Koolstofafval uit staalindustrie wordt bouwsteen chemie

Arcelormittal, Dow en Lanzatech hebben pilotstudies, Carbon2Value genaamd, afgerond waarin ze de omzet van koolstofafvalstromen uit de staalindustrie in bouwstenen voor de chemische industrie onderzochten. De verbinding tussen de twee industrieën verlaagt de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk.

De afgelopen vijf jaar voerden Arcelormittal Belgium en Dow Benelux proeven uit met een nieuwe pilotinstallatie op de bedrijfsterreinen van ArcelorMittal in Gent. Deze haalt koolstofdioxide (CO2) en koolstofmonoxide (CO) 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 Carbon Capture and Utilization (CCU). De CO kunnen Dow en ArcelorMittal omzetten in waardevolle producten.

Synthetische nafta

Vanaf 2022 start bij Arcelormittal de Steelanol-installatie op, met biotechnologie van Lanzetech. Deze installatie vormt CO om tot ethanol. 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. Uit de pilots is gebleken dat de installatie meer dan 95 procent CO2 uit de hoogovengasstroom afvangt. In de resulterende CO-stroom zit heel weinig vervuiling volgens de bedrijven. Ze zien mogelijkheden om dit gas om te zetten in synthetische nafta.

De omzetting van CO2 uit hoogovengas naar nafta zou volgens onderzoekers direct 2,3 ton CO2-uitstoot per ton nafta vermijdt. Maar doordat er downstream ook nog energie uit de chemische conversie vrijkomt, loopt dit 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. Er is berekend dat er een break-even voor deze CO2-nafta is bij een olieprijs van 50 tot 75 dollar per vat.

Haalbaarheid

Technology Officer – CO2 and Circular Economy Wim Van der Stricht van ArcelorMittal zegt over de technisch-economische haalbaarheid (TEA) en de Levenscyclusanalyse (LCA) van de Carbon2Value-technologie het volgende: ‘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. De toenemende vraag naar deze hernieuwbare producten vormt een goede basis voor een economisch haalbaar verhaal voor de omzetting van hoogovengas naar ethanol.

Foto: Bioreactoren voor de Steelanol-installatie. Deze kwamen in april aan in Gent. Credit: ArcelorMittal Belgium.