-afvang, -transport en -opslag in Rijnmond Rapportage 2008

Transcriptie

1 Een beter klimaat voor mens, milieu en en economie. Dat Dat is de is de uitdaging voor voor initiatiefnemers Havenbedrijf Havenbedrijf Rotterdam Rotterdam NV, gemeente NV, gemeente Rotterdam, Rotterdam, Deltalinqs Deltalinqs en DCMR en Milieudienst DCMR Milieudienst Rijnmond. Rijnmond. Het Rotterdam Het Rotterdam Climate Initiative Climate Initiative biedt een platform waar overheid, organisaties, bedrijven en inwoners en inwoners samenwerken aan halvering aan halvering van CO van 2 -uitstoot CO 2 -uitstoot en versterking en versterking van de van economie de economie in de Rotterdamse in de Rotterdamse regio. Improving regio. Improving the climate the for climate the benefit for the of people, benefit of people, the environment, and the the economy. That That is the is the goal goal and and the the mission mission of the of collective the collective initiators, initiators, Port of Port Rotterdam, of Rotterdam, the Rotterdam the Rotterdam municipality, municipality, Deltalinqs Deltalinqs and DCMR and Environmental DCMR Environmental Protection Protection Agency. The Agency. Rotterdam The Rotterdam Climate Climate Initiative offers a a platform for for government, organizations, companies companies and and citizens citizens to work to work together together on a fifty on a per fifty cent per reduction cent reduction of CO 2 of emissions CO while at the same time promoting the economy in the Rotterdam region. 2 emissions while at the same time promoting the economy in the Rotterdam region. CO 2 -afvang, -transport en -opslag in Rijnmond Rapportage 2008 Het Rotterdam Climate Initiative is een programma van Havenbedrijf Rotterdam NV, gemeente Rotterdam, Deltalinqs en DCMR Milieudienst Rijnmond. The Rotterdam Climate Initiative is the climate programme of the Port of Rotterdam, the Municipality of Rotterdam, Deltalinqs and DCMR Environmental Protection Agency Rijnmond. Het Rotterdam Climate Initiative is een programma van Havenbedrijf Rotterdam NV, gemeente Rotterdam, Deltalinqs en DCMR Milieudienst Rijnmond. The Rotterdam Climate Initiative is the climate programme of the Port of Rotterdam, the Municipality of Rotterdam, Deltalinqs and DCMR Environmental Protection Agency Rijnmond :20:15 RCI_kaft_A4_pms.indd :49:35

2

3 Rotterdam Climate Initiative CO 2 -afvang, -transport en opslag in Rijnmond, Rapportage 2008 Verantwoordelijk MT-lid: Maarten de Hoog (DCMR Milieudienst Rijnmond) CCS-team: Hans Knippels (DCMR Milieudienst Rijnmond) Barend van Engelenburg (DCMR Milieudienst Rijnmond) Maurice Hanegraaf (SPPS Consultants, i.o.v. DCMR Milieudienst Rijnmond) Ankie Janssen (Havenbedrijf Rotterdam) Nicole van Klaveren-Pleumeekers (DCMR Milieudienst Rijnmond) Stijn Santen (CO 2 -Net, i.o.v. DCMR Milieudienst Rijnmond) DCMR Milieudienst Rijnmond Postbus AV Schiedam Telefoon: Fax:

4

5 Voorwoord Sinds een jaar werken Gemeente Rotterdam, Havenbedrijf Rotterdam, ondernemersorganisatie Deltalinqs en DCMR Milieudienst Rijnmond in het Rotterdam Climate Initiative samen aan het realiseren van 50% CO 2 reductie in 2025 ten opzichte van Het grootste deel van deze reductie moet komen van het afvangen en ondergronds opslaan van CO 2, internationaal aangeduid als CCS (Carbon Capture and Storage). In dit jaar is duidelijk geworden dat Rotterdam unieke mogelijkheden biedt voor het toepassen van CCS. Nationaal en internationaal bestaat er veel belangstelling voor de mogelijkheden van CCS in Rotterdam. Dat is goed, omdat het klimaatprobleem een wereldwijd probleem is en ook alleen internationaal kan worden opgelost. Reductie van CO 2 is alleen op mondiaal niveau zinvol en daarom is toepassing van CCS in Rotterdam pas zinvol als dit onderdeel uitmaakt van een wereldwijde aanpak van het klimaatprobleem. Rotterdam kan en wil daarbij de internationale ontwikkelplaats zijn van CCS. Als hier CCS grootschalig kan worden gedemonstreerd is toepassing elders mogelijk. Met name voor grote bronnen in de energieopwekking en basisindustrie kan CCS tot drastische reductie van CO 2 leiden. CCS is een robuust instrument waarmee met grote zekerheid % van de wereldwijd benodigde CO 2 - reductie tot 2100 kan worden gerealiseerd (IPCC, special report on CCS). Tijdige ontwikkeling van CCS in Rotterdam is daarom van groot belang voor het wereldwijde klimaatbeleid. Een mondiale aanpak is ook noodzakelijk om de concurrentiepositie van de betrokken bedrijven in Rotterdam niet in gevaar te brengen. Hoewel de kosten voor CCS in Rotterdam relatief laag zijn, leidt toepassing van CCS tot een substantiële verhoging van de kosten voor bedrijven. Zeker voor bedrijven die kosten niet kunnen doorberekenen aan hun klanten of mondiaal moeten concurreren. Voor dergelijke bedrijven is het daarom nodig dat het Europese klimaatbeleid wordt verbreed naar een wereldwijd klimaatbeleid. Dit rapport geeft een grondige analyse van de mogelijkheden van CCS inclusief kosten en inkomsten. Met dit rapport kunnen betrokken partijen concrete stappen zetten om CCS ook daadwerkelijk toe te passen. Het in dit rapport beschreven ontwikkelpad heeft de steun van de Board van het Rotterdam Climate Initiative. Dit is een noodzakelijke maar niet voldoende voorwaarde voor het slagen van CCS. In deze fase is het van groot belang dat bedrijven hun aangekondigde voornemens voor grootschalige demonstratieprojecten nu omzetten in concrete projecten. Voorwaarde is ook dat de Rijksoverheid op korte termijn toezegt te willen bijdragen aan de noodzakelijke investeringen in de infrastructuur en de ontwikkeling van grootschalige demonstratieprojecten. Rotterdam biedt unieke kansen voor de ontwikkeling van CCS. Vertraging in de besluitvorming binnen bedrijven en binnen de overheid mag er niet toe leiden dat deze kansen niet of te laat worden benut. Ruud Lubbers 3

