PROducts of Value from various CO2 sources, Enabled by Integrating Technologies

Aanleiding

CO2-emitting industries must reduce their greenhouse gas emissions to limit global warming while maintaining their competitiveness. Technology exists to capture off-gassed CO2.

De vraag is wat te doen met CO2 zodra het is gevangen. Methanol is momenteel geproduceerd uit aardgas in het buitenland en geëxporteerd naar Europa. Methanol is een bouwsteen voor het produceren van talrijke materialen in Nederland, inclusief Twente.

Technologieën bestaan die het mogelijk maken om de off-gassed CO2 uit de industrie te verzamelen en methanol lokaal te produceren. Het probleem is dat deze technologie niet efficiënt genoeg is om methanol tegen een concurrerende prijs te maken.

De partners in het PROVE IT-project omvatten methanolgebruikers, technologieontwikkelaars, CO2-off-gasproducenten en energieproducenten. Het project omvat ook systeemintegratie-onderzoekers en katalytische R&D-bedrijven.

De locatie van het project in Twente biedt een grote markt en vergroot de kans op succes van het project. Het transformeren van petrochemisch gebaseerde technologie naar een technologie op basis van gevangen CO2-off-gas is een belangrijke stap naar een duurzame koolstoflevenscyclus binnen de chemische industrie die de werkgelegenheid vergroot.

Doelstelling

In het MOOI-thema 'Industrie' past het PROVE IT-project in het sub-thema 'Industrie'. Verder, zoals voorgeschreven in het 6e deel van Missie C in het Meerjarig Missiegedreven Innovatieprogramma (MMIP6) in Energie en Klimaat onder de Integrale Kennis- en Innovatieagenda (IKIA), werkt dit project aan de innovatietaak 'Systeemanalyse' en 'Duurzame processen voor hoogwaardige bulkchemicaliën uit CO2'.

In de 'systeemanalyse' taak is de productie van methanol direct uit CO2 decennialang tegengehouden door inconsistente productie en opvang van de bouwstenen voor dit proces. Tot voor kort was integratie op systeemniveau onmogelijk. In dit project zullen we dit oplossen.

Voor de 'duurzame processen' taak zijn in het verleden directe CO2-naar-methanol conversietechnologieën ontwikkeld om het concept te bewijzen. De technologie is momenteel nog steeds inefficiënt. Veel aspecten van het proces moeten worden verbeterd. PROVE IT zal de conversietechnologie zelf verbeteren en optimale katalytische omstandigheden ontwikkelen voor het omzetten van CO2 uit industriële off-gassen in methanol.

Korte omschrijving

Het project duurt ongeveer drie jaar. We hebben het project verdeeld in drie resultaatgebieden. Elk resultaatgebied is verdeeld in afzonderlijke activiteiten.

1. In resultaatgebied 1 zullen we de beschikbaarheid van koolstofbronnen verkennen en de ontwikkeling van vraag en waarde van de afgeleiden voor CO2-naar-methanolproductie beoordelen. De antwoorden zullen de basis vormen voor besluitvorming over investeringen in het opschalen van deze nieuwe technologie. Het zal ook beleidsmakers helpen de noodzaak te erkennen om prikkels, straffen en regelgeving aan te passen.

2. In resultaatgebied 2 zullen we de geoptimaliseerde katalysatorproductiviteit, selectiviteit en levensduur definiëren voor het produceren van methanol uit een off-gas CO2-bron. High-throughput-experimenten zullen worden ingezet in combinatie met procesimulaties om katalysatordeactivatie en activiteit in de loop van de tijd te beoordelen met variërende procesomstandigheden, aanvoerstromen en recycle-composities.

3. Resultaat 3 toont de benutting van CO2 aan om methanol te produceren op een operationele productielocatie in Nederland. Het doel van het langetermijnveld lab is om de katalysatorproductiviteit, selectiviteit en levensduur te bevestigen zonder de methanolopbrengst in gevaar te brengen, met gebruik van puur gevangen CO2 van de Twence-fabriek.

Resultaat

PROVE IT zal het mogelijk maken om methanol te produceren uit gevangen industrieel CO2. Terwijl we aanvankelijk de katalytische reactor in Twente aanpassen, heeft de katalytische reactor van het project uiteindelijk potentiële toepassingen bij andere CO2-puntbronnen, zoals de haven van Rotterdam.

De impact van dit project zal leiden tot een aanzienlijk deel van de MMIP – Closing industrial chains CO2-emissiereductiedoelstelling in de IKIA, die is vastgesteld op 35 Mton CO2/jaar voor de industrie. Aangezien CO2-productie geen beperkende factor is, is de limiet voor de CO2-conversie de methanolmarkt.

De methanolmarkt in Europa in 2017 was 7,5 Mton methanol/jaar. 7,5 Mton methanol/jaar staat gelijk aan een CO2-besparing van ongeveer 10 Mton CO2/jaar in Europa.

Een ander resultaat is de sociale impact van een op schone technologie gebaseerde en systemen-geïntegreerde economische ecosysteem in Twente. Een CO2-naar-methanol conversiefabriek zou honderden mensen lokaal in dienst nemen en onderzoeks- en ontwikkelingsbanen bieden. Dit alles terwijl een schone omgeving wordt bevorderd.