Een nieuwe gasverbrandingsmethode die de noodzaak van dure gasscheiding wegneemt, is met succes opgeschaald. De nieuwe methode heeft een efficiëntiestraf voor gas-naar-stoom die veel lager is dan die van alternatieve CO2-afvangtechnologieën, evenals een vermindering van de kosten van CO2-vermijding met 60 % in vergelijking met wassen met amine. Het consortium is nu al aan het kijken om het uit te breiden naar biomassaverbranding.

Hoewel schoner dan de verbranding van ruwe olie of steenkool, huidige methoden om aardgas te verbranden nog steeds CO2 genereren als onderdeel van een rookgasmengsel inclusief stikstof, waterdamp en andere stoffen.

In deze vorm, de CO2 kan niet worden opgeslagen of gerecycled. Dit heeft onderzoekers die in het kader van het SUCCESS-project (Industriële stoomopwekking met 100 % koolstofafvang en onbeduidende efficiëntiestraf - Scale-Up of oxygen Carrier for Chemical-looping-verbranding met behulp van milieuvriendelijke materialen) gefinancierd werden, ertoe aangezet om op zoek te gaan naar een levensvatbare, alternatieve verbrandingsmethode die ze vonden in 'Chemical looping burning' (CLC).

Wat maakt CLC zo'n veelbelovende oplossing voor het afvangen en opslaan van koolstof?

Het grootste voordeel van de CLC-technologie is het feit dat lucht en brandstof nooit worden gemengd, terwijl de stap van de energie-intensieve gas-gasscheiding (afscheiding van CO2 uit een uitlaatgasstroom), wat gebruikelijk is bij andere technologieën voor het afvangen van koolstof, wordt vermeden. Dit vermindert de energiekosten van CO2-afscheiding drastisch.

Wat was de rol van SUCCESS in de verdere ontwikkeling ervan?

Het SUCCESS-project richtte zich op de twee belangrijkste aspecten van de technologie:opschaling van de productie van zuurstofdragers en opschaling van het ontwerp van het reactorsysteem. Het hoofddoel van het project was om CLC-technologie klaar te maken voor demonstratie in het bereik van 10 MW brandstofverbruik. Met dat doel, productieprocessen voor zuurstofdragermateriaal werden opgeschaald naar multitonschaal en er werd een voor deze omvang geschikt reactorconcept gepresenteerd.

Wat waren de belangrijkste moeilijkheden die je tegenkwam en hoe heb je ze overwonnen?

De grootste moeilijkheden lagen in de opschaling van het zuurstofdragermateriaal van laboratoriumschaal naar multitonschaal. Deze opschaling omvat twee kritische aspecten:de identificatie van op industriële schaal/hoeveelheden beschikbare grondstoffen en de opschaling van het productieproces zelf.

Grootschalige productie van zuurstofdragermateriaal wordt uitgevoerd met behulp van grondstoffen die meer onzuiverheden bevatten dan schone chemicaliën die op laboratoriumschaal worden gebruikt. De uitdaging is om de impact van deze onzuiverheden op het eindproduct te identificeren en de meest geschikte grondstof te selecteren. Deze problemen zijn tijdens het project opgelost, en de materiaalproductie werd met succes opgeschaald met de productie van 3,5 ton materiaal.

De aanpak bestond uit het iteratief optimaliseren van grootschalige productie, d.w.z. regelmatige feedback tijdens het opschalingsproces van testen in pilot-units. Echter, we zien nog verdere mogelijkheden voor optimalisatie van het productieproces, wat leidt tot beter presterende materialen.

Hoe is de validatiefase verlopen?

De validatiefase is heel goed verlopen. De geproduceerde materialen zijn getest in verschillende pilot units van 10 kW tot 1 MW. De operatie met deze materialen was in alle eenheden succesvol. Vergelijking met benchmarkmaterialen laat zien dat de prestaties van het opgeschaalde materiaal vergelijkbaar zijn met die van het benchmarkmateriaal.

Wat heb je geleerd over het commerciële potentieel van CLC?

De technisch-economische analyse van de technologie toonde aan dat het grootste potentieel voor CLC van gasvormige brandstoffen, zoals aardgas of raffinaderijgas, is in de industriële stoomproductie. We zagen ook hoe cruciaal het is om de stap te maken naar de volgende schaal (in de orde van grootte van 10 MW) om operationele langetermijnervaring op te doen met de CLC-technologie.

Heeft u vervolgplannen?

Op basis van de resultaten van het project, we zijn ervan overtuigd dat de technologie klaar is voor demonstratie op de volgende schaal. Er zijn, echter, nog geen concrete vervolgplannen voor demonstratieprojecten.

Het zou ook van groot belang zijn om CLC-technologie te ontwikkelen voor het gebruik van biomassa voor energieproductie onder nul. Gezien het resterende koolstofbudget voor een stijging van minder dan 2 °C, Bio Energy CCS (BECCS) wordt steeds belangrijker. Dit is ook onderstreept in het laatste beoordelingsrapport van het IPCC. We zien een groot potentieel voor CLC op dit gebied.