Groene waterstof uit staalafval en CO2 moet fors goedkoper worden

Van afvalstof tot brandstof

Onderzoekers van Ohio State University in de Verenigde Staten hebben een chemisch proces ontwikkeld dat kooldioxide (CO2) combineert met afvalstoffen uit de staalindustrie en kolencentrales. Het gaat om staalslak en vliegas, bijproducten die normaal weinig waarde hebben en vaak worden gestort. Door deze stoffen te laten reageren met CO2 ontstaat calciet, een zuiver mineraal dat wordt gebruikt in de bouw, de landbouw en de farmaceutische industrie. Het CO2 wordt daarbij permanent vastgelegd: het verandert van gas in vaste steen en kan niet meer ontsnappen naar de atmosfeer.

Het bijzondere aan de methode is dat dezelfde chemische reactie ook de productie van groene waterstof goedkoper maakt. Groene waterstof ontstaat normaal gesproken door water met behulp van elektriciteit te splitsen in waterstof en zuurstof, een proces dat elektrolyse heet. Dat kost veel stroom, waardoor groene waterstof duur blijft: wereldwijd betaal je in 2026 zonder subsidie tot 7 dollar per kilogram. De reactie met staalslak en vliegas verlaagt de hoeveelheid energie die nodig is om water te splitsen. Daardoor kan de waterstofproductie ook draaien op gewone stroom van het elektriciteitsnet, zonder dat dit ten koste gaat van de klimaatwinst.

Waarom dit een doorbraak kan zijn

Volgens de onderzoekers is het belangrijkste verschil met bestaande technieken voor koolstofafvang en -gebruik dat CO2 niet wordt gezien als lastig bijproduct, maar als grondstof. Het proces is een vorm van koolstofmineralisatie: CO2 wordt permanent omgezet in een vaste, bruikbare stof. Onderzoeksleider Tomaz Neves-Garcia noemt dat de kern van het idee: "In plaats van energie te verspillen, creëren we juist waarde en energie." Volgens hem is dat wat het proces potentieel zo impactvol maakt.

Als de waarde van het geproduceerde calciet wordt meegerekend, komen de onderzoekers uit op productiekosten van minder dan 1 dollar per kilogram, oftewel ongeveer 45 dollarcent per pond. Dat is aanzienlijk goedkoper dan de huidige marktprijs voor groene waterstof en zou de techniek zelfs kunnen laten concurreren met waterstof die traditioneel uit aardgas wordt gemaakt via steam-methane reforming, nu nog de goedkoopste maar meest vervuilende methode.

Grote klimaatimpact, geen subsidie nodig

Senior onderzoeker Robert Baker benadrukt dat de methode economisch aantrekkelijk kan zijn zonder afhankelijk te zijn van koolstofkredieten, overheidssubsidies of milieuregels. Als de techniek op grote schaal wordt toegepast binnen de staal- en energie-industrie, kan dat volgens de onderzoekers wereldwijd zo'n 500 miljoen ton CO2-uitstoot per jaar voorkomen, vergelijkbaar met de jaarlijkse uitstoot van een middelgroot land. De studie is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ACS Energy Letters. Volgens Neves-Garcia laat het onderzoek zien dat klimaatoplossingen niet per se duurder hoeven te zijn. "Ze kunnen ook simpeler, schaalbaar en economisch aantrekkelijk zijn", zegt hij. "We hebben nu de mogelijkheid om ze ook echt te implementeren."