6 4

7 Samenvatting Inleiding In 2007 is het Rotterdam Climate initiative (RCI) gestart. Het RCI is een samenwerkingsverband van Gemeente Rotterdam, Havenbedrijf Rotterdam, Industrie organisatie Deltalinqs en DCMR Milieudienst Rijnmond dat zich richt op het realiseren van 50% CO 2 -reductie in Rotterdam in 2025 ten opzichte van Het merendeel van deze reductie zal moeten worden bereikt bij de grote bedrijven in het Rotterdamse havengebied. Daartoe zullen maximale inspanningen moeten worden geleverd op het gebied van energieefficiency en duurzame energie. Het grootste deel van deze reductie (2/3 van het totaal, of wel 20 Mton/jaar) moet bereikt worden met afvang en opslag van CO 2, in het Engels aangeduid als Carbon Capture and Storage (CCS). In juni 2007 is een eerste rapport over CCS gepubliceerd, onder verantwoordelijkheid van de DCMR Milieudienst Rijnmond. De conclusie van dit rapport was dat CCS in Rotterdam mogelijk is tegen relatief lage kosten vergeleken met andere locaties. In het afgelopen jaar zijn de uitgangspunten en conclusies van het rapport uit 2007 besproken met experts en stakeholders uit de industrie, onderzoeksinstituten en financiers in binnen- en buitenland. Dit nieuwe rapport geeft de huidige inzichten van het RCI op het gebied van CCS weer en schetst het ontwikkelpad naar grootschalige toepassing van CCS. Hoofdconclusie De hoofdconclusie van dit rapport is dat Rotterdam kan beginnen met het afvangen, transporteren en ondergronds opslaan van 5 Mton CO 2 per jaar. Indien op korte termijn een start gemaakt kan worden, is dit in 2015 haalbaar. In 2025 kan CCS de uitstoot van 20 Mton CO 2 per jaar voorkomen. Hiermee kan Rotterdam voor eenderde bijdragen aan de milieudoelstellingen van het kabinet. Bedrijven in het Rijnmondgebied zijn bereid om mee te doen en willen investeren. Deze koplopers willen duidelijkheid voor de lange termijn. Het Rotterdam Climate Initiative vraagt het kabinet daarom met klem om snelheid te maken en te zorgen voor passende regelgeving, voldoende (financiële) middelen en een effectieve organisatie. Als dat niet gebeurt, komt CCS in Rotterdam te laat van de grond, zet dat een rem op economische groei in het Rotterdamse havengebied en komen de klimaatambities van het kabinet in het gedrang. Afvang Met betrekking tot de kosten voor de afvang van CO 2 uit niet-geconcentreerde bronnen is in het rapport van 2007 uitgegaan van het onderzoek door KEMA dat in opdracht van EnergieNed is uitgevoerd. Inmiddels is op basis van eigen (literatuur)onderzoek, informatie van technologieleveranciers, betrokken bedrijven en werkbezoeken in binnen- en buitenland een beeld gevormd van de mogelijke technologie en kosten dat specifiek op de situatie in de regio Rijnmond is toegesneden. Voor het Rijnmondgebied geldt dat een grote hoeveelheid pure CO 2 voor afvang beschikbaar is. Dit betreft met name CO 2 van installaties voor de productie van waterstof en bio-brandstoffabrieken. Voor deze installaties is CO 2 afvang relatief goedkoop en bedraagt zo n 15 euro per ton, inclusief drogen en compressie. De verwachte hoeveelheid beschikbare pure CO 2 groeit van 1 Mton in 2008 naar 2,9 Mton in Het merendeel van de 20 Mton CO 2 per jaar waarvoor afvang wordt nagestreefd, zal met post-combustion technologie worden afgevangen. De ontwikkeling van post combustion -technologie bevindt zich momenteel in de demonstratiefase. De meest toegepaste technologie is op dit moment gebaseerd op het gebruik van amines. Nadeel van deze technologie is de grote hoeveelheid energie die nodig is. Mede hierdoor liggen de afvangkosten van deze technologie op 40 euro per ton bij 5

8 grootschalige toepassing. Voor de demonstratieprojecten is gewerkt met twee keer zo hoge afvangkosten. Kostenverlaging is mogelijk door toepassing van meer specifieke amines, een onderzoeksveld waar TNO zich op richt of het gebruik van andere solvents. Veelbelovend is de zogeheten ammonia-technologie, die een veel lager energieverbruik kent dan de op amine gebaseerde technologie. De bedrijven Alstom en Powerspan ontwikkelen deze technologie. Bij grootschalige toepassing van de ammonia technologie dalen de afvangkosten tot 13 euro per ton. Technologie-instituten en leveranciers verwachten dat de afvangkosten op middellange termijn ( ) zullen dalen tot 10 euro per ton afgevangen CO 2. In 2007 werd restwarmtebenutting verondersteld bij alle CO 2 -bronnen. Het RCI heeft nader onderzocht welke kostenbesparing wordt bereikt door het toepassen van beschikbare restwarmte in het Rijnmondgebied. De huidige detailanalyse voor het Botlekgebied laat zien dat zowel voldoende ruimte als warmte van de juiste kwaliteit op korte afstand van de CO 2 - bronnen beschikbaar is voor de afvanginstallaties van in totaal van 3,3 miljoen ton CO 2 per jaar. Deze analyse moet nog voor het totale industriegebied worden uitgevoerd. Restwarmtebenutting bij de kolencentrales op de Maasvlakte is niet mogelijk, gezien de grote afstand tot potentiële warmtebronnen. Transport Het Havenbedrijf Rotterdam heeft in samenwerking met een aantal partijen een eerste business case voor CCS uitgewerkt. Deze business case geeft een gedetailleerd beeld van de noodzakelijke investeringen in de transportinfrastructuur op basis van hoge druk pijpleidingen en de daarmee samenhangende kosten. De business case gaat uit van afvang van 1 tot 5 Mton CO 2 per jaar. Deze CO 2 is afkomstig van voornamelijk pure CO 2 -bronnen en de demonstratieprojecten voor afvang. De business case bouwt voort op het bestaande OCAP-netwerk of een alternatief hiervoor. De investeringen voor het basisscenario van 1 Mton opslag per jaar bedragen ongeveer 50 miljoen euro en voor het maximum scenario van 5 Mton per jaar is dat 270 miljoen euro (investeringen prijspeil 2008). De transportkosten bedragen 20 euro per ton voor het maximumscenario en 22 euro per ton voor het basisscenario, hetgeen hoog is. De transportvergoeding is berekend zonder rijksbijdrage. Voorgesteld wordt dat betrokken markt- en overheidspartijen op korte termijn met elkaar nader onderzoeken of een zekere garantstelling voor een minimale CO 2 -prijs door de overheid, of een bijdrage in de investering, gecombineerd met door de bedrijven te hanteren lagere rendement-eis dan de gebruikte 15% voor de investeringen in de infrastructuur, tot een haalbaar plan leidt. Bij een maximale doorvoer van 18 Mton per jaar dalen de transportvergoedingen tot 7,5 10 euro per ton per jaar. Een nieuwe mogelijkheid voor transport is vervoer van CO 2 per schip. Met name over grotere afstanden is deze optie reëel. Commerciële partijen hebben aangegeven hiervoor belangstelling te hebben, met name voor transport over grotere afstand ten behoeve van de inzet van CO 2 voor enhanced oil recovery (EOR) in bijvoorbeeld Noorwegen. De kosten van transport kunnen verder worden verlaagd door CO 2 uit andere industriegebieden in binnen- en buitenland te transporteren via het Rotterdamse netwerk. De ontwikkeling van Rotterdam als CO 2 -hub voor Noordwest-Europa is vanuit deze optiek bezien interessant voor aanbieders van CO 2 uit deze regio vanwege de verlaging van kosten voor transport. Opslag Voor opslag van CO 2 uit Rotterdam komen (bijna) lege gasvelden in de Noordzee het meest in aanmerking. De gewenste opslagcapaciteit voor Rotterdam is ongeveer 600 Mton. In opdracht van de Nederlandse Olie en Gas Exploitatie en Productie Associatie (NOGEPA) heeft TNO verkend welke opslagcapaciteit voor CO 2 in het Nederlands deel van het continentaal plat beschikbaar is. TNO en NOGEPA hebben aangegeven dat de door 6

