André Oerlemans
23 juni 2023, 12:00

Groen plastic maken uit afgevangen CO2: TNO laat zien hoe het kan

Via elektrolyse kun je met wind- en zonnestroom groene waterstof maken uit water. Met bijna dezelfde techniek kun je ook grondstoffen voor plastic maken uit afgevangen CO2, bewijst onderzoeksinstituut TNO met het ZEUS-project.

Zeus co2 afvang 1 TNO-experts werken aan de grootste onafhankelijke testinstallatie in Europa voor CO2 elektrolyse: de ZEUS | Credits: TNO

Om in 2050 klimaatneutraal en circulair te worden, moet de chemische industrie stoppen met het gebruik van fossiele brand- en grondstoffen en geen CO2 meer uitstoten. Dat betekent elektrificatie van processen die nu nog met gas worden aangedreven, reductie van de CO2-uitstoot, gebruik van groene stroom, maar ook het gebruik van andere grondstoffen, zoals biomassa of gerecycled plastic. Om te kunnen verduurzamen zijn veel innovaties nodig.

Bouwstoffen plastic uit CO2

Tijdens een webinar
toonde TNO onlangs zijn veelbelovende elektrochemische techniek om het broeikasgas CO2 om te zetten in hoogwaardige, groene chemicaliën. De CO2 wordt afgevangen uit de schoorstenen en processen van de industrie. Via elektrolyse wordt er mierenzuur van gemaakt, dat nu al in schoonmaakmiddelen wordt gebruikt. Maar ook koolmonoxide voor synthetisch gas en ethanol en ethyleen, de bouwstoffen voor plastic.

Nu nog komt de koolstof in plastic – de C in het molecuul – vooral uit aardolie of aardgas. TNO kan die koolstof dus ook uit CO2 halen. Bijkomend voordeel: afvalgassen en reststromen van bedrijven worden ineens geld waard, omdat je er nuttige producten van kunt maken.

Vlaggenschip ZEUS

TNO begon in 2016 met het ontwikkelen van deze techniek en heeft die de afgelopen jaren flink opgeschaald. Inmiddels heeft het onderzoeksinstituut in Rijswijk een pilotinstallatie gebouwd waar CO2 via elektrolyse wordt omgezet in chemicaliën. Die heet ZEUS. Het is de grootste onafhankelijke installatie voor CO2-elektrolyse in Europa. “De ZEUS-pilot is het vlaggenschip van onze technologie. Het is een van de meeste geavanceerde opstellingen ter wereld”, zegt Matti van Schooneveld, senior business developer power-2-chemicals bij TNO.

Mobiele installatie

De installatie maakt uit CO2 1 kilogram mierenzuur of koolmonoxide per uur onder temperaturen van gemiddeld 85 graden Celsius. In een latere fase converteert de installatie CO2 tot andere basisgrondstoffen voor chemicaliën. Het is een mobiele unit, die ook ter plekke bij bedrijven getest kan worden. De volgende fase in de CO2-eletrolyse van TNO is om de CO2 direct uit de lucht te halen en te scheiden in een vloeibare oplossing. Volgens Van Schooneveld kan de chemische industrie met de ZEUS-technologie in de toekomst CO2-vrij en rendabel plastic produceren.

Lees ook:

Catch 22 in Energietransitie

Na de oorlog werden onze ogen pas echt geopend. ‘Handel durch Wandel’ bleek van een te rooskleurig mensbeeld getuigen. Rusland buitte onze afhankelijkheid van gas meteen uit, ondanks alle toenaderingen die een met elkaar verweven wereld leefbaar moest houden. En nu dreigt de strijd om grondstoffen de energietransitie nog verder aan het wankelen te brengen. Bedrijven worden speelbal van geopolitiek (ASML, Pirelli) en China is de nieuwe geduchte tegenstander, met macht over essentiële grondstoffen. Elektrische auto is de normEind oktober 2022 klonk er juichend geluid uit diverse Europese kelen. Europees Commissaris Frans Timmermans (Green Deal), GroenLinks-Europarlementariër Bas Eickhout en VVD-Europarlementariër Jan Huitema bezongen eendrachtig de zegeningen van het einde van de verbrandingsmotor: vanaf 2035 mogen auto’s en nieuwe bestelbusjes geen CO2 meer uitstoten, de elektrische auto is de norm. ‘Het was een harde strijd, maar het is gelukt’, zei Eickhout. En ‘met deze doelen creëren we duidelijkheid voor de auto-industrie en stimuleren we vernieuwing en investeringen bij de autoproducenten’, zei Huitema. Maar anderhalf jaar later ziet de wereld er heel anders uit. Eerst werd de deal afgezwakt onder druk van een Duitse politieke lobby aangevoerd door de FDP en minister van Transport Volker Wissing, ook auto’s die op e-fuel rijden mogen na 2035 worden verkocht. Belangrijker nog was de analyse van de Europese Rekenkamer afgelopen week. Die stelt dat het Europese streven om wereldleider te worden in accu’s en batterijen gevaar loopt. Controleurs van de Rekenkamer waarschuwen dat de EU ‘haar nul-emissiedoel voor 2035 niet haalt.’ De toegang tot grondstoffen is het grootste struikelblok. De Rekenkamer: ‘Geopolitieke en economische factoren kunnen de uitbreiding van de productiecapaciteit vertragen.’ Enorme wake up call Het ANP citeert voormalig Belgisch minister en lid van de Europese Rekenkamer (ERK) Annemie Turtelboom: ‘De batterij-industrie van de EU mag niet in dezelfde afhankelijke positie terechtkomen als de aardgasindustrie. Wat betreft de toegang tot grondstoffen, aantrekkelijkheid voor investeerders en kosten, bevindt de EU zich echter mogelijk in een zwakke positie.’ Een enorme wake up call om de afhankelijkheid van grondstoffen te reduceren. Voor de productie van batterijen heeft de EU namelijk lithium, mangaan en ruwe natuurlijke grafiet nodig van landen waarmee ze geen handelsovereenkomsten heeft. Juist in zo’n nijpende situatie gaat het om niet eerder bedachte oplossingen. Slimme samenwerkingsverbanden en partnerstrategieën zijn nodig om de juiste uitvoering in gang te zetten, in wat Paul Polman ‘the Decade of Action’ noemt. Honderd procent donkergroen handelen, vanuit het perspectief van de Sustainable Development Goals, de mondiale agenda om de planeet te beschermen, zal daarbij onmogelijk zijn. Zonder mijnbouw geen einde aan verbrandingsmotor De Volkskrant schrijft in een commentaar: ‘Geen schone toekomst zonder vuile handen.’ Om die schone toekomst ook in een onzekere wereld vol geopolitieke strijd te bereiken, zal mijnbouw een serieuze optie moeten zijn. De plannen van Noorwegen om aan diepzeemijnbouw te doen (waar kobalt, neodymium en dysprosium zit, nodig voor accu’s van elektrische auto’s) stuitten al op hevige weerstand. Het is een Catch 22 aan het worden: zonder mijnbouw geen einde van de verbrandingsmotor. Of straks in de hele EU in goedkope ‘Chinese Tesla’s’ rijden. Met files op Europese wegen vol NIO’s, BYD’s en XPENG’s, als blijk van een machtige arm die verder reikt dan je voor mogelijk hield.