17 NUMMER 12 / DECEMBER 2023 THEMA BETON Door gebruik te maken van hernieuwbare energie kunnen deze brandstoffen klimaatneutraal worden geproduceerd. Door Stuttgart Airport wordt hiervoor samen met enkele partners, waaronder Schwenk, een haalbaarheidsstudie uitgevoerd naar de klimaatneutrale productie van synthetische kerosine op basis van groene waterstof en de CO2-emissies van de cementproductie. AMINES TECHNIEK Er zijn meerdere technieken om de CO2 die vrijkomt bij de cementproductie af te vangen. Zoals gezegd is het vooral van belang ervoor te zorgen dat de vrijkomende CO2 wordt geconcentreerd. Bij een fabriek in het Noorse Brevik gaat het om het gebruik van zogeheten amines. Er wordt nu volop gebouwd aan de installaties die nodig zijn om CO2 die vrijkomt bij de productie van portlandcementklinker vanaf 2024 af te vangen en permanent op te slaan. De technologie is ontwikkeld door de firma Aker Carbon Capture. Amines lijken op ammoniak en kunnen CO2 bij lage temperatuur (30 °C) opnemen en bij hogere temperatuur (120 °C) weer afgeven. De rookgassen worden eerst ontdaan van verontreinigingen, zoals stof, zwavel en stikstofoxiden. Daarna worden de rookgassen door een oplossing van amines geleid. De CO2 bindt zich aan de amines. De CO2-rijke amineoplossing wordt vervolgens met restwarmte van het ovenproces verhit, waardoor de CO2 weer vrijkomt en kan worden opgevangen. De CO2-arme amine-oplossing kan vervolgens na afkoelen weer worden hergebruikt in het proces. Met deze techniek kan tot 99 % van de CO2 uit de rookgassen worden gefilterd. De techniek met amines kan wereldwijd in de cementindustrie worden toegepast. Project De techniek met amines wordt toegepast bij het project ‘Brevik CCS’. Op kleine schaal werd bij de Noorse cementfabriek in 2014 de technologie getest met amines. Een haalbaarheidsonderzoek werd in 2016 afgerond. Het Brevik CCS project werd gestart in 2020 en is onderdeel van het project Longship van de Noorse overheid. Het Longship project omvat naast de CO2-afvang bij de cementproductie ook de afvang van CO2 van een afvalenergiecentrale in Oslo, het transport per schip van vloeibare CO2 naar een CO2-ontvangstterminal aan de Noorse kust en het vandaaruit via een pijpleiding transporteren van de CO2 naar de permanente opslaglocatie onder de Noordzee. De Noorse regering financiert zo’n tweederde (2,1 miljard euro) van de totale kosten van het Longship project. Permanente opslag Bij de cementfabriek zal jaarlijks 400.000 ton CO2 worden afgevangen, ongeveer 50 % van de totale CO2-emissie. De afgevangen CO2 wordt permanent diep onder de grond opgeslagen in geologische formaties. Het draagt daarmee direct bij aan beperking van de opwarming van de aarde. Noorwegen heeft al uitgebreide ervaring met de opslag van CO2 onder de zeebodem. Sinds 1996 is meer dan 1 miljoen ton CO2 afgevangen en opgeslagen. Voor het Longship project wordt een derde opslaglocatie ontwikkeld. Opslag onder de zeebodem is niet alleen permanent en veilig, maar er is ook heel veel opslagcapaciteit. Uit onderzoek is gebleken dat alleen al het Noorse deel van het continentaal plat ruimte biedt voor opslag van 80 miljard ton CO2. Dat komt overeen met de totale Noorse CO2-uitstoot gedurende 1.000 jaar. LEILAC TECHNIEK In het Belgische Lixhe, op een steenworp afstand van de Nederlandse grens, wordt hard gewerkt aan een oplossing om klinker te produceren zonder de uitstoot van broeikasgas CO2. Dat gebeurt in de proeffabriek LEILAC-1 van Heidelberg Materials. LEILAC staat voor Low Emissions Intensity Lime And Cement, oftewel kalk en cement met een lage emissie-intensiteit. De proeffabriek opende in 2019. De productiecapaciteit is 25.000 ton CO2-vrije portlandcementklinker per jaar. De resultaten zijn hoopvol en binnen enkele jaren komt er ook een tweede fabriek, maar dan met een vier keer zo grote capaciteit. De LEILAC-2 wordt gebouwd door Heidelberg Materials in Hannover. Die proeffabriek zou in 2025 in gebruik genomen moeten worden. Dat is voor de onderneming een nieuwe stap naar het volledig CO2-vrij produceren van cement. Voorlopig gaat het om tests en gaat de apart opgevangen CO2 weer de atmosfeer in, zoals normaal. Maar als de tests slagen en het proces ook op grotere schaal kan worden CEMENT&BETONCENTRUM Cement&BetonCentrum is de branchevereniging voor de cementindustrie in Nederland. De organisatie heeft vier leden: CCB, Dyckerhoff, Heidelberg Materials en Holcim. Cement&BetonCentrum houdt zich bezig met marktonderzoek, communicatie, kennisoverdracht, technisch onderzoek, belangenbehartiging en regelgeving. De organisatie richt zich op algemene cement- en betoninformatie, niet gebonden aan een specifieke toepassing. Belangrijk