Afvang koolstofdioxide Buggenum functioneert goed

Patrick Marx

Op 15 april was de officiële opening van de proefinstallatie die koolstofdioxide afvangt bij de Willem Alexander elektriciteitscentrale in het Limburgse Buggenum.

De koolstofdioxide-afvang bij de Willem Alexander Centrale is gebouwd terwijl de elektriciteitscentrale gewoon in bedrijf was. Kant en klare modules zijn naast de centrale in elkaar gezet en aangesloten tijdens een reguliere onderhoudsstop. Nu verraden slechts een zacht gezoem en enkele pluimpjes stoom dat de koolstofdioxide afvang, syngas en elektriciteitsproductie in vol bedrijf zijn. Het gekwaak van eenden in de Maas overstemt de geluiden van de centrale.

 

Nuon experimenteert in Buggenum met de precombustion capture techniek, die koolstofdioxide verwijdert, nog vóór de verbranding van het vergaste steenkool en biomassa. Uiteindelijk moet de techniek worden ingezet bij de toekomstige Magnum centrale in de Groningse Eemshaven.

 

Onlangs stelde Nuon de verbranding van steenkool en biomassa in deze Magnum centrale echter uit tot na 2020. Gebrek aan steun voor ondergrondse opslag van koolstofdioxide en afspraken met de milieubeweging zijn hier de oorzaak van. Technici en wetenschappers in Buggenum hebben niet zo’n moeite met het uitstel. Het geeft ze vijf jaar extra tijd om te experimenteren met hun veertig miljoen euro kostende precombustion koolstofdioxide capture pilot project. Het gaat om het opdoen van ervaring met het proces en met mogelijke brandstoffen zoals steenkool en biomassa. Arnoud Kamerbeek, directeur business development & projects van Nuon: ‘We spelen zelfs met het idee om in de Magnum centrale uitsluitend biomassa te gebruiken.’

 

Opdoen van ervaring

Het proces dat Nuon in Buggenum test, begint met syngas, een mengsel van waterstof en koolmonoxide dat overblijft na de vergassing van steenkool en biomassa. Het syngas stroomt samen met stoom over een katalysator van ijzerchroomoxide. De koolstofmonoxide reageert met water tot waterstof en koolstofdioxide. Het gasmengsel stroomt vervolgens door een absorber met dimethylether polyethyleenglycol waarin het koolstofdioxide oplost.

 

De koolstofdioxide komt weer vrij door de druk in de oplossing te verlagen, net zoals bij het openen van een fles priklimonade. Omdat de installatie in Buggenum alleen dient voor het opdoen van ervaring met het afvangen van koolstofdioxide, laat Nuon het gas vervolgens in de atmosfeer ontsnappen. Momenteel zijn er twee andere pilot plants die koolstofdioxide afvangen, in Spanje en Japan. Deze maken gebruik van chemische afvang waarbij het koolstofdioxide reageert met een amine.

 

Sinds de installatie in februari in bedrijf kwam, werkt Nuon aan het verhelpen van de kinderziekten. ‘Uit de metingen aan druk, temperatuur en flow in de reactoren blijkt dat de installatie technisch goed functioneert. We kunnen echter de exacte samenstelling van de geproduceerde koolstofdioxide en de waterstof nog niet bepalen. Dit proberen we zo snel mogelijk op te lossen’, meldt r&d manager KayDamen.

 

Precombustion capture vindt zijn oorsprong in de chemische industrie, die de techniek gebruikt voor de productie van waterstof. De omschakeling naar het gebruik bij een elektriciteitscentrale kostte Nuon hoofdbrekens. Damen: ‘De chemische industrie wil zo veel mogelijk zuivere waterstof maken. Het energieverbruik is daaraan ondergeschikt. Voor ons is het energierendement het belangrijkste criterium. Daarom maken we de stoom voor het proces met de warmte die in de reactor vrijkomt. Het opstarten van deze interne verdamping kostte ons moeite, maar dit hebben we nu onder controle.’ Een moderne steenkoolcentrale haalt een energierendement tot 46 procent. Damen: ‘We verwachten dat het energierendement door de afvang van koolstofdioxide met negen procent daalt.’

 

In de 253 MW Willem Alexander centrale, wordt slechts 0,8 procent van het geproduceerde syngas door de koolstofdioxide afvanginstallatie geleid. Voordat de techniek in de Eemshaven is toe te passen is dus nog een enorme opschaling nodig. Damen: ‘We ontwikkelen mathematische modellen die we kunnen inzetten voor die opschaling. Door de modellen met experimenten in de proeffabriek te valideren, kunnen we een betrouwbaar ontwerp voor de Magnumcentrale maken.’

 

Spannende strijd

Naast precombustion capture bestaat ook postcombustion capture en oxyfuel combustion. Bij postcombustion capture wordt de koolstofdioxide na de verbranding opgevangen. Dit gebeurt met een chemische reactie met amines. Bij oxyfuel combustion wordt zuivere zuurstof gebruikt om de brandstof om te zetten in hoofdzakelijk koolstofdioxide. Nuon’s moederbedrijf, het Zweedse Vattenfall onderzoekt deze optie met proefcentrales in Duitsland en Engeland. Damen: ‘Hoewel Nuon gelooft in de voordelen van precombustion, zal de strijd tussen pre-, post en oxyfuel combustion spannend worden. Het is nog niet duidelijk welke optie het hoogste rendement haalt.’

 

Limburgse techniek

Al eeuwen komen innovaties op het gebied van steenkoolvergassing uit Limburg. In 1784 vond de Maastrichtse hoogleraar chemie aan de Universiteit van Leuven Jan Pieter Minckeleers de steenkoolvergassing uit. Zijn methode stond in 1993, in veel geavanceerdere vorm, model voor ‘s werelds eerste elektriciteitscentrale die draait op syngas, de Willem Alexander Centrale in Buggenum. Nu is de centrale de derde in de wereld die experimenteert met precombustion koolstofdioxide afvang en de eerste die het broeikasgas langs fysische weg scheidt.

http://www.Nuon.com/nl/het-bedrijf/kernactiviteiten/opwekken-energie/centrales/buggenum/