BECCS: bio-energie met CO2-opslag, de meest omstreden route naar 'negatieve emissies'
Stel je een houtkachel voor die niet alleen warmte levert, maar ook actief CO2 uit de lucht haalt. Dat is in een notendop de belofte van BECCS: Bioenergy with Carbon Capture and Storage, oftewel bio-energie met CO2-afvang en -opslag. Het idee combineert twee bestaande technieken tot iets nieuws: energie opwekken uit planten en bomen (biomassa), en de CO2 die daarbij vrijkomt afvangen en diep onder de grond stoppen in plaats van de lucht in te laten gaan.
Het bijzondere zit in de volgorde der dingen. Een boom of energiegewas haalt tijdens het groeien CO2 uit de atmosfeer. Als je die plant vervolgens verbrandt voor energie, komt die CO2 weer vrij — normaal gesproken een gesloten kringloop zonder netto effect. Maar als je die CO2 bij de verbranding onderschept en ondergronds opslaat, is er per saldo CO2 uit de lucht verdwenen. Vandaar dat BECCS wordt gerekend tot de zogeheten negatieve-emissietechnologieën (NETs): technieken die niet alleen uitstoot voorkomen, maar de atmosfeer daadwerkelijk schoner achterlaten dan ervoor.
Wat is het precies?
BECCS bestaat uit een keten van stappen die elk op zichzelf al bestaande techniek zijn, maar die nog niet vaak op grote schaal aan elkaar zijn gekoppeld.
Het begint met het verbouwen of oogsten van biomassa: houtsnippers, houtpellets, landbouwresten, of speciaal geteelde energiegewassen. Tijdens de groei nemen deze planten via fotosynthese CO2 op uit de lucht en leggen die vast in hout, stengels en wortels.
Die biomassa wordt vervolgens gebruikt om energie op te wekken: door verbranding in een elektriciteitscentrale, door vergisting tot biogas, of door fermentatie (zoals bij de productie van bio-ethanol uit graan). Bij al deze processen komt CO2 vrij.
Die CO2 wordt afgevangen voordat hij de schoorsteen verlaat. Bij post-combustion capture — de meest gebruikte methode — wordt de rookgasstroom na verbranding door een chemische oplossing (meestal op basis van amines) geleid die CO2 selectief opneemt en later weer afgeeft in geconcentreerde vorm. Bij fermentatieprocessen zoals ethanolproductie is dit makkelijker: daar komt de CO2 al vrijwel zuiver vrij, zonder dat er veel gescheiden hoeft te worden.
Daarna wordt de afgevangen CO2 samengeperst tot een vloeistofachtige vorm, per pijpleiding of schip getransporteerd, en diep onder de grond geïnjecteerd — meestal in saline aquifers (poreuze gesteentelagen op meer dan een kilometer diepte, gevuld met zout water, ongeschikt voor drinkwater) of in lege olie- en gasvelden. Daar blijft de CO2 in theorie honderdduizenden jaren opgesloten onder een ondoordringbare gesteentelaag.
Het resultaat: CO2 die ooit uit de lucht kwam, gaat er via een omweg via de bodem weer in terug, in plaats van terug de atmosfeer in. Vandaar de term negatieve emissies — al is die uitkomst in de praktijk sterk afhankelijk van hoe duurzaam de biomassa is geteeld en getransporteerd, waarover verderop meer.
Wat wil men ermee bereiken?
BECCS speelt een opvallend grote rol in de klimaatscenario's van het IPCC, het klimaatpanel van de Verenigde Naties. Veel van de modellen die laten zien hoe de wereld onder de 1,5 of 2 graden opwarming kan blijven, gaan ervan uit dat de mondiale uitstoot na 2050 niet alleen naar nul daalt, maar dat er daarna netto CO2 uit de lucht wordt gehaald.
Die aanname heeft twee redenen. Ten eerste is er de zogeheten overshoot: veel scenario's verwachten dat de opwarming tijdelijk boven het doel uitkomt voordat negatieve emissies de temperatuur weer terugbrengen. Ten tweede zijn er sectoren die extreem lastig helemaal uitstootvrij te krijgen zijn — denk aan luchtvaart, cementproductie of landbouw — waarvan de resterende uitstoot volgens deze scenario's gecompenseerd moet worden door elders CO2 actief te verwijderen.
BECCS is aantrekkelijk voor beleidsmakers omdat het, anders dan bijvoorbeeld het planten van nieuwe bossen, in theorie tegelijk bruikbare energie (elektriciteit, warmte, biobrandstof) én permanente CO2-opslag levert. Het combineert dus klimaatdoelen met energievoorziening. Die dubbele belofte is precies waarom de techniek zo prominent in klimaatmodellen voorkomt — en waarom critici waarschuwen dat beleidsmakers er te makkelijk op leunen zonder dat de techniek al op de benodigde schaal bewezen is.
Voorbeelden uit de praktijk
Drax Power Station (Selby, Noord-Engeland, Verenigd Koninkrijk). Deze voormalige kolencentrale, ooit een van de grootste CO2-uitstoters van Europa, is grotendeels omgebouwd om op houtpellets te draaien — biomassa die deels wordt geïmporteerd uit de VS en Canada. Sinds 2019 draait er een pilotinstallatie die op kleine schaal CO2 afvangt. Drax heeft grootschalige plannen om dit uit te breiden naar volledige BECCS, maar het project ligt onder vuur vanwege twijfels over de duurzaamheid van de houtpelletketen (kap van bossen, transportuitstoot) en de hoge subsidies die het bedrijf ontvangt.
