Mainstream-scenario's geven aan dat het onvermijdelijk is om fossielen tot 2050 te blijven gebruiken. Wil de wereld binnen haar koolstofbudget blijven, dan betekent dat de onvermijdelijke behoefte aan koolstofafvang en het dichten van "voortvluchtige" lekken. Chris Bataille van het Centre on Global Energy Policy wijst op het gevaar dat nieuwe CCS-projecten met ogenschijnlijk indrukwekkende afvangpercentages tot 60% kunnen desalniettemin commercieel onhaalbaar worden naarmate de koolstofprijzen stijgen: die resterende 40% die wordt uitgestoten, moet worden betaald. Beleidsmakers moeten nadenken streefpercentages instellen van 90-95% (en minder dan 0.5% upstream diffuse emissies). Anders kunnen grote investeringen commercieel vastlopen, afgestraft door die koolstofprijzen. Evenzo moeten producenten serieus nadenken. Of het nu om waterstof of cement gaat, een hoge COXNUMX-prijs voor uw uitstoot kan zinvol zijn om productie-efficiëntie op te offeren voor een proces dat CCS gemakkelijk maakt. Bataille schetst het landschap en eindigt met zijn aanbevelingen.

Bij het verbranden van fossiele brandstoffen in een wereld die probeert te voldoen aan het overkoepelende doel van de Overeenkomst van Parijs - om de stijging van de gemiddelde temperatuur wereldwijd te beperken tot "onder 2°C en richting 1.5°C" boven het pre-industriële niveau - hoe laag moet de uitstoot gaan? Deze fundamentele en grotendeels onopgeloste vraag zal waarschijnlijk een twistpunt zijn op de Klimaatconferentie van de Verenigde Naties (COP2023) in 28.

De behoefte aan koolstofafvang en -opslag

Overstappen op elektriciteit of waterstof in voertuigen, gebouwen en de industrie elimineert directe emissies en vermindert de algehele emissies aanzienlijk als de elektriciteit of waterstof schoon wordt gemaakt. Maar bedrijven die fossiele brandstoffen blijven gebruiken voor de volgende generatie investeringen met een langere levensduur - en vooral degenen die na het midden van de eeuw zullen blijven opereren - zullen op de een of andere manier moeten vastleggen en "sekwestreren" het warmtevasthoudende koolstofdioxide (CO₂) weg van de atmosfeer, bijvoorbeeld door het diep onder de grond samen te drukken en opnieuw te injecteren. Dit wordt "koolstofafvang en -opslag" of CCS genoemd.

De beoogde "capture rate" instellen

Een kritische open vraag is echter welk percentage CO₂ ze moeten vangen (bekend als de "capture rate") zowel voor eindgebruik als voor het verwerken van de brandstof, en hoeveel vluchtig methaan in de atmosfeer mag lekken van "bron tot tank" bij het winnen en verwerken van steenkool, ruwe olie of aardgas.

Nieuwe technologieën beginnen gewoonlijk bij gedeeltelijke prestatieniveaus, bijvoorbeeld een afvangpercentage van 15, 30 of 60 procent CO₂. Echter, cumulatieve wereldwijde CO₂ en andere uitstoot van broeikasgassen (BKG) zijn zodanig dat alle nieuwe investeringen met een langere levensduur in energie- en industriële faciliteiten die na 2050 operationeel zijn, moeten zo zijn bijna nul- of negatief uitstralend mogelijk te voldoen aan het Akkoord van Parijsof worden gecompenseerd met permanente, verifieerbare en additieve negatieve emissies.

Als het tarief te laag is ingesteld

Dit debat moeilijker maken om per investering door te werken, de doelstellingen van de Overeenkomst van Parijs vereisen dat alle uitstoters wereldwijd niet meer dan 300 tot 1,000 gigaton CO uitstoten₂ collectief (IPCC 2022), of worden gecompenseerd met negatieve emissies zoals hierboven vermeld. Hoeveel verbruikt een CCS-investering in 2025, die 5 of 50 jaar kan meegaan, van dat zeer beperkte budget aan uit te stoten CO₂?

Het antwoord is cruciaal om te begrijpen hoeveel de wereld afhankelijk zou moeten zijn van CCS om CO te verminderen₂ in vergelijking met het overschakelen van brandstof op elektriciteit of waterstof, vooral gezien de lange levensduur van veel projecten voor koolstofafvang. Als de vangstpercentages vandaag te laag zijn ingesteld (bijvoorbeeld 60 procent in plaats van mogelijk 95 procent) en de toegestane voortvluchtigen te hoog (bijvoorbeeld 2 procent in plaats van 0.5 procent), de CCS-faciliteiten en -infrastructuur kunnen failliet gaan voordat hun investeringskapitaal is afbetaald, in het waarschijnlijke scenario van een veel sterker klimaatbeleid dat zich ontwikkelt tijdens de levensduur van het actief en de faciliteit volledige koolstofprijs betalen (bijvoorbeeld van $ 150 tot $ 200 per ton CO₂ of meer) op de relatief grote restemissies (Buck et al. 2023).

