CO2-vrije stroomopwekking in Spanje dankzij TU/e-technologie
Geplaatst: 11 mei, 2011
Conventionele elektriciteitscentrales stoten grote hoeveelheden CO2
(kooldioxide) uit. De TU/e-groep Chemical Process Intensification heeft
een technologie ontwikkeld om energie te verkrijgen uit brandbaar gas,
waarbij de CO2 eenvoudig opgevangen wordt, zonder groot energieverlies.
De Europese Unie stelde afgelopen maand 5 miljoen euro beschikbaar om
in Spanje een demonstratie-installatie van 500 kW te bouwen.
De realisatie van dit project, waarvan de totale kosten acht miljoen
bedragen, is in handen van een internationaal consortium van elf
partijen uit zes landen, geleid door de Noorse onderzoeksorganisatie
SINTEF. Vanuit Nederland zijn naast de TU Eindhoven ook ECN en het
bedrijf Array Industries betrokken.
Elektriciteitscentrales zijn goed voor een kwart van de wereldwijde
uitstoot van het broeikasgas CO2 . De conventionele technieken om
CO2 op te vangen bij centrales zijn zeer energie-intensief en duur,
vooral doordat in de afvalgassen het CO2 en de stikstof gescheiden
moeten worden. Onderzoekers van de TU Eindhoven, onder leiding van
prof.dr.ir. Martin van Sint Annaland, hebben daarom een technologie
ontwikkeld waarbij stikstof en CO2 gescheiden vrijkomen, waardoor de
kooldioxide eenvoudig opgevangen kan worden. Ze gebruiken hiervoor
'chemical looping'.
Eenvoudig opvangen
In het chemical looping-proces verloopt de verbranding op een totaal
andere manier dan normaal. In dit nieuwe proces wordt lucht door een
zogenaamde gepakt-bedreactor geleid, waarin metaalkorreltjes zitten. De
metaaldeeltjes reageren met de zuurstof in de lucht (oxidatie), waarbij
veel warmte vrijkomt. De passerende lucht wordt hierdoor zo sterk
opgewarmd dat er elektriciteit mee opgewekt kan worden. Pas in de stap
daarna komt het gas (van fossiele of hernieuwbare brandstoffen) in de
gepakt-bedreactor. Dat gas reageert met het op de korreltjes opgeslagen
zuurstof (reductie), en vormt CO2 en water. Omdat het CO2 nu niet
gemengd is met stikstof, kan het eenvoudig opgevangen worden, zonder
dat dit veel energie kost. In de stap erna komt weer lucht in de
reactor, enzovoorts.
Nieuwe centrales
De winst ten opzichte van de conventionele CO2 -scheidingstechnieken
is aanzienlijk. Volgens berekeningen is een elektriciteitscentrale met
chemical looping ongeveer 20 procent efficiënter dan een conventionele
centrale met CO2 -opvang. Van Sint Annaland: Het werkt natuurlijk
alleen voor nieuw te bouwen centrales, voor bestaande centrales blijven
we afhankelijk van CO2 -scheiding achteraf. Maar in China wordt elke
week een centrale opgeleverd; het zou mooi zijn als dit concept straks
standaard in nieuwe centrales wordt toegepast.
Puertollano
Afgelopen maand besloot de Europese unie vijf miljoen euro uit te
trekken voor het project, dat in totaal acht miljoen kost. Het streven
is om binnen een jaar te beginnen met de bouw van een 500 kW
demonstratie-installatie, in het Spaanse Puertollano, bij
projectpartner Elcogas. De TU Eindhoven onderzoekt nu wat precies de
beste metaaldeeltjes zijn om te gebruiken in de reactor, samen met
onder meer SINTEF, de Noorse projectcoördinator en Energieonderzoek
Centrum Nederland (ECN). Daarna volgt het ontwerp en de bouw van de
demonstratiereactor, en de integratie ervan in de bestaande centrale.
Het Nederlandse bedrijf Array Industries leidt deze fase, en bouwt de
reactor. Doel van het project, met de naam DemoCLOCK*, is de
economische en technische levensvatbaarheid van de nieuwe technologie
aan te tonen.
Dubbel groen
Deze reactor zal geschikt zijn voor verschillende soorten gas,
waaronder gas uit biomassa. Daarmee is het in potentie een 'dubbel
groene' elektriciteitscentrale.
* DemoCLOCK: Demonstration of a cost effective medium size Chemical
Looping Combustion through packed beds using solid hydrocarbons as fuel
for power production with CO2 capture.
Betrokken partners naast de TU/e zijn SINTEF (Noorwegen,
projectcoördinator), Politecno di Milano (Italië), Verbia Nano
Technologies (Spanje), Vlaams Instelling voor Technologisch Onderzoek,
Energieonderzoek Centrum Nederland, Institute for Ecology of Industrial
Areas (Polen), Céramiques Techniques en Industrielles (Frankrijk),
Elcogas (Spanje), Foster Wheeler Italiana (Italië), Array Industries
(Nederland).
Technische Universiteit Eindhoven