onderwerpen zijn duurzaamheid, gezondheid, veiligheid, bruikbaarheid en schoonheid. Informatie: www.cementenbeton.nl WATERSTOF EN KLIMAATNEUTRAAL CEMENT In Sleeswijk-Holstein, de noordelijkste deelstaat van Duitsland, werken tien partijen vanuit diverse industrieën samen aan het opzetten van een regionale groene waterstofeconomie onder de naam WESTKÜSTE100. Onderdeel van dit project is het afvangen en gebruiken van CO2 die vrijkomt bij de cementfabriek van Holcim in Lägerdorf, waardoor deze fabriek al voor 2030 klimaatneutraal zal zijn. Met zo’n 8.000 megawatt aan geïnstalleerde capaciteit is Sleeswijk-Holstein de deelstaat die de meeste windenergie produceert en deze capaciteit wordt nog verder uitgebreid. Voor de overgang naar een volledig CO2-vrije energievoorziening is echter opslag van groene stroom nodig, bijvoorbeeld in de vorm van waterstof. Met windenergie worden middels een elektrolyse-installatie van 30 megawatt waterstof en zuurstof geproduceerd. Door elektrolyse is namelijk water (H2O) te splitsen in waterstof (H2) en zuurstof (O2). De zuurstof wordt geleverd aan de cementfabriek van Holcim. Door zuivere zuurstof in plaats van lucht in de cementoven te blazen komt er zuivere CO2 vrij, die daardoor efficiënt kan worden afgevangen. De CO2 van de cementfabriek wordt samen met waterstof omgezet in methanol en vervolgens geraffineerd tot synthetische kerosine. De waterstof kan ook worden gebruikt om rechtstreeks huizen te verwarmen. Wanneer er een overschot aan waterstof is kan deze worden opgeslagen. De totale investering voor dit project wordt geschat op 89 miljoen euro, waarbij 36,5 miljoen euro wordt bijgedragen door het Duitse Ministerie van Economische Zaken en Klimaatbescherming. KLIMAATNEUTRAAL De bouw van een nieuwe oxyfuel cementoven bij Holcim moet resulteren in het afvangen van 1,2 miljoen ton CO2 per jaar. Daarmee zal deze cementfabriek in 2029 behoren tot één van de eerste volledig klimaatneutrale cementfabrieken ter wereld. Voor dit project is begin 2023 een subsidie van 110 miljoen euro toegekend door de EU. toegepast, dan kan het CO2 in lege gasvelden worden gepompt of als grondstof dienen. Hoe werkt het? Normaal gesproken wordt vermalen kalksteen in een voorverwarmoven gebracht, waarna de CO2 uit het gesteente vrijkomt. Daarna gaat het naar de draaioven waarin zich op een temperatuur van 1.450 °C klinker vormt, het belangrijkste bestanddeel van cement. Het vrijkomende CO2 vermengt zich met de rookgassen van de verbranding en is er niet meer eenvoudig uit te filteren. Dat is anders in de LEILAC-1. Daar is een techniek toegepast die het wèl mogelijk maakt het koolzuurgas afkomstig van de kalksteen te scheiden van de rest. Dat gebeurt als volgt: de vermalen kalksteen valt in een afgesloten stalen buis voordat het de oven in loopt. De stalen buis wordt van buitenaf verhit waardoor de kalksteen binnenin de buis wordt gesplitst in calciumoxide (CaO) en zuivere CO2 die kan worden afgevangen. Zo blijven de ovengassen en de CO2 die vrijkomt bij de ontleding van kalksteen van elkaar gescheiden. Er moet nog wel een alternatief worden gevonden voor het verwarmen van de ovens met aardgas. De ovens zouden elektrisch verwarmd kunnen worden, maar dan is de vraag of er voldoende hernieuwbare energie voorhanden is. LEILAC-2 Na de zeer goede resultaten in België besloot Heidelberg Materials samen met Calix en een Europees consortium een tweede demonstratie-installatie te bouwen: de LEILAC-2. Die proeffabriek komt in Hannover en kan vier keer zoveel cement produceren zonder CO2-uitstoot als LEILAC-1. Die vangt jaarlijks 25.000 ton broeikasgas af, LEILAC-2 heeft een capaciteit van 100.000 ton. Met deze opschaling zet het bedrijf een flinke stap. Als de installatie in gebruik is genomen en de productie op stoom is, kan Heidelberg Materials twintig procent van al het in Hannover geproduceerde cement maken zonder CO2-uitstoot. CONCLUSIE Er zijn in Europa dus al meerdere projecten die voor 2030 zullen resulteren in gedeeltelijk of geheel klimaatneutraal cement. Hiermee ligt de cementindustrie duidelijk op koers om cement en beton uiterlijk in 2050 volledig klimaatneutraal te kunnen produceren. De LEILAC-2 wordt gebouwd door Heidelberg Materials in Hannover. Die proeffabriek zou in 2025 in gebruik genomen moeten worden. Dat is voor de onderneming een nieuwe stap naar het volledig CO2-vrij produceren van cement. Werkingsprincipe LEILAC. Vermalen kalksteen valt in een afgesloten stalen buis voordat het de oven in loopt. De stalen buis wordt van buitenaf verhit waardoor de kalksteen binnenin de buis wordt gesplitst in calciumoxide (CaO) en zuivere CO2 die kan worden afgevangen.
RkJQdWJsaXNoZXIy NTI5MDA=