Hoe ‘groen’ zijn industriële CO2-emissies?

Het ene CO2 is het andere niet. Uitstoot van fossiel CO2 dat afkomstig is van de verbranding van fossiele brandstoffen, heeft gevolgen voor het klimaat. Biogeen CO2, afkomstig van de verbranding van hout of biobrandstoffen, is echter 'klimaat neutraal'. Wetenschappers van de Rijksuniversiteit Groningen hebben een nieuwe methode onderzocht, waarmee op basis van koolstof-14 analyse de verhouding tussen de twee soorten CO2 in industriële rookgassen betrouwbaar kan worden vastgesteld. De methode blijkt zo succesvol, dat de universiteit een door RWE gefinancierd vervolgproject gaat uitvoeren.

Omdat steeds vaker geldt dat 'de vervuiler betaalt', is het voor industriële bedrijven en energiecentrales – en zeker ook voor de overheid - belangrijk om te weten hoeveel fossiel en hoeveel biogeen CO2 er via de schoorsteen in de atmosfeer terecht komt. In toenemende mate moet op basis van Europese richtlijnen betaald worden voor CO2-emissies afkomstig van fossiele brandstoffen. CO2-emissies afkomstig van biobrandstoffen zijn vrijgesteld.

Samenstelling onbekend

De totale hoeveelheid CO2 die een bedrijf uitstoot, kan redelijk eenvoudig en betrouwbaar worden bepaald en geverifieerd op basis van brandstofverbruik, verbrandingsgegevens en emissiegegevens. Veel lastiger is echter om vast te stellen welk deel van de totale hoeveelheid CO2 afkomstig is van biobrandstoffen en dus in aanmerking komt voor vrijstelling van extra kosten. Dit is vooral het geval wanneer de samenstelling van de brandstof niet precies bekend is, zoals bij afval.

In samenwerking met energiebedrijf Essent onderzocht het Centrum voor IsotopenOnderzoek (CIO, onderdeel van het Energy and Sustainability Research Institute Groningen ESRIG) van de Rijksuniversiteit Groningen hoe koolstof-14 analyse in de praktijk gebruikt kan worden voor het bepalen van het aandeel biogeen CO2 in rookgassen en hoe betrouwbaar deze methode is. De resultaten van dit onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het vakblad Bioresource Technology.

Nieuwe toepassing

De koolstof-14 analyse, vooral bekend van het bepalen van de ouderdom van archeologische vondsten, wordt al meer dan vijftig jaar gebruikt voor het onderscheiden van fossiele en biogene koolstof, bijvoorbeeld in de levensmiddelenindustrie en in atmosferisch onderzoek. Nieuw is dat deze methode nu ook kan worden ingezet voor het betrouwbaar verifiëren van industriële CO2-emissies.

Bij de koolstof-14 analyse wordt de hoeveelheid koolstof-14 atomen (14C) in een monster materiaal bepaald. Biobrandstoffen bevatten een bepaalde hoeveelheid koolstof-14 en dat geldt ook voor het biogeen CO2 dat vrijkomt na verbranding van de biobrandstof.
Doordat de hoeveelheid koolstof-14 in de tijd afneemt, bevatten materialen die miljoenen jaren oud zijn, zoals fossiele brandstoffen, geen koolstof-14 meer. Het CO2 dat vrijkomt na verbranding van fossiele brandstoffen - fossiel CO2 - bevat daarom ook geen koolstof-14.

Als fossiele brandstoffen worden gemengd met biobrandstoffen neemt de relatieve hoeveelheid koolstof-14 in het vrijkomende CO2 dus lineair toe. Die verhouding wordt gebruikt om het aandeel biogeen CO2 in rookgas CO2 vast te kunnen stellen.

Geverifieerde methode

In het project is de methode voor rookgas CO2 geijkt bij de Amercentrale van Essent. Bij die centrale was precies bekend hoeveel steenkool en hoeveel biomassa (houtsnippers) er werden verbrand. Op basis van die informatie kon worden berekend wat het aandeel biogeen CO2 in de bemonsterde rookgas was. Het op de koolstof-14 analyse gebaseerde resultaat kwam hier uitstekend mee overeen.
Bij afvalverbrandingsinstallatie AZN Moerdijk, waarvan de koolstofsamenstelling van het afval niet precies bekend is, kon daarna ook op betrouwbare wijze met de koolstof-14 analyse worden vastgesteld wat het aandeel biogeen CO2 in de rookgas CO2 was.

De monsters van de rookgassen werden voor dit project nog meegenomen naar het laboratorium waar ze werden geanalyseerd op de hoeveelheid koolstof-14. In samenwerking met RWE (die het project financieel ondersteunt) gaat de Rijksuniversiteit Groningen in de komende jaren onderzoek verrichten naar een koolstof-14 analysemethode waarmee de rookgassen direct ter plaatse en continue geanalyseerd kunnen worden op het aandeel biogeen CO2. Een overeenkomst hiervoor is 5 maart 2010 in Groningen getekend.

Noot voor de pers

Meer informatie:
- Sanne Palstra, MSc, tel.: 050-363 4123, e-mail: s.w.l.palstra rug.nl
- Prof. dr. Harro Meijer, tel.: 050 363 4739, e-mail: h.a.j.meijer rug.nl

Publicatie:

Palstra, S.W.L. and Meijer, H.A.J. Carbon-14 based determination of the biogenic fraction of industrial CO2-emissions – Application and validation. Bioresour. Technol., 101, (2010), 3702-3710, doi:10.1016/j.biortech.2009.12.004