Op 22 juni 2021 vond het online slotevenement van Carbon2Value (C2V) plaats. Tijdens dit symposium werd het vijfjarige project afgerond en werden de resultaten besproken van pilotstudies die zijn uitgevoerd door ArcelorMittal, Dow en LanzaTech. De belangrijkste conclusie: het programma om de koolstofafvalstroom uit de staalindustrie om te zetten in bouwstenen voor de chemische industrie levert inderdaad waarde op. De verbinding tussen de staalindustrie en de chemie gaat de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk verlagen.
De voorbije jaren voerden ArcelorMittal Belgium en Dow Benelux proeven uit met een nieuwe pilotinstallatie op de bedrijfsterreinen van ArcelorMittal in Gent die koolstofdioxide (CO2) en koolstofmonoxide (CO) afscheidt uit de gassen die ontstaan tijdens de productie van staal. Het afgescheiden en geconcentreerde CO2 wordt op die manier geschikt gemaakt voor Carbon Capture and Storage (CCS of opslag) of Carbon Capture and Utilization (CCU of utilisatie) en de CO kan door Dow en ArcelorMittal worden omgezet tot waardevolle producten.
De inzet is, zegt Low Impact Steelmaking project manager Eric De Coninck van ArcelorMittal, ‘het eeuwige leven voor koolstof’. De Steelanol-installatie bij ArcelorMittal in Gent die vanaf 2022 met de LanzaTech-biotechnologie de CO gaat omvormen tot grote hoeveelheden duurzame ethanol, is daarvan een eerste illustratie. De pilotopstelling van Carbon2Value om via amines CO en CO2 af te scheiden uit het staalgas, heeft al vele duizenden stabiele praktijkuren gemaakt en is op weg naar operationele toepassing.
Technologie
Senior scientist Carbon Management Matthijs Ruitenbeek van Dow Benelux vat de ervaring daarmee samen: “De installatie kan meer dan 95 procent CO2 uit de hoogovengasstroom afvangen. In de resulterende CO-stroom zit heel weinig vervuiling. We zijn behoorlijk blij met de prestaties en zien de mogelijkheden om dit gas om te zetten in synthetische nafta gunstig in.”
Support manager Kristof Verbeeck van de Steelanol-site van ArcelorMittal geeft uitleg over een andere methode om CO en CO2 in onze industriële gassen te scheiden. De “Pressure Swing Adsorption” is een reeds beproefde technologie waarbij de gasdruk afwisselend verhoogt en verlaagt.
Melvin Moore, research scientist bij LanzaTech, geeft aan dat hoogovengassen niet de enige mogelijke grondstof zijn. De micro-organismen van zijn bedrijf kunnen verschillende afvalstromen aan – waaronder de directe omzetting van opgevangen CO2 en zelfs ongesorteerd vast huishoudelijk afval. Ze kunnen deze afvalstromen omzetten in verschillende chemische bouwstenen. Naast ethanol zijn dat ook aceton en isopropanol.
Haalbaarheid
Technology Officer – CO2 and Circular Economy Wim Van der Stricht van ArcelorMittal licht de technisch-economische haalbaarheid (TEA) en de Levenscyclusanalyse (LCA) van de Carbon2Value-technologie toe. “Het elektriciteitsverbruik van het Steelanol-proces is de belangrijkste factor. De manier waarop de elektriciteit lokaal is opgewekt (via kolen, gas, zon of wind) is daarbij bepalend. Hij verwacht dat de markt voor de geproduceerde duurzame ethanol zal groeien, onder andere dankzij nieuwe toepassingen zoals (luchtvaart)brandstof en hernieuwbare plastics. Deze toenemende vraag naar deze hernieuwbare producten vormt een goede basis voor een economisch haalbaar verhaal voor de omzetting van hoogovengas naar ethanol.
Ruitenbeek geeft aan, dat de omzetting van CO2 uit hoogovengas naar nafta direct 2,3 ton CO2-uitstoot per ton nafta vermijdt. Maar doordat er downstream ook nog energie uit de chemische conversie vrijkomt, loopt dit volgens het gehanteerde model in totaal op tot 7,6 ton CO2 per ton nafta als die energie wordt ingezet om CO2 af te vangen met de Carbon2Value amine technologie. Hij berekende een break-even voor deze CO2-nafta bij een olieprijs van 50 tot 75 dollar per vat. Daarmee komt hij zowel voor de duurzame ethanol als voor de duurzame nafta op een zeer belangrijk economisch potentieel, zeker ook gezien de ontwikkeling van de CO2-prijs in het European Trading System (ETS).
Panelgesprek: hoe gaan we verder?
Tijdens een afsluitend panelgesprek bekeken Anton van Beek (Dow), Manfred Van Vlierberghe (ArcelorMittal Belgium), Babette Pettersen (LanzaTech), Korneel Rabaey (Universiteit Gent), Tomas Wyns en Lieven Top (beleidsmakers uit de EU en Vlaanderen) de volgende stappen die nodig zijn om een circulaire koolstofeconomie te realiseren. Door koolstof af te vangen en te gebruiken, engageren de industriële partners zich om samen de overgang te maken naar koolstofneutraliteit tegen 2050. Ze hebben daarbij nood aan infrastructuur, de juiste regelgeving en de nodige financiering van de overheid.
Manfred Van Vlierberghe, CEO ArcelorMittal Belgium: “Ik ben trots op de topprestaties die hier vandaag zijn voorgesteld. Ze hebben een enorm effect op de daling van de CO2-emissies uit het integrale staalproductieproces. Afvalstromen omzetten in grondstoffen vormt een unieke kans om ons leiderschap op het vlak van duurzaamheid te tonen en onze ambitie van klimaatneutraliteit tegen 2050 concreet vorm te geven.”
Anton van Beek, President Western Europe & Chairman Board Dow Benelux: “ArcelorMittal en Dow hebben allebei de ambitie om leidend te zijn in de energietransitie. We hebben beide de schaal om echte impact te hebben. Eén van de manieren om dat te doen is om de koolstofstroom uit het staalproductieproces in te zetten als chemische bouwsteen en zo te zorgen dat die koolstof nooit zijn waarde verliest.”
Babette Pettersen, Vice-President Europe, LanzaTech: “We mogen ons gelukkig prijzen dat we met ArcelorMittal en Dow als wereldwijde leiders in staal en chemie én als pioniers kunnen werken. We realiseren in Gent de eerste fabriek in Europa die uit een koolstofafvalstroom duurzame ethanol produceert.”