9 Rotterdam gewenste opslagcapaciteit beschikbaar is. Naast opslag op zee is, voor Nederland als geheel, opslag in velden op het land van belang. Op termijn bieden de gasvelden in het noorden een opslagcapaciteit van meer dan Mton. Demonstratieprojecten met opslag op land, zoals Shell en NAM nu voorbereiden voor Barendrecht, zijn van groot belang voor het verkrijgen van inzicht in de CO 2 -opslag condities ten behoeve van regelgeving voor de realisatie van de grootschalige offshore CCS-ambitie van het RCI. Uiteraard moeten daarbij de wettelijke procedures in acht worden genomen en zal opslag uitsluitend plaatsvinden indien opslag voldoet aan de wettelijke veiligheidseisen. Als het project van NAM en Shell in Barendrecht géén doorgang vindt, zal dit leiden tot een vertraging van 2 jaar in de demonstratie van opslag en daardoor grootschalige CCS. De kosten voor opslag in veld Q8-A worden door Wintershall en TNO bepaald op 4,5 6,5 euro per ton. De opslagkosten van CO 2 in grotere velden en clusters van velden zijn lager door de grotere opslagvolumes en daardoor langere afschrijvingtijd. Kosten en inkomsten De kosten voor grootschalige CCS (20 miljoen ton CO 2 per jaar) bedragen op grond van bovengenoemde inzichten euro per ton. De grootste onzekerheid is gelegen in de kosten voor de afvang van CO 2, waarbij de schatting voor het lage gedeelte van de kostenrange wordt bepaald door de weliswaar veelbelovende maar nog grootschalig te demonstreren ammonia-technologie. Voor de inkomsten is het Europese systeem van emissiehandel (ETS) de belangrijkste drijfveer. De inschattingen voor de prijs van een emissierecht in de periode lopen uiteen van 30 tot 100 euro per ton. De Europese Commissie geeft aan dat een niveau van 39 tot 45 euro per ton noodzakelijk is om een goede start met CCS te maken. De uitkomsten van dit rapport bevestigen deze veronderstelling in grote lijnen. Voor betrokken bedrijven is echter niet alleen het verwachte prijsniveau van belang maar ook de zekerheid van een prijs op voldoende hoog niveau voor een langere periode. De overheid zal deze zekerheid moeten en kunnen bieden, waarvoor verschillende wegen openstaan. Naast het emissiehandelssysteem kan de Europese Unie besluiten voor bepaalde categorieën van installaties CCS verplicht te stellen, ongeacht de prijs binnen het ETS. Alternatieven voor een verplichtstelling zijn meer marktgerichte prikkels. Het toepassen van CO 2 voor Enhanced Oil Recovery (EOR) werd in het eerste RCI rapport als aanvullende inkomstenbron gezien. Hoewel het potentieel voor EOR in beginsel onverminderd aanwezig is, zijn inkomsten hieruit niet meegenomen in deze studie. In de huidige rapportage worden daarom de inkomsten uit EOR niet gezien als voorwaarde voor toepassing van CCS, maar als een mogelijke additionele stimulans. De inzichten met betrekking tot toepassing van CO 2 in de tuinbouw zijn niet gewijzigd ten opzichte van Van groot belang is deze toepassing vooral omdat hiermee huidige investeringen in infrastructuur commercieel kunnen worden gerechtvaardigd. Het potentieel voor deze toepassing zal naar verwachting beperkt blijven tot maximaal 1 Mton op jaarbasis. Beleid De Europese Commissie heeft in januari 2008 beleidsvoorstellen gedaan voor de ontwikkeling van CCS. In grote lijnen zijn deze voorstellen ondersteunend aan de plannen voor de ontwikkeling van CCS in Rotterdam. Van belang is dat de nationale overheid op korte termijn stappen zet om, uitgaande van deze voorstellen, een helder beleidskader te ontwikkelen voor de toepassing van CCS. Om te beginnen wordt van het Rijk verwacht dat het de verantwoordelijkheid en bijbehorende aansprakelijkheid aanvaardt voor de eeuwig opgeslagen CO 2. De noodzakelijke aanpassingen van de Mijnbouwwet dienen met betrokkenheid van de Mijnraad op korte termijn te worden geformuleerd. Met het oog op de instandhouding van benutbare infrastructuur is een herzien beleidsstandpunt voor het verwijderen van platforms en infrastructuur noodzakelijk, evenals regie op de aanwijzing van gasvelden voor de opslag van CO 2 en de consequenties daarvan voor de concessie en vergunningen. Ten aanzien van de verantwoordelijkheden voor transport en opslag is op korte termijn duidelijkheid nodig van het Rijk. 7