Ontbreekt: een overeengekomen definitie van 'verminderd'

De inzet is enorm voor regio's met fossiele brandstoffen en de producenten van die hulpbronnen. Op mondiaal niveau heeft een belangrijk land dat fossiele brandstoffen produceert met succes onderhandeld om het woord "onverminderd" toe te voegen vóór de toezegging om fossiele brandstoffen geleidelijk af te schaffen in de definitieve tekst van de Samenvatting voor beleidsmakers (SPM) van het rapport van de Intergovernmental Panel on Climate Change's Sixth Assessment Working Group III (IPCC 2022). Dit betekent in feite dat CCS wordt toegestaan ​​en zelfs wordt aangemoedigd - er is zelfs een hele paragraaf toegevoegd die dieper ingaat op de rol van CCS - om emissies te verminderen. Maar hoewel het woord 'onverminderd' veel werk doet in de SPM, definieert de tekst nergens 'verminderd'.

In de VS sluimert de definitie van voldoende vermindering op de achtergrond van verschillende discussies. Er is bijvoorbeeld 8 miljard dollar toegewezen aan waterstofhubs, die naar alle waarschijnlijkheid grotendeels zullen gaan naar syngas op basis van fossiel methaan met CCS-faciliteiten, vanwege de korte tot middellange termijn kosten voordeel over elektrolytische waterstof (Bataille et al. 2021). Deze kunnen de ontvangen De subsidies voor waterstofproductie van de Inflation Reduction Act op basis van hun reductieniveau, beginnend met een verlaging van 60 procent ten opzichte van de standaard productie-intensiteiten (Fakhry 2022). Deze faciliteiten zullen lang meegaan en hoewel ze een aanzienlijke verbetering zijn ten opzichte van de huidige emissieniveaus, kunnen ze op de lange termijn een aanzienlijke cumulatieve en resterende bron van broeikasgasemissies vormen.

Gelukkig produceren veel industriële processen al bijna zuivere CO₂ als afval (autothermische waterstofproductie uit methaan, formatiegasreinigers, ethanolproductie, enz.), en dit kan eenvoudig worden opgevangen, gecomprimeerd en ondergronds opnieuw worden geïnjecteerd of hergebruikt zonder vrij te komen in de atmosfeer. CCS voor CO na verbranding₂ vangst en verwijdering is minder goed ontwikkeld, maar het zal waarschijnlijk nodig zijn totdat nieuwe chemicaliën op de markt worden gebracht in sectoren zoals de cementproductie, die aanzienlijke hoeveelheden CO produceren₂ als essentieel chemisch bijproduct (Habert et al. 2020, UN Environment et al. 2018).

Exxon en Nucor hebben zojuist een overeenkomst aangekondigd om samen te werken om CCS achteraf uit te rusten met een afvangpercentage van 50 procent (880,000 ton per jaar) naar Nucors fabriek voor direct gereduceerd ijzer in Convent, Louisiana (Valle 2023). Dit project is een goede test om na te denken over voldoende reductie. Het zal waarschijnlijk het grootste deel van de geconcentreerde CO vastleggen₂, dat in principe klaar is om te worden gecomprimeerd en afgezonderd, maar niet de warmte die het productieproces van methaansyngas aandrijft. Is dit een kortetermijnwinst voor vastlegging of een verlies gezien de nu ingesloten warmte-emissies?

Zonder een duidelijke wereldwijde vuistregel of norm voor wat 'voldoende verminderd' is, veel investeringen, die tegenwoordig als veelbelovende installatielocaties worden beschouwd, zouden kunnen stranden.

Vermindering van vluchtige emissies

Stroomopwaartse productie en transport diffuse emissies - om nog maar te zwijgen van de verwerking van verbrandingsemissies van steenkool, ruwe olie en gasproductie - zijn dat ook veel te hoog om de wereldwijde klimaatdoelstellingen te halen in bijna alle producerende regio's. Hoewel vluchtige emissies minder dan 0.2 procent van de totale productie voor offshoreplatforms in de Noordzee uitmaken en 0.2 à 0.5 procent voor sommige landgasproducerende regio's met strikte regelgeving (zoals British Columbia, New Mexico en Colorado), kunnen ze 7 à 10 procent bedragen. in het Perm en andere "lekkende" regio's (IEA 2022).

Het Internationaal Energieagentschap (IEA) heeft opgeroepen tot een vermindering van de diffuse methaanemissies met minimaal 75 procent tegen 2030 (IEA 2021), en het IPCC AR6 WGIII-rapport (C.4.5 van de SPM) merkte op dat 50-80 procent van de huidige voortvluchtigen zou kunnen worden verminderd met minder dan $ 50 per ton kooldioxide-equivalent (CO₂e) door basisacties zoals lekdetectie en -reparaties, elektrificatie van compressoren en kleppen, en afschaffing van niet-essentiële affakkeling (bijvoorbeeld als al het geproduceerde methaan naar de markt wordt geleid) (IPCC 2022).

