt Mark Driessen, manager public affairs en vanaf het eerste uur betrokken bij Porthos. “Zowel binnen het Klimaatakkoord als financieel hebben we de steun van de overheid voor CCS in Nederland. Uiteraard volgen we andere projecten in het buitenland, maar het is moeilijk om die met onze situatie te vergelijken. Bedrijven zijn heel terughoudend om informatie te geven als er iets niet goed gaat en de karakteristieken zijn ergens anders vaak net weer even anders.”

Op basis van al het vooronderzoek heeft Driessen vertrouwen in het succes van Porthos. Hij verwacht half 2024 de eerste CO2 naar het lege gasveld te kunnen vervoeren. “Uit de simulaties blijkt dat het veilig en efficiënt kan. Ja, er is een kans op aanloopproblemen, en we zullen het opslagveld geleidelijk onder de juiste druk moeten brengen, om de volledige 2,5 megaton per jaar op te kunnen slaan – wat waarschijnlijk na ongeveer een jaar kan. Maar het moet gewoon goed gaan. We hebben het keihard nodig om de klimaatdoelen te halen.”

Overigens heeft Porthos de definitieve investeringsbeslissing nog niet genomen. Die komt pas als alle vergunningen zijn verstrekt. Die verwacht Porthos begin 2022.

Mislukte CCS-projecten in Nederland

In 2010 gingen de plannen om CO2 op te slaan in een ondergrondse ruimte onder een woonwijk in Barendrecht definitief niet door. De door Shell geïnitieerde proef kon rekenen op veel lokale weerstand. Ondanks instemming van de Tweede Kamer, gaf ‘een gebrek aan draagvlak’ uiteindelijk de doorslag.

In 2017 werd definitief de stekker gehaald uit het ROAD-project (Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratieproject). Elektriciteitsproducenten Engie en Uniper wilde CO2 afvangen van hun kolencentrales op de Maasvlakte en vervoeren naar de Noordzee. Door de hoge kosten en het vooruitzicht dat de centrales vervroegd dicht moesten staakten de bedrijven na jarenlang gesteggel het plan.

CCS noodzakelijk

Wetenschappers Blok en Van Wijk zien ook kansen voor Porthos. Blok: “In de toekomst hebben we waterstof en een meer geëlektrificeerd systeem. Maar tot 2030 zijn we ook nog afhankelijk van fossiele brandstoffen, en dus van CCS. Het is geen razend populair middel, maar als we het afwijzen kunnen we de brandstofsector maar beperkt decarboniseren.”

Van Wijk: “Het is een tijdelijke oplossing, maar wel een die kansrijk is. De techniek is er en de afstand naar het lege gasveld is goed te overbruggen. Uiteindelijk zal ook de raffinaderij van Shell moeten sluiten, maar voor nu zie ik geen andere oplossing voor het snel reduceren van uitstoot.”

"Natuurlijk is het wrang dat partijen als Shell subsidiegeld krijgen uit een pot voor de ontwikkeling van duurzame energie", voegt Van Wijk toe. “Het vervelende is alleen dat we er niet omheen kunnen. We moeten alle middelen aangrijpen: meer zon, sneller wind op zee en ook CCS.”

CHANGE INC