10 Een significant deel van de CO 2 die in Rotterdam zal worden afgevangen, is afkomstig uit bronnen van biogene oorsprong. Als deze zogeheten kortcyclische CO 2 wordt opgeslagen, draagt zij bij aan een daadwerkelijke verwijdering van CO 2 uit de atmosfeer en vormt daarmee een sink. Het huidige EU-ETS erkent geen reductie van het kortcyclische CO 2. Het toekennen van opslag-emissierechten aan deze biomassa-co 2 is een essentiële stimulans voor het toepassen van deze sink en het realiseren van de CCS-doelstelling aangezien de geplande kolencentrales biomassa als aanzienlijk deel van hun brandstof intake zullen gebruiken. Ontwikkeling van CCS in Rotterdam Het perspectief voor de ontwikkeling van grootschalige afvang, transport, toepassing en opslag in Rotterdam is onverminderd groot. De relatieve kosten van CCS zijn gunstig ten opzichte van vergelijkbare industriële complexen elders in Europa. Het voortvarend ontwikkelen van CCS kan daarmee een positieve vestigingsfactor worden voor de industrie in het Rijnmondgebied. Om dit voordeel te bewerkstelligen dient de toepassing van CCS op korte termijn te worden gerealiseerd. De strategie voor het realiseren van de CCS doelstelling moet rekening houden met de onderlinge afhankelijkheden bij afvang, transport en opslag op het gebied van planning, financiering, investeringsrisico s, schaalgrootte, technologie ontwikkeling en regelgeving. Op basis hiervan is het optimale ontwikkelpad van CCS in kwalitatieve termen geanalyseerd. Deze analyse leidt tot de volgende aanbevelingen: - grootschalige pijpleiding infrastructuur is noodzakelijk voor kosteneffectief transport naar offshore-velden; - import van CO 2 uit pure CO 2 bronnen elders naar Rotterdam kan een belangrijke bijdrage leveren aan het op korte termijn realiseren van een kritische schaalgrootte voor transport en daarmee aan het van de grond krijgen van CCS; - grote demoprojecten voor afvang, transport en opslag moeten simultaan worden uitgevoerd. Bij deze realisatie kunnen de volgende stappen worden gezet: - ontwikkeling van het basisscenario voor transport. Voorgesteld wordt dat betrokken markt- en overheidspartijen op korte termijn met elkaar nader onderzoeken of een zekere garantstelling voor een minimale CO 2 -prijs door de overheid, gecombineerd met de door de bedrijven gehanteerde lagere rendementseis voor de investeringen in de infrastructuur, tot een haalbaar plan kan leiden; - het RCI kan faciliteren bij het starten van afvangprojecten bij nieuwe pure CO 2 - bronnen en demonstratieprojecten voor het zo snel mogelijk toegroeien naar een scenario van 5 Mton CO 2 -afvang op jaarbasis. Om tijdig een doorgroei naar 20 Mton afvang op jaarbasis mogelijk te maken zijn demonstratieprojecten, met name in de bestaande industrie en de nieuwe elektriciteitsopwekking, essentieel. Het Rijk wordt gevraagd bij te dragen aan dit maximum scenario, waarvoor circa 150 miljoen euro voor demonstratieprojecten noodzakelijk is; - de investeringen in infrastructuur voor het 20 Mton -scenario zijn pas mogelijk indien duidelijkheid wordt verschaft over verantwoordelijkheden voor transport en opslag op nationaal niveau. Via de landelijke Taskforce CCS wil het RCI hieraan bijdragen. Organisatie Uit gesprekken met de belangrijkste belanghebbenden blijkt dat zowel van de zijde van de overheid als het bedrijfsleven duidelijk is dat het nu tijd is voor de volgende fase in de realisatie van CCS in Rotterdam. Het RCI zal starten met bovengenoemde activiteiten vanuit het bestaande platform CCS. Het huidige platform is vooral gericht op kennisuitwisseling. In de volgende fase moeten vanuit dit platform concrete stappen worden gezet om de business case voor fase 1 en de demonstratieprojecten te realiseren, onder leiding van de voorzitter van het platform. 8

11 Inhoudsopgave Voorwoord... 3 Samenvatting... 5 Inhoudsopgave... 9 Inleiding Leeswijzer Hoofdstuk 1 Afvang van CO Bronnen Afvang Techniek Werking an post-combustion afvang Kosten van post-combustion afvang Status afvangtechnologie en demo s Inzet industriewarmte voor afvang Inventarisatie warmtebronnen Economische beschikbaarheid en prijs warmte Ontwikkelingen in warmte-aanbod Rijnmond Conclusies en aanbevelingen Hoofdstuk 2 Opslag van CO Opslagcapaciteit in Nederland Noordzee gunstige opslaglocatie Opslagcapaciteit Noordzee Kosten voor opslag Mogelijkheden voor Enhanced Oil Recovery Toelichting en criteria EOR met CO Potentieel uit EOR in Noordzee Conclusies Hoofdstuk 3 Infrastructuur voor CO 2 transport Fase 1: van nu tot 5 Mton per jaar in Uitgangspunten van de business case Basisscenario: afvang van 2 Mton CO 2 per jaar vanaf Maximum scenario: tot 5 Mton CO 2 per jaar vanaf Kosten Mogelijke transportvergoedingen Planning en realisatie Fase 2: uitbouw naar 20 Mton per jaar Transport per schip Conclusies en aanbevelingen Hoofdstuk 4 Kosten, inkomsten en financiering Inkomsten Emissiehandelssysteem Glastuinbouw en andere gebruikers Enhanced Oil Recovery (EOR) Samenvatting inkomsten Financiering Financieringsvoorwaarden algemeen Financieringsvoorwaarden CO 2 -afvang Financieringsvoorwaarden CO 2 -transport Financieringsvoorwaarden CO 2 -opslag Financiële arrangementen vanuit de overheid Haalbaarheid van de verschillende fases Basisscenario (2 Mton per jaar) Maximumscenario (5 Mton per jaar)

12 4.3.3 Fase 2 (20 Mton per jaar) Haalbaarheid businesscase fase Conclusies en aanbevelingen Hoofdstuk 5 Beleid en regelgeving De ontwikkeling van het beleid Nederland: Schoon en zuinig EU: Climate Action Nederland: Taskforce CCS Tijdslijnen De ontwikkeling van de CCS-keten Afvang Transport Opslag Keten als netwerk Conclusies en aanbevelingen Hoofdstuk 6 Ontwikkelpad van CCS in Rijnmond en organisatie CO 2 -netwerk Ontwikkelpad van CCS in Rijnmond Organisatie van het CO 2 netwerk Organisatievormen in de verschillende fasen Het CO 2 -netwerk Conclusies en aanbevelingen Hoofdstuk 7 Conclusies en aanbevelingen Kaft achterkant

13 Inleiding In juni 2007 publiceerde het Rotterdam Climate Initiative een eerste rapport over de mogelijkheden van CO 2 afvang transport en opslag (in het Engels Carbon Capture en Storage, CCS) in de Rijnmond. Naast energiebesparing, duurzame energie, restwarmtebenutting en het toepassen van biomassa is CCS belangrijk in het realiseren van CO 2 -doelstelling van het Rotterdam Climate Initiative, 50% reductie in CO 2 -uitstoot in 2025 ten opzichte van Na het uitkomen van het rapport zijn vele gesprekken gevoerd met betrokken bedrijven, bezoeken afgelegd en is gerekend aan de uitgangspunten van de studie. De conclusies van het afgelopen jaar zijn beschreven in dit rapport. Zoveel als mogelijk heeft het RCI vooraf de resultaten besproken met nationale en internationale experts op het gebied van CCS. Niet op alle punten bestaat er overeenstemming tussen experts en ook variëren de inschattingen van hoe mogelijke ontwikkelingen zullen verlopen. In dit rapport wordt op deze punten een bandbreedte gepresenteerd die recht doet aan de verschillen in benadering. De belangrijkste verschillen in inzicht liggen in de te verwachten kosten voor de ontwikkeling van de technologie voor de afvang van CCS. Daarom wordt in dit rapport veel aandacht besteed aan de ontwikkelingen op dit gebied. Belangrijke elementen hierin zijn de verschillende concepten voor (post-combustion) afvang technologie en de mogelijke toepassing van restwarmte. In april 2008 heeft in het kader van het RCI het Havenbedrijf Rotterdam, in samenwerking met Linde Gas, OCAP, Wintershall en DCMR Milieudienst Rijnmond, een eerste business case ontwikkeld voor transport en opslag van 1-5 Mton CO 2 op jaarbasis. Deze business case wordt samengevat in dit rapport en is vertrekpunt voor de uiteindelijk te realiseren doelstelling van 20 Mton op jaarbasis. Dit betekent dat de cijfers voor transport en opslag voor de eerste fase van 1-5 Mton een grotere nauwkeurigheid hebben dan voor de volgende fasen. Deze rapportage geeft naast een grondige analyse van technologie, kosten en inkomsten ook een ontwikkelpad voor de implementatie van CCS in Rotterdam. Dit ontwikkelpad wordt onderschreven door de board van het RCI onder voorzitterschap van burgemeester Opstelten van Rotterdam en oud-premier Ruud Lubbers als kwartiermaker van het RCI. In de board werken Gemeente Rotterdam, Havenbedrijf Rotterdam, ondernemersorganisatie Deltalinqs en DCMR Milieudienst Rijnmond samen aan het realiseren van de Rotterdamse doelen voor CO 2 -reductie. Dit rapport is opgesteld onder verantwoordelijkheid van de DCMR Milieudienst Rijnmond. 11

