Rookgasafvang: CO2 uit de schoorsteen vangen voordat die de lucht in gaat
Bij rookgasafvang wordt de kooldioxide (CO2) uit de rook van een fabriek of centrale gefilterd, vlak voordat die rook de schoorsteen uitgaat. In plaats van dat de CO2 rechtstreeks de atmosfeer in verdwijnt, wordt het gas afgezonderd, samengeperst tot vloeistof en vervolgens per pijpleiding of schip afgevoerd om ondergronds opgeslagen te worden of elders te worden hergebruikt.
Een handige vergelijking: denk aan een roetfilter op een dieselauto, dat fijnstof uit de uitlaatgassen haalt voordat die de lucht in gaan. Rookgasafvang doet iets vergelijkbaars, maar dan voor CO2, en op de schaal van een hele fabrieksschoorsteen. Het is geen wondermiddel dat uitstoot laat verdwijnen zonder kosten of energie, maar een techniek die — mits goed toegepast — de klimaatimpact van hardnekkige vervuilers zoals staalfabrieken, cementovens en afvalverbranders kan verkleinen.
Wat is het precies?
Wanneer kolen, aardgas, afval of andere brandstoffen verbranden, ontstaat een mengsel van gassen dat het rookgas wordt genoemd: waterdamp, stikstof, wat resten van de brandstof, en CO2. Bij een normale centrale of fabriek verdwijnt dat hele mengsel via de schoorsteen de lucht in. Rookgasafvang grijpt in vlak voor dat punt.
De meest gebruikte methode heet post-combustion capture, wat simpelweg betekent: afvangen ná de verbranding. Het rookgas wordt door een grote tank geleid waarin het in contact komt met een vloeistof die amine bevat — een stikstofhoudende chemische verbinding die van nature de neiging heeft om CO2-moleculen aan zich te binden. Dit proces heet absorptie: de CO2 wordt als het ware opgezogen door de amine-oplossing, vergelijkbaar met hoe een spons water opneemt.
Nadat de amine-vloeistof verzadigd is met CO2, wordt ze naar een tweede tank gepompt en verhit met stoom. Door die warmte laat de amine de CO2 weer los, waarna het gas apart wordt opgevangen, samengeperst en getransporteerd. De amine-vloeistof zelf wordt daarna afgekoeld en opnieuw gebruikt om weer nieuw rookgas te "wassen". Dit hele cyclische proces staat ook wel bekend als amine-scrubbing.
Er bestaan ook twee alternatieve routes. Bij pre-combustion capture wordt de brandstof eerst omgezet in een gasmengsel waaruit CO2 al vóór de verbranding wordt gehaald — dit wordt vooral toegepast bij bepaalde industriële processen. Bij oxyfuel-verbranding wordt niet met gewone lucht verbrand, maar met (bijna) zuivere zuurstof, waardoor het rookgas grotendeels uit CO2 en waterdamp bestaat en makkelijker te scheiden is. Beide methoden zijn minder gangbaar dan post-combustion capture, maar worden in proefprojecten getest.
De overkoepelende term voor dit soort technieken is CCS: Carbon Capture and Storage, oftewel CO2 afvangen en opslaan. Wordt de afgevangen CO2 niet opgeslagen maar hergebruikt — bijvoorbeeld als grondstof voor synthetische brandstof of als voeding voor kassenteelt — dan spreekt men van CCUS: Carbon Capture, Utilization and Storage.
Wat wil men ermee bereiken?
Het doel is helder: minder CO2 in de atmosfeer, zonder te hoeven wachten tot elke fabriek en centrale volledig is omgebouwd naar schone energie. Voor sommige sectoren is dat ombouwen namelijk bijzonder lastig. Bij het maken van staal en cement komt CO2 niet alleen vrij door de verbranding van brandstof, maar ook door de chemische reactie in het productieproces zelf. Zelfs met 100 procent groene stroom blijft daar dus CO2 vrijkomen, tenzij het productieproces zelf verandert of de uitstoot wordt afgevangen.
Rookgasafvang wordt daarom vooral gezien als overbruggingstechniek voor deze "moeilijk te vergroenen" industrieën, in afwachting van fundamentelere oplossingen zoals waterstofstaal of nieuwe cementrecepten. Het is nadrukkelijk niet bedoeld als vervanging voor het terugdringen van uitstoot in sectoren waar dat wél relatief eenvoudig kan, zoals elektriciteitsopwekking met zon en wind. Klimaatwetenschappers en beleidsmakers, waaronder het IPCC (het klimaatpanel van de Verenigde Naties), zien CCS als één instrument naast vele andere, niet als hoofdroute.
Voorbeelden uit de praktijk
In de Rotterdamse haven wordt gewerkt aan het Porthos-project, een samenwerking van Havenbedrijf Rotterdam, Gasunie en EBN. Het plan is om CO2 van verschillende industriële bedrijven in de haven te verzamelen en via een pijpleiding naar een leeg gasveld onder de Noordzee te transporteren, waar het permanent wordt opgeslagen. Het investeringsbesluit viel in 2023, de bouw is gestart, en het project moet naar verwachting rond 2026 operationeel zijn.
