ETH-onderzoekers analyseerden verschillende mogelijkheden om de netto CO . te verminderen ₂ uitstoot van de chemische industrie tot nul. Hun conclusie? De chemische industrie kan namelijk een CO2-neutrale toekomst hebben.

De Zwitserse Federale Raad heeft besloten dat het land tegen 2050 CO2-neutraal moet zijn. Dit kan een uitdaging zijn voor het autoverkeer en de hele energiesector, maar niet onmogelijk - met systematische elektrificatie en het exclusieve gebruik van koolstofneutrale energiebronnen, bijvoorbeeld.

Zo'n omschakeling wordt voor de chemische industrie moeilijker. Terwijl voor veel andere industriële sectoren een van de belangrijkste zorgen hun energie-efficiëntie is, de chemische industrie moet ook de kwestie van de grondstoffen aanpakken. "polymeren, kunststoffen, synthetische textielvezels en medicijnen bevatten allemaal koolstof. Het moet ergens vandaan komen, " legt Marco Mazzotti uit, Hoogleraar procestechnologie aan de ETH Zürich. Stand van zaken, het overgrote deel van deze koolstof is afkomstig van olie en aardgas. Tijdens de productie, en wanneer de chemische producten aan het einde van hun levensduur worden verbrand of ontleden, ze geven CO . vrij ₂ .

Met behulp van concrete cijfers en methanolproductie als case study, Mazzotti en medewerkers van ETH Zürich en de Universiteit Utrecht hebben nu systematisch verschillende benaderingen vergeleken die gericht zijn op het verminderen van de netto CO ₂ emissies van de chemische industrie tot nul. De belangrijkste conclusie uit de nieuwe studie is dat het doel om netto nul CO ₂ emissies in de chemische industrie wel haalbaar is. Echter, alle benaderingen die de studie heeft onderzocht om dit doel te bereiken, hebben zowel voor- als nadelen, die zich in verschillende regio's van de wereld anders manifesteren. In aanvulling, alle drie de concepten vragen meer energie (in de vorm van elektriciteit) dan de huidige productiemethoden.

CO . vastleggen ₂ of gebruik biomassa

• Eén benadering is het blijven gebruiken van fossiele hulpbronnen als grondstof, maar systematisch CO . afvangen ₂ uitstoot en ze ondergronds vast te leggen met behulp van een proces dat bekend staat als koolstofafvang en -opslag (CCS). Het grote voordeel hierbij is dat de huidige industriële productieprocessen niet veranderd hoeven te worden. Echter, de opslagplaatsen moeten qua geologie geschikt zijn, het aanbieden van bijvoorbeeld diepe sedimentaire lagen die zout water bevatten. Dergelijke sites zijn niet overal ter wereld te vinden.
• Een andere benadering zou zijn dat de industrie koolstof uit CO . gebruikt ₂ vooraf uit de lucht of uit industriële afvalgassen opgevangen. Dit proces wordt koolstofafvang en -gebruik (CCU) genoemd. Waterstof die nodig is voor chemische producten zou met elektriciteit uit water worden gehaald. De aanpak omvat een ingrijpende herziening van chemische productieprocessen en de wederopbouw van grote delen van de industriële infrastructuur. In aanvulling, het vereist een extreem grote hoeveelheid elektriciteit - zes tot tien keer meer dan CCS. "Deze methode kan alleen worden aanbevolen in landen met een CO2-neutrale elektriciteitsmix, "Mazzotti legt uit, vervolg:"We tonen duidelijk aan dat het gebruik van grote hoeveelheden elektriciteit uit kolen- of gascentrales, in feite, veel slechter zijn voor het klimaat dan de huidige productiemethode op basis van fossiele brandstoffen."
• Een laatste optie zou zijn om biomassa (hout, suiker planten, olieplanten) als grondstof voor de chemische industrie. Hoewel deze methode minder elektriciteit vereist dan de andere, er is zeer intensief landgebruik nodig om de gewassen te verbouwen - er is 40-240 keer meer land voor nodig dan bij de andere benaderingen.

De toekomst van vliegen

Mazzotti en zijn co-auteurs baseerden hun onderzoek op de productie van methanol, die vergelijkbaar is met het proces dat wordt gebruikt voor het produceren van brandstoffen. Hun werk informeert daarom ook de discussie over toekomstige vliegtuigbrandstoffen, zoals Mazzotti opmerkt:"We horen het keer op keer, zelfs van deskundigen, dat de luchtvaart alleen koolstofneutraal kan worden door het gebruik van synthetische brandstoffen, "zegt hij. "Maar dat is niet waar." Het produceren van synthetische brandstoffen is een extreem energie-intensief proces. Als daarvoor elektriciteit uit kolen- of gascentrales zou worden gebruikt, synthetische brandstoffen zouden een nog grotere ecologische voetafdruk hebben dan fossiele brandstoffen. Uit het onderzoek blijkt dat er ten minste twee haalbare alternatieven zijn voor synthetische brandstoffen:de luchtvaart zou fossiele brandstoffen kunnen blijven gebruiken als de CO ₂ uitgezonden door vliegtuigen werden gevangen genomen en elders opgesloten, of de brandstoffen kunnen worden gewonnen uit biomassa.