14 Leeswijzer Dit rapport is een verdere uitwerking van het RCI rapport over CCS dat in is verschenen. In het rapport worden eerst de technisch-economische feiten en gegevens van de CCS-keten gepresenteerd. Vervolgens wordt ingegaan op de meer organisatorische aspecten, zoals financiën, beleid en organisatie. De managementsamenvatting aan het begin van het rapport geeft in vogelvlucht de inhoud, de conclusies en de aanbevelingen van het rapport weer. De eerste hoofdstukken geven antwoord op de volgende vragen: Wat is er geleerd in het afgelopen jaar over techniekontwikkeling en over kosten en randvoorwaarden van deze technieken? Deze lessen zijn weergegeven per onderdeel van de keten: afvang (hoofdstuk 1), opslag (hoofdstuk 2) en transport (hoofdstuk 3). De volgorde is zo gekozen dat de lezer eerst meer weet over de bronnen en de putten en daarna pas het transport daartussen. In hoofdstuk 4 en 5 wordt de omgeving rond CCS beschreven: wat zijn de mogelijke bronnen van inkomsten en hoe kunnen CCS projecten gefinancierd worden (hoofdstuk 4)? wat gebeurt er op het gebied van beleid en regelgeving (hoofdstuk 5)? Beide hoofdstukken bevatten vanuit het perspectief van het RCI conclusies en aanbevelingen voor volgende stappen. Hoe CCS in de regio Rijnmond echt van de grond te krijgen en hoe dit het beste georganiseerd kan worden wordt in hoofdstuk 6 beschreven. Het rapport wordt afgesloten met algemene conclusies en aanbevelingen (hoofdstuk 7). 1 CO 2 -afvang en -opslag in Rijnmond, mei 2007, M. Hanegraaf, A. Santen, H.Knippels. 12

15 Hoofdstuk 1 Afvang van CO 2 In het RCI-rapport van is een eerste analyse gemaakt van de CO 2 -bronnen in de regio Rijnmond en de kosten van afvang van CO 2, mede in relatie tot het gebruik van restwarmte. In het afgelopen jaar zijn deze cijfers tegen het licht gehouden en zijn gesprekken gevoerd met technologieontwikkelaars. Dit heeft tot nieuwe inzichten geleid. Dit hoofdstuk is een samenvatting van wat het afgelopen jaar is geleerd op het gebied van afvang van CO 2. Het hoofdstuk is als volgt opgebouwd: update van de kennis op het gebied van de bronnen (1.1); de ontwikkeling op het gebied van afvang (1.2); gebruik van industriewarmte (1.3); conclusies (1.4). 1.1 Bronnen In het RCI-rapport van 2007 is een eerste inschatting gemaakt van de mogelijke bronnen voor CO 2 -afvang in de regio Rijnmond. In dat rapport is een onderverdeling gemaakt naar verschillende bronnen 3 : categorie 1 = pure CO 2 ; categorie 2 = meer dan 10% CO 2 in rookgas; categorie 3 = minder dan 10% CO 2 in rookgas. Met de toenmalige gegevens is ingeschat welke bronnen mogelijk geschikt zouden kunnen zijn voor afvang van CO 2. Sinds die tijd heeft het RCI een nulmeting uitgevoerd 4 waardoor ons inzicht in de emissiegegevens van CO 2 in de regio is verbeterd. Ook is een meer gedetailleerde analyse gemaakt van de emissies van bijna alle industriële puntbronnen, waardoor we beter inzicht hebben in de mogelijke geschiktheid van emissiebronnen. Het RCI beoogt de CO 2 -emissie van Rotterdam in 2025 met 50% te reduceren ten opzichte van de uitstoot in In de nulmeting is de CO 2 -uitstoot in 1990 en 2005 berekend. Ook is een schatting gemaakt van de CO 2 -uitstoot in 2025 volgens autonome ontwikkeling, dus zonder beleidswijzigingen en zonder de inzet van het RCI. De uitkomsten zijn weergegeven in de onderstaande figuur. 2 CO 2 -afvang en -opslag in Rijnmond, mei 2007, M. Hanegraaf, A. Santen, H.Knippels. 3 In alle gevallen was de minimum emissie per inrichting 50 kton per jaar. 4 L.F. Verheij (ed.), Nulmeting, uitstoot CO 2 Rotterdam, Rotterdam Climate Initiative, juni

16 50 Totale CO 2 - emissie Mton Doelstelling RCI Figuur 1.1 Totale emissie van CO 2 in 1990 (24 Mton), 2005 (29 Mton) en 2025 (46 Mton) in Rotterdam, stad en haven tezamen (RCI-doelstelling van 50% reductie in 2025 t.o.v 1990 is ook weergegeven. Van de 46 Mton uitstoot in 2025 is 42 Mton afkomstig van industrie en energieopwekking.) De totale uitstoot van CO 2 in Rotterdam mag in 2025 de 12 Mton niet overstijgen. Zonder beleidswijzigingen en zonder de inzet van het RCI zou de uitstoot oplopen tot 46 Mton in Dit betekent dat in 2025 een CO 2 reductie van 34 Mton moet worden gerealiseerd om de doelstelling te bereiken. Een groot deel hiervan, 32 Mton, moet bij de industrie worden gerealiseerd. In de onderstaande figuur is een verdeling gegeven van de uitstoot van de industrie per sector Aandeel naar sector 2005 CO 2 - emissie % 1% 2% 3% 1% 1% 37% 42% 39% 43% 31% 19% Raffinaderijen Chemie 14% Energieopwekking Afvalvverwijderingsbedrijven Overige industrie Figuur 1.2. Verdeling van de CO 2 -uitstoot van de industrie per sector in 1990, 2005 en % 8% 14

17 Door de geplande vestiging van een aantal elektriciteitscentrales en WKK joint ventures neemt het aandeel van de energieopwekking de komende jaren fors toe. Onderstaande tabel geeft de absolute CO 2 -uitstoot weer per sector Chemie 3,9 3,6 3,3 Raffinaderijen 8,7 10,8 13,0 Afvalverwerking 0,2 0,4 0,6 Energieopwekking 7,8 9,8 24,7 Overige Industrie 0,3 0,7 0,6 Totaal 20,9 25,3 42,1 Tabel 1.1 CO 2 -uitstoot industrie in Rijnmond in Mton per sector voor de jaren 1990, 2005 en Voor het bepalen van de mogelijkheden van afvang is de eerste stap het vaststellen wat de mogelijke pure bronnen zijn. Uit de analyses van de puntbronnen hebben wij afgeleid dat 6% van de huidige bronnen en 9% van de toekomstige bronnen tot categorie 1 behoren (zie onderstaande figuur). Dit komt overeen met circa 1,5 Mton pure CO 2 nu en 2,9 Mton in de nabije toekomst. Door recente inzichten in de vestiging van nieuwe fabrieken ligt dat laatste cijfer hoger dan in het RCI-rapport van 2007 werd geschat. Figuur 1.3. Aandeel zuivere CO 2 in totale CO 2 -uitstoot. Ook is een nadere analyse gemaakt van de industriële puntbronnen met een CO 2 -gehalte van meer dan 10%, de zogeheten categorie 2 -bronnen. In de onderstaande figuur is een frequentie- en uitstootverdeling gegeven van de categorie 2 -bronnen zoals die er nu zijn. 15