In Saskatchewan, Canada, draait sinds 2014 de Boundary Dam-centrale van energiebedrijf SaskPower. Dit was destijds de eerste grootschalige kolencentrale ter wereld die met CCS werd uitgerust, en geldt als belangrijk testcase voor de haalbaarheid van afvang bij elektriciteitsopwekking.
Dichter bij huis vangt afvalverbrandingsbedrijf Twence in Hengelo CO2 af uit de rookgassen van de afvalverbranding en levert dit als vloeibare CO2 aan tuinders in de glastuinbouw, die het gas gebruiken om de groei van gewassen in kassen te stimuleren — een vorm van hergebruik in plaats van ondergrondse opslag.
In Noorwegen werken Equinor, Shell en TotalEnergies samen aan Northern Lights, een project voor het transport en de opslag van CO2 onder de Noordzee, onderdeel van het bredere Noorse programma dat bekendstaat als Longship. Noorwegen heeft op dit gebied al langer ervaring: sinds 1996 wordt bij het Sleipner-gasveld CO2 die vrijkomt bij de zuivering van aardgas ondergronds opgeslagen. Belangrijk om te vermelden: dit is geen rookgasafvang in strikte zin, omdat het niet gaat om CO2 uit verbrandingsgassen maar uit een gaswinningsproces. Sleipner geldt niettemin als een vroege en invloedrijke proeftuin voor de opslagtechnologie die ook bij rookgasafvang wordt gebruikt.
Hoe ver is de techniek?
De basistechnologie is niet nieuw. Amine-scrubbing wordt al decennia gebruikt in de chemische industrie om gassen te zuiveren. Het toepassen ervan specifiek om CO2 uit rookgassen van centrales en fabrieken te halen, op de schaal die nodig is om klimaatdoelen te halen, staat echter nog in de kinderschoenen. Wereldwijd zijn er enkele tientallen grootschalige CCS-installaties operationeel of in aanbouw, een fractie van wat volgens klimaatscenario's uiteindelijk nodig zou zijn.
Bij goed functionerende installaties wordt doorgaans 85 tot 95 procent van de CO2 uit het rookgas afgevangen. Dat klinkt indrukwekkend, maar er kleven serieuze haken en ogen aan. Het afvangproces zelf kost veel energie — vooral de stap waarbij de amine-vloeistof met stoom wordt verhit om de CO2 weer los te laten. Dit staat bekend als de energiepenalty: een centrale met CCS heeft extra brandstof of stroom nodig om hetzelfde te produceren, wat de kosten en het rendement drukt.
Een ander obstakel is infrastructuur. Afgevangen CO2 moet ergens heen: een pijpleidingnetwerk, opslagvaten, schepen, en uiteindelijk een geschikte ondergrondse locatie zoals een leeg gasveld. Die infrastructuur bestaat op de meeste plekken nog niet of is pas in aanbouw, zoals bij Porthos.
Tot slot is er een fundamenteel discussiepunt binnen de klimaatbeweging: sommige critici vrezen dat CCS wordt gebruikt als excuus om fossiele centrales en installaties langer open te houden, in plaats van sneller over te stappen op werkelijk uitstootvrije alternatieven. Voorstanders wijzen erop dat voor sectoren als cement en staal er simpelweg nog geen volwaardig alternatief op grote schaal beschikbaar is. Beide punten zijn valide, en de uiteindelijke rol van rookgasafvang in de energietransitie blijft onderwerp van debat.
Wie werken eraan?
Grote energiebedrijven als Shell, TotalEnergies en Equinor zijn nauw betrokken bij zowel de afvang- als de opslagkant van CCS-projecten, vaak in publiek-private samenwerkingen. Gespecialiseerde technologieleveranciers zoals het Noorse Aker Carbon Capture, het Japanse Mitsubishi Heavy Industries en het Amerikaanse Fluor bouwen de daadwerkelijke afvanginstallaties en amine-technologie.
Op onderzoeksgebied speelt in Nederland TNO een belangrijke rol bij het testen en verbeteren van afvangtechnieken en het adviseren van beleidsmakers. Internationaal monitoren organisaties als het IEA (International Energy Agency) en het Global CCS Institute de voortgang van projecten wereldwijd en publiceren zij jaarlijkse overzichten van de sector.
Wat landen betreft loopt Noorwegen voorop als het gaat om CO2-opslag onder de zeebodem, mede dankzij decennialange ervaring met Sleipner en de rol van de Noordzee als geschikte ondergrondse opslaglocatie. Nederland profileert de Rotterdamse haven nadrukkelijk als toekomstige CCS-hub voor Noordwest-Europa. Canada, de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk hebben eveneens operationele of geplande projecten, vaak gesteund door overheidssubsidies, omdat de techniek op dit moment zonder financiële steun nauwelijks rendabel is.