Het Duitse Nova-institute kwam 15 augustus met een interessant persbericht, ‘The next revolution: CO2 plus renewable Energy can serve as a feedstock for fuels, chemicals and plastics’. Daarin vertelt Nova’s CO2 expert dr. Fabrizio Sibilla dat CO2 vele milieuvoordelen kan opleveren bij gebruik in de chemische industrie en dat daarom landen als Australië, China en de VS er al geruime tijd mee bezig zijn. Reduceer CO2 met waterstof tot methaan of methanol en je kunt verder met een chemische grondstof of met een energiedrager.
Sterker, Bayer zou al bezig zijn met het vervaardigen van polyurethanen met behulp van kooldioxide, en DSM met polycarbonaten. Novomer, een bedrijf in de VS waarbij DSM betrokken is, heeft een eigen katalysator ontwikkeld voor de vervaardiging van polypropeencarbonaat uit CO2 en propeenoxide, en voor polyetheencarbonaat uit CO2 en etheenoxide. Het zijn gevarieerde en flexibele kunststoffen, die 20 tot 50% goedkoper kunnen zijn omdat de grondstof CO2 een afvalproduct is, en de gebruikte oxiden goedkoop zijn evenals de zelf ontwikkelde katalysator (zonder dure metalen). (Tussen haakjes, deze Novomer katalysator kan ook worden gebruikt voor de vervaardiging van propiolacton uit CO en etheenoxide, waaruit weer acrylzuur en -esters worden gemaakt naast barnsteenzuuranhydride. Dit laatste product kan weer worden omgezet in 1-4 butaandiol en tertrahydrofuraan. Markten van vele miljarden dollars liggen in het verschiet voor luiers, verfstoffen en coatings, high performance kunststoffen en textiel.)
CO2-technologie is voorhanden
Volgens Rob Duchateau, werkzaam bij de Technische Universiteit Eindhoven en Sabic, zijn vrijwel alle grote chemische ondernemingen geïnteresseerd in de CO2-route naar chemische grondstoffen en producten. Kooldioxide wordt al op grote schaal gebruikt als uitgangsstof voor de productie van ureum ( kunstmest), en ook de katalytische routes naar polycarbonaten zijn al een gewilde productiemethode. De technologie voor de productie van de grote chemische basisbouwstenen uit CO2 is voorhanden, maar hiervoor is waterstof cruciaal. De beschikbaarheid van goedkope waterstof is momenteel de bottleneck. Waterstof wordt geproduceerd door reforming in de aardolie-industrie. Maar deze heeft het product zelf veel te hard nodig voor zijn petrochemische basisproducten. Het is ook niet groen om waterstof uit olie te maken. Er zijn andere initiatieven zoals katalytische watersplitsing, maar dit proces staat nog in de kinderschoenen en is nog niet commercieel aantrekkelijk. Maar eventuele chemische routes voor de verwerking van CO2 – hoe duurzaam ook – hebben kwantitatief natuurlijk weinig te betekenen voor de oplossing van het broeikaseffect.
Vrijwel overal alles kunnen maken
Volgens Nova zou in 2030 de wereld in staat moeten zijn om atmosferisch CO2 via katalytische splitsing van water goedkoop te verwerken als chemische en energetische grondstof, hoewel het verkrijgen van de benodigde waterstof veel energie vergt. Dat is het knelpunt. Dat eenmaal opgelost zou de chemische industrie vrijwel alles kunnen maken op willekeurig welke plek op aarde. Want hoewel het splitsen van water in waterstof en zuurstof kostbaar is bij gebruik van zonne- of windenergie, kan dat straks veel efficiënter via kunstmatige fotosynthese waarbij fotonen direct worden gebruikt voor het splitsen van water, een proces dat energetisch veel meer zal opleveren dan de huidige landbouw of welk natuurlijk of chemisch proces dan ook (zie hiervoor ons verslag van het Leopoldina-rapport van de Duitse Nationale Academie van Wetenschappen, elders op de site).
Het lijkt theoretisch een interessante gedachte. Hoewel, theoretisch? Misschien zijn al deze oplossingen wel dichterbij dan we denken. Nova wijdt er in ieder geval een tweedaagse conferentie aan: ‘Conference on carbon dioxide as a feedstock for chemistry and polymers’ op 10 en 11 oktober 2012 in het Haus der Technik, Essen, Duitsland. Wij gaan er ook naar toe, nieuwsgierig naar de tijd na 2030, het moment waarop alles bijna vanzelf zal gaan.
Dominik Vogt: dominik.vogt@nova-institut.de
www.nova-Institute.eu
Rob Duchateau: r.duchateau@tue.nl