18 totale uitstoot in kton per categorie aantal bronnen kt kt kt kt kt Uitstoot Aantal Figuur 1.4. Frequentieverdeling in grootte van puntbronnen van categorie 2. Uit bovenstaande figuur blijkt dat er veel kleine puntbronnen zijn, maar ook dat er in de middencategorieën veel potentieel is. Het totaal van de bronnen in deze categorie is meer dan in het RCI-rapport van 2007 was bepaald. In onderstaande tabel is aangegeven hoe CO 2 -afvang zich naar verwachting zal ontwikkelen in de toekomst. De bronnen zijn vooralsnog geïdentificeerd door het RCI. Jaar Hoeveelheid CO 2 Bronnen Mton Shell Nederland Raffinaderij (SNR) Abengoa Mton Shell Nederland Raffinaderij (SNR) Abengoa Overige pure CO 2 bronnen (Nieuwe waterstoffabrieken en biobrandstoffenbedrijven, 1). Demonstratieprojecten (van o.a. energiebedrijven) Mton * Alle pure CO 2 bronnen (2,9 Mton) Full scale afvang elektriciteitcentrales (12 Mton) Mton * Alle pure CO 2 bronnen Full scale afvang elektriciteitcentrales en overige bronnen (afvang bestaande industrie zoals raffinaderijen en chemische industrie). Tabel 1.2 Ontwikkeling CO 2 -afvang in de tijd * Aangezien het voor de elektriciteitssector relatief eenvoudiger is kostprijsverhogingen aan klanten door te berekenen ligt afvang bij hen meer in de rede dan voor sectoren die op een globale markt opereren. Uitgaande van bovenstaande ontwikkeling betekent dit dat tot 2050, uitgaande van 20 Mton CO 2 -afvang per jaar vanaf 2025, ongeveer 600 Mton CO 2 zal worden afgevangen. 16

19 1.2 Afvang Deze paragraaf gaat achtereenvolgens in op de volgende vragen : welke techniek is op dit moment inzetbaar voor CO 2 afvang in Rijnmond, en wat voor ontwikkelingen zijn te voorzien? (1.2.1); wat zijn de kosten van de post combustion -technologie op dit moment? (1.2.2) Techniek In het RCI-rapport van 2007 is een overzicht gegeven van de mogelijke technieken voor afvang: post combustion, pre combustion, oxy-fuel. Hieronder wordt aangegeven welke techniek(en) het meest geschikt zijn voor afvang in de regio Rijnmond en wat voor ontwikkelingen op technisch vlak die keuze op termijn kunnen beïnvloeden. Welke techniek van afvang ligt in Rijnmond voor de hand? Het grootste deel van de CO 2 - emissies in Rijnmond is gebaseerd op rookgas. Het aandeel pure CO 2 in 2006 was 1,5 Mton per jaar. In het RCI- rapport van 2007 is aangetoond dat alleen de bronnen van categorie 2 economisch verantwoord zijn af te vangen met de huidige post combustion -technologie. De bulk van de afvang van CO 2 in Rijnmond van bestaande installaties zal uitgevoerd moeten worden met post combustion - technologie. De beschikbare druk en CO 2 -concentratie van het rookgas elimineert thans andere opties. De huidige beschikbare afvangprocessen voor CO 2 uit rookgas zijn gebaseerd op systemen met oplosmiddelen die CO 2 chemisch binden. Het oplosmiddel kan gebaseerd zijn op amines of ammonia. Er bestaan ook processen op basis van kaliumcarbonaat, zoals het Benfieldproces van UOP. Het Benfield-proces wordt gebruikt door Sargas 5 voor een zero emission power plant, maar dit proces vereist een hoge CO 2 -concentratie in het rookgas en is dus niet geschikt voor post combustion -afvang. Mogelijke technologieleveranciers voor de post combustion -afvangprocessen in Rijnmond zijn Alstom, CBI-Lummus, Mitsubishi Heavy Industries, Powerspan en Fluor. Het is mogelijk om de CO 2 concentratie in het rookgas op te voeren door pure zuurstof te gebruiken voor verbranding in plaats van lucht. Dat kan met oxyfuel -technologie. Bij gebruik van pure O 2 ontstaat vrijwel alleen CO 2 en waterdamp. Een afvanginstallatie is dan niet meer nodig, alleen waterverwijdering en compressie. Bestaande installaties als boilers en turbines zijn echter niet ontworpen op gebruik van pure zuurstof en fabrikanten zijn nu nog niet bereid tot prestatiegaranties in geval van het gebruik van pure zuurstof. Afgezien van het kostenaspect is er daarom nog een operationeel risico verbonden aan oxyfuel in bestaande installaties. In Nederland is SEQ bezig een eerste stap te zetten op dit vlak. Wat voor ontwikkelingen kunnen er de komende jaren worden verwacht? In de regio Rijnmond staat al een pilot-plant van E.ON en TNO waarbij een nieuwe combinatie van oplosmiddel en membraan wordt getest. Binnen Nederland is deze pilot ingebed in een groot onderzoekprogramma (CATO) waarin nog meer ontwikkelingen plaats kunnen vinden, en ook in Europa zal het een en ander gebeuren, zoals in het kader van ETP-ZEP, het 7 e en 8 e Kaderprogramma voor onderzoek, en activiteiten van landen zoals het Verenigd Koninkrijk en Noorwegen. Welke vragen zijn bij die research and development van belang? Naast de in dit hoofdstuk ook beschreven kostenreductie van afvang door inzet van industriewarmte (reductie van operationele kosten c.q. energie) is er ook sprake van een reductiepotentieel in kapitaal. Door het opvoeren van de CO 2 -concentratie in het rookgas kan de grootte van de absorptietoren sterk beperkt worden, en daarmee dalen de kosten. De oxyfuel -technologie biedt die mogelijkheid. Door op beide mogelijkheden in te zetten, is het mogelijk het volgende scenario 5 Jens Hetland, Tor Christensen, Assesment of a fully integrated SARGAS process operating on coal with near zero emissions. 17