Stockholm Exergi, Värtan-centrale (Zweden). Deze op houtsnippers gestookte stadsverwarmings- en elektriciteitscentrale test sinds 2019 CO2-afvang. Het bedrijf heeft de ambitie om bij volledige opschaling zo'n 800.000 ton CO2 per jaar af te vangen en op te slaan, onder meer via Noorse opslaginfrastructuur. Een definitief investeringsbesluit voor de volledige installatie is in de afgelopen jaren herhaaldelijk besproken; de precieze actuele status van financiering en bouw is niet in detail publiek te verifiëren op het moment van schrijven.
ADM Illinois Industrial CCS-project, Decatur (Verenigde Staten). Bij dit project van agrifoodbedrijf Archer Daniels Midland (ADM) wordt sinds ongeveer 2017 CO2 afgevangen die vrijkomt bij de fermentatie van maïs tot bio-ethanol — een relatief zuivere en dus goedkoop af te vangen CO2-stroom. De CO2 wordt geïnjecteerd in de Mt. Simon Sandstone, een diepe zoutwaterlaag. Het project geldt als een van de langstlopende commerciële BECCS-achtige installaties, al zijn er in de loop der jaren ook rapporten geweest over monitoringsonregelmatigheden bij de opslag, waarvoor toezichthouders extra controle en aanvullend onderzoek eisten.
Ørsted, biomassacentrales (Denemarken). Het Deense energiebedrijf Ørsted kondigde in 2022 plannen aan om CO2-afvang toe te voegen aan zijn houtchips-gestookte warmtekrachtcentrales, onder meer bij Asnæs en Avedøre, met als doel bij te dragen aan de Deense ambitie om netto CO2 uit de atmosfeer te halen. Ook hier geldt dat de precieze voortgang van bouw en ingebruikname niet in detail onafhankelijk te bevestigen is op basis van de hier beschikbare informatie.
Hoe ver is de techniek?
De losse onderdelen van BECCS zijn stuk voor stuk bewezen technologie. CO2-afvang uit rookgassen wordt al decennia toegepast in de chemische industrie, en ondergrondse CO2-opslag gebeurt al sinds de jaren negentig op een handvol plekken wereldwijd, zoals Sleipner in Noorwegen. Wat nog grotendeels ontbreekt, is de combinatie op de schaal die klimaatscenario's veronderstellen: daar gaat het al snel om honderden miljoenen tot miljarden tonnen CO2 per jaar, wereldwijd.
De huidige, operationele BECCS-capaciteit wereldwijd vangt naar schatting slechts enkele miljoenen tonnen CO2 per jaar af — een fractie van wat nodig zou zijn om een merkbare rol te spelen in het mondiale koolstofbudget. Er gaapt dus een aanzienlijke kloof tussen de rol die BECCS in klimaatmodellen speelt en de daadwerkelijk gerealiseerde capaciteit.
De belangrijkste obstakels zijn niet louter technisch, maar vooral praktisch en economisch. CO2-afvang is duur en energie-intensief: het kost zelf ook energie om CO2 uit rookgassen te halen, wat de netto energie-opbrengst van een centrale verlaagt. Daarnaast is de beschikbaarheid van voldoende duurzame biomassa een groot vraagteken: grootschalige teelt van energiegewassen kan concurreren met voedselproductie en natuur, en het kappen van bossen voor houtpellets kan zelfs averechts werken als de bossen niet snel genoeg teruggroeien om de uitgestoten CO2 te compenseren. Ook ontbreekt op veel plekken nog de infrastructuur (pijpleidingen, opslaglocaties) om afgevangen CO2 daadwerkelijk permanent weg te zetten, en is langdurige monitoring van opslaglocaties nodig om lekkage uit te sluiten. Tot slot speelt maatschappelijk draagvlak: omwonenden van geplande opslaglocaties zijn niet altijd overtuigd van de veiligheid op lange termijn.
Wie werken eraan?
In het Verenigd Koninkrijk is Drax Group de belangrijkste speler, gesteund door Britse overheidssubsidies voor biomassa-elektriciteit. In Zweden trekt energiebedrijf Stockholm Exergi de kar, met steun van de Zweedse overheid die BECCS ziet als instrument om de eigen klimaatdoelen te halen. In Denemarken werkt Ørsted aan vergelijkbare plannen. In de Verenigde Staten is agrifoodbedrijf ADM een vroege speler, mede gestimuleerd door het Amerikaanse belastingkrediet 45Q, dat bedrijven financieel beloont voor iedere ton CO2 die zij afvangen en opslaan.
Noorwegen speelt een aparte rol: het land bouwt met het project Northern Lights gedeelde opslaginfrastructuur in de Noordzee, die door meerdere Europese BECCS- en CCS-projecten gebruikt kan worden om afgevangen CO2 per schip aan te voeren en ondergronds op te slaan.
Op kennisniveau volgen instanties als het IPCC en het Internationaal Energieagentschap (IEA) de ontwikkeling van BECCS nauwlettend in hun klimaat- en energiescenario's, terwijl gespecialiseerde onderzoeksorganisaties zoals IEAGHG (International Energy Agency Greenhouse Gas R&D Programme) en het Global CCS Institute de technische en beleidsmatige voortgang van CO2-afvang en -opslag wereldwijd in kaart brengen.