20 te ontwikkelen voor toekomstige afvangtechnologie, zowel op de korte (vanaf 3 jaar) als middellange termijn (vanaf 5 jaar): Post combustion : - korte termijn: energieoptimalisatie en ontwerp van grootschalige op het ammonia-proces of amine-proces gebaseerde afvanginstallaties. Oxyfuel - korte termijn: retrofit boilers voor met zuurstof verrijkte lucht (oxyfuel), gevolgd door post combustion -afvang; - middellange termijn: oxyfuel ontwerp boilers en turbines voor hoge temperatuur rookgassen op basis van pure zuurstof en waterstof. Welke technologie het meeste profijt van de ontwikkeling heeft is onder meer afhankelijk van het te realiseren potentieel voor kostenreductie in zuurstofproductie versus post combustion - CO 2 -afvang. Verder speelt de bereidheid van technologieleveranciers, emittenten en investeerders een rol bij de acceptatie van technologierisico s. Voor de korte termijn is het verstandig dat Rotterdam zich voor de demonstratieprojecten vooral richt op post combustion, maar in het oog houdt wat de ontwikkeling van oxyfuel zal zijn. Met deze laatste techniek kan een hoger gehalte van de CO 2 in de rookgassen worden bereikt, hetgeen de afvang vereenvoudigt. Verder is het verstandig dat RCI nauw betrokken is bij het onderzoek naar de technieken, in Nederland (CATO en het vervolg op CATO) en in Europa (ETP-ZEP) Werking an post-combustion afvang De onderstaande figuur geeft een weergave van een afvangconfiguratie voor postcombustion: Figuur 1.5 Vereenvoudigde weergave van een absorber stripper combinatie. Hoe werkt deze post-combustion afvang? Het rookgas wordt door de absorber gevoerd en het merendeel van de CO 2 wordt chemisch gebonden aan het oplosmiddel (amine of 18

21 ammonia). Vervolgens wordt de CO 2 losgeweekt van het oplosmiddel in de stripper door toevoer van warmte. De zo goed als zuivere CO 2 wordt aan de bovenzijde van de stripper afgevoerd, en via de condensor wordt zoveel mogelijk water en warmte teruggewonnen uit de CO 2. Niet in de figuur opgenomen maar zeker van belang is dat de CO 2 vervolgens in een compressor op druk gebracht moet worden, afhankelijk van de toepassing (zie hoofdstuk 3 over transport). Via de reboiler wordt de temperatuur van de stripper op peil gehouden. Het oplosmiddel zonder gebonden CO 2 wordt vervolgens vanuit de stripper weer terug gevoerd naar de absorber waarna het hele proces weer opnieuw start. Het teruggevoerde oplosmiddel moet wel regelmatig gecontroleerd worden en wordt na een bepaald niveau van vervuiling en degeneratie vervangen door nieuw oplosmiddel Kosten van post-combustion afvang De belangrijkste kostenposten bij het toepassen van de post combustion -techniek zijn: het warmtegebruik van de stripper, het vervangen van het oplosmiddel en de kosten voor compressie. Hieronder wordt ingegaan op de eerste twee punten. Voor compressie wordt verwezen naar hoofdstuk 3, transport. Het warmtegebruik hangt af van de mate van binding van CO 2 aan het oplosmiddel en dat kan dus per oplosmiddel verschillen. Powerspan geeft in een studie uit 2007 een overzicht van de warmtebehoefte voor regeneratie van het oplosmiddel bij de ammonia gebaseerde ECO-technologie en voor amine-technologie (MEA) 6. Deze gegevens zijn weergegeven in onderstaande figuur. In de figuur is sprake van een G en een HI variant: in de G-variant wordt uitgegaan van een bruto warmtebehoefte en in de HI-variant wordt uitgegaan van warmteintegratie (heat-integration) van de reboiler en de condensor. Figuur 1.6. Warmtebehoefte amine-technologie (MEA) en ammonia-technologie (AA), met en zonder warmte-integratie. Figuur 1.6 toont aan dat de warmtebehoefte per ton afgevangen CO 2 een stuk hoger ligt bij het gebruik van voor amine (MEA) dan bij het gebruik van ammonia. In beide gevallen kan de energiebehoefte drastisch verlaagd worden door warmte-integratie tussen de reboiler en de condensor. 6 Christopher R. McLarnon, VP R&D Powerspan, presented at International conference on Air quality VI, Arlington VA, Ammonia based CO 2 capture with multi-pollutant control technology, September

22 Naast warmtegebruik zijn er ook niet aan energie gerelateerde operationele kosten als gevolg van de reactie van het oplosmiddel met stikstofoxiden en zwaveloxiden in het rookgas. Hierdoor degenereert het oplosmiddel (ammonia of amine) langzaam en is na verloop van tijd vervanging nodig. De vervanging en de hieraan verbonden kosten zijn sterk afhankelijk van de zuiverheid van de rookgasstroom en de regeneratietemperatuur. Deze vervangingskosten zijn ook hoger bij het dure amine dan bij ammonia. Bij de ammonia-technologie is een hogere temperatuurwarmte nodig, maar de stripper opereert wel op druk en dat scheelt veel in compressiekosten (een hoge operationele kostenpost in CCS). Het is daarom niet eenvoudig de technologieën met elkaar te vergelijken, maar het potentieel om de kosten te reduceren (met name als het gaat om operationele kosten en energiekosten) is voor technologie die gebaseerd is op het gebruik van ammonia veel hoger dan voor op amine gebaseerde technologieën. Tot nu toe zijn op amine gebaseerde CO 2 -afvangunits gebruikt om pure CO 2 te maken voor de voedsel- en chemische industrie. Het ontwerp was primair gebaseerd op hoge zuiverheid en een hoog CO 2 -terugwinningpercentage uit de rookgasstroom. Het ontwerp voor nieuwe afvangunits zal echter moeten voldoen aan andere criteria: - grootschaligheid; - optimale warmte-integratie; - CO 2 -terugwinningspercentage sturen op basis van minimale operatiekosten. Door afvanginstallaties op basis van deze criteria grootschalig te ontwerpen, zou het goed mogelijk kunnen zijn significante kostenreducties te bereiken. Bovendien kan restwarmte, na gebruik in de stripper, nog steeds een waarde hebben voor lage temperatuur -toepassingen als stadsverwarming en glastuinbouw. Alstom geeft in een gezamenlijke studie met EPRI (Electric Power Research Institute) uit 2006 aan dat de afvangkosten met gebruik van ammonia 18 dollar (VS) per ton CO 2 bedragen en citeert een studie van Parsons die voor amines afvangkosten geeft van 51 dollar per ton CO 2 7. Powerspan geeft in een studie uit 2007 afvangkosten aan van 23 dollar per ton CO 2 voor zijn op ammonia gebaseerde ECO-proces en 43 dollar per ton CO 2 voor het MEAproces. BP en Fluor hebben samen een studie gedaan naar een ontwerp van een afvangunit met een capaciteit van 2 miljoen ton CO 2 per jaar en komen op afvangkosten van 50 dollar per ton CO 2 inclusief compressie van CO 2 tot aan 220 bar 8. In al deze studies is geen gebruik gemaakt van lage temperatuur -industriewarmte. De kosten van Alstom en Powerspan liggen in dezelfde ordegrootte gezien de publicatietijd van de rapporten en de recente prijsstijgingen voor staal en menskracht. 7 8 Chilled ammonia process update. Richard Rhudy (EPRI), Sean Black (Alstom), Mei A study of very large scale post combustion CO2 capture at a refining and petrochemical complex,m. Simmonds, P. Hurst, M.B. Wilkinson, C. Watt and C.A. Roberts. 20

23 1.2.4 Status afvangtechnologie en demo s Al ruim 30 jaar wordt post combustion -afvangtechnologie op basis van amines commercieel toegepast voor het winnen van zuivere CO 2 uit rookgas ten behoeve van de chemische industrie. Deze installaties hebben een capaciteit tot circa 150 kton CO 2 per jaar. In de volgende tabel staan de CO 2 -afvanginstallaties die gebouwd zijn op basis van de aminetechnologie van Kerr-McGee-Lummus (nu CBI). Ook Fluor heeft grote installaties gebouwd voor soortgelijke toepassingen. CO 2 plants based on Kerr-McGee/ Lummus CO 2 recovery technology Unit Location Capacity Started Feed Gas Product Comments Argus Trona California 800 TPD 1978 Coke/coal-fired boiler flue gas CO 2 for brine Carbonation Two 400 TPD trains Shady Point Oklahoma 200 TPD 1991 Coal firedboiler flue gas Food grade CO 2 Botswana Botswana 300 TPD 1991 Coal firedboiler flue gas Chemical grade CO 2 Warrior Run Cumberland Maryland 150 TPD 1999 Coal firedboiler flue gas Food/beverage grade CO 2 Pilot Plant Seoul Korea 2 TPD 2002 Coal firedboiler flue gas Wet CO 2 Tabel 1.3. Overzicht CO 2 -afvang op basis van amine-technologie van CBI Voor de toekomstige grootschalige toepassing van CO 2 -afvang in het kader van emissiereductie is echter nog een schaalvergroting nodig van ongeveer een factor 35. Gezien de bekendheid met het type proces (absorptie desorptie) is het realistisch te veronderstellen dat een dergelijke opschaling in één stap mogelijk is. Dit betekent voor een kolencentrale van 1000 MW en CO 2 -afvang van circa 5 Mton per jaar. Daarnaast moet het energieverbruik van de installaties omlaag om de kosten te reduceren tot een niveau waarbij CCS aantrekkelijk wordt in relatie tot de verwachte waarde van emissierechten na Daartoe worden wereldwijd verschillende demoprojecten ontwikkeld zoals weergegeven in de volgende tabel. 21

24 CO 2 afvang technologie leveranciers Technologie Emitter Schaal (CO 2 stroom) Start-up Locatie Alstom chilled ammonia Statoil, catcracker 80 kt/yr 2010 Powerspan ammonia ECO 2 Basin electric power 1000 kt/yr 2011 Powerspan ammonia ECO 2 NRG 1000 kt/yr 2012 Alstom, HTC Pur energy chilled ammonia gas power plant 100 kt/yr 2009 Mongstad, Noorwegen Bismarck, USA Parish, Texas, USA Karsto, Noorwegen Siemens/Eon TNO Eon Klein 2010 onbekend Fluor Econamine 100 kt/yr Hitachi Hitachi Electrabel, Eon Kraftwerke Bellingham, USA 5000 NM 3 /uur flexibel BASF Amine coal fired power plant 8000 t/yr 2006 Mitsubishi heavy industry amine KS t/yr 2006 Esjberg, Denemarken Nagasaki, Japan Mitsubishi heavy industry amine KS-1 Bahrain N.B. Karsto wordt uitgebreid tot aan 1 miljoen ton CO 2 /jaar in 2012 Tabel 1.4. Overzicht CO 2 -afvangtechnieken en leveranciers 22

25 Alstom heeft een viertal post combustion -pilotprojecten lopen tot aan 40 MW die alle gebaseerd zijn op ammonia-technologie 9. Electrabel en E.ON hebben ook meerdere pilotprojecten in gang gezet 10. E.ON heeft voor 55 miljoen euro aan afvangprojecten uitstaan en RWE heeft 100 miljoen euro gereserveerd voor een CCS-project in Nederland. HTC Purenergy ontwerpt en maakt modulaire afvanginstallaties met een capaciteit van 330 kiloton CO 2 per jaar (het minimum voor een demoproject) voor 12 tot 14% CO 2 in rookgas (catagorie 2). Die kosten 50 miljoen dollar (Canada) per stuk exclusief installatiekosten. HTC rekent met afvangkosten van 30 dollar (Canada) per ton CO 2. De EPC-contractors als Fluor, CBI en Doosan Babcock ontwikkelen alleen afvangprojecten in opdracht van klanten en niet op eigen risico. Veel technologieleveranciers en EPCcontractors hebben een gevulde orderportefeuille. Om grootschalige demo s in het Rijnmondgebied van de grond te krijgen, is daarom een grote financiële bijdrage nodig van de overheid om de industrie samen met de technologieleveranciers projecten te laten ontwikkelen. 1.3 Inzet industriewarmte voor afvang In het CO 2 -afvangproces wordt de CO 2 verwijderd uit de stripper door de CO 2 -rijke oplossing te verwarmen. In Rijnmond is circa 2000 MW overschot aan industriewarmte 11. In het CCSrapport uit is aangenomen dat een gedeelte van dit overschot aan industriewarmte gebruikt kan worden in het afvangproces. Dit zou leiden tot een aanzienlijke kostenbesparing en een exergetische, betere benutting van energie in het Rijnmondgebied (multi-site energie efficiency). Deze beschikbaarheid van industriewarmte is nader onderzocht. Daarbij is geselecteerd op de volgende criteria: - temperatuurniveau van de warmtebron; - thermisch vermogen; - beschikbaarheid van de warmte als percentage van de tijd; - noodzaak tot afnemen en wegkoelen van de warmte; - afstand tussen warmtebron en CO 2 -afvanginstallatie; - alternatieve waarde van de stoom. Voor de regeneratiestap (stripper) is, afhankelijk van de technologie, een minimum temperatuurniveau vereist. Een stripper voor amine heeft bijvoorbeeld stoom nodig van ongeveer 120º C. Lagere temperatuurwarmte kan dan nog steeds benut worden, maar dan is een extra boiler nodig of stoom om de temperatuur op te voeren Inventarisatie warmtebronnen In onderstaande analyse zijn qua thermisch vermogen alleen die warmtebronnen (in het Botlek gebied) geselecteerd die groter zijn dan 1 MW en zich op minder dan 1 kilometer afstand bevinden van mogelijke CO 2 -afvanginstallaties. Omdat het gemakkelijker is warmte te transporteren dan rookgas, moeten de CO 2 -afvanginstallaties op zeer korte afstand liggen van de emissiepunten. Alleen de huidige industriële installaties die CO 2 uitstoten met een concentratie hoger dan 10% in het rookgas vlakbij de warmtebronnen zijn in het overzicht meegenomen. Kolencentrales en gasgestookte centrales zijn niet in dit overzicht opgenomen Alstom takes the initiative on CO 2 capture technologies and global warming challenge, persbericht 23 oktober Electrabel, Eon, Kantwerke en Hitachi Power Europe bouwen samen een testinstallatie voor CO 2 -afvang, persbericht 17 april J.B. De Wit, TNO rapport 2007-A-R0771/B, Kansen voor restwarmtebenutting regio Rijnmond bij stijgende energie- en milieukosten, juli CO 2- afvang en -opslag in Rijnmond, mei 2007, M. Hanegraaf, A. Santen, H.Knippels. 23