Promotie van de VN-klimaatconferentie van 2023 in de VAE / foto via Wikimedia Commons

Acties om te overwegen

Projecten die leiden tot langdurige (meer dan 20 tot 30 jaar) lock-in van meer dan 5-10 procent onverminderde emissies voor iets meer dan proefprojecten, zullen waarschijnlijk zorgvuldig moeten worden geëvalueerd, zowel om milieuredenen als voor blootstelling aan toekomstige dure regelgeving. Beleidsmakers en bedrijven kunnen ook overwegen of het mogelijk is verder gaan dan de oproep van het IEA om het aantal voortvluchtigen met 75 procent te verminderen en tegen 90-2030 35 procent bereiken (IEA 2021, 2022).

Hoe faciliteiten worden aangepast en hoe CO₂ zal worden afgevoerd Dit zijn kritieke problemen waarmee sectoren worden geconfronteerd die waarschijnlijk CCS nodig hebben, zoals cement. Industriële bedrijven zouden kunnen overwegen het toepassen van processen die geconcentreerde, in plaats van verdunde, CO produceren₂ omdat het veel goedkoper zal zijn om CCS achteraf uit te rusten met hoge opnamesnelheden (IPCC Bashmakov et al. 2022). Zo kunnen waterstofproducenten die gebruikmaken van fossiele methaanproductie, auto-thermische reforming overwegen in plaats van stoom-methaanreforming (Bataille et al. 2021, UKCCC 2019). Hoewel het iets minder efficiënt is, produceert het een veel geconcentreerdere COXNUMX₂ verspilde stroom, wat zorgt voor veel goedkopere CO met hoge afvangsnelheid₂ isolatie, transport, gebruik en hergebruik. Dit zal van cruciaal belang zijn voor staal-, kunstmest- en andere chemische fabrieken die van plan zijn methaan op fossiele basis als chemische grondstof te gebruiken. Het kan ook mogelijk zijn om voorzieningen aanpasbaar te ontwerpen en te bouwen om te profiteren van kostendalingen in de loop van de tijd.^[1]

Samengevat, het kleine resterende koolstofbudget en de typische lange levensduur van koolstofafvangprojecten geven aan dat de wereldwijde gemeenschap misschien zou willen bespreken of ze moeten overwegen emissies "verminderd" met ten minste 90-95 procent opvang en minder dan 0.5 procent upstream diffuse emissies. Dit zou het startpunt kunnen vormen van waaruit een evoluerende wereldwijde standaardwerkwijze voor schone fossiele brandstoffen, waterstof en elektriciteit kan worden ontwikkeld, met COP28 als het ideale forum om dit proces op gang te brengen en deel te laten uitmaken van de internationale dialoog. De auteur zal in toekomstige artikelen deze evoluerende, waarschijnlijk onderling gerelateerde wereldwijde normen onderzoeken.

***

Chris Bataille is een Adjunct Research Fellow aan de Centrum voor mondiaal energiebeleid aan Columbia University SIPA

Deze dit artikel wordt met toestemming gepubliceerd

Referenties

Bataille, C. (2020). "Fysieke en beleidspaden naar een netto-zero-emissie-industrie." WIRES Interdisciplinaire beoordelingen van Wiley: klimaatverandering, 11(e633), 1–20. https://doi.org/10.1002/wcc.633

Bataille, C., Neff, J., & Shaeffer, B. (2021). "De rol van waterstof in de overgang van Canada naar netto-nulemissies." Publicatie van de School of Public Policy: SPP Research Paper. https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4045769

Buck, HJ, Carton, W., Lund, JF, & Markusson, N. (2023). "Waarom restemissies er nu toe doen." Natuur klimaatverandering, 13(4), artikel 4. https://doi.org/10.1038/s41558-022-01592-2

Fakhry, R. (2022). "IRA-waterstofprikkels: klimaathit of misser? Nader te bepalen.” Nationale Raad voor de Defensie van Middelen. https://www.nrdc.org/experts/rachel-fakhry/ira-hydrogen-incentives-climate-hit-or-miss-tbd

Habert, G., et al. (2020). "Milieueffecten en koolstofarme strategieën in de cement- en betonindustrie." Natuurrecensies Aarde & Milieu. https://doi.org/10.1038/s43017-020-0093-3

IEA. (2021). Het dichten van methaanlekken uit de olie- en gasindustrie. https://doi.org/10.1787/003a5a4c-en

IEA. (2022). Wereldwijde methaantracker 2022. https://www.iea.org/reports/global-methane-tracker-2022

IPCC. (2022). Klimaatverandering 2022: Beperking van klimaatverandering—Samenvatting voor beleidsmakers. Cambridge University Press. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/

IPCC, Bashmakov, I. et al. (2022). Hoofdstuk 11: Industrie. IPCC AR6 WGIII Mitigatie. IPCC. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/

UKCCC. (2019). Net Zero technisch rapport. https://www.theccc.org.uk/publication/net-zero-technical-report/

UN Environment, Scrivener, KL, John, VM, & Gartner, EM (2018). "Eco-efficiënte cementen: potentieel economisch haalbare oplossingen voor een CO2-arme, op cement gebaseerde materialenindustrie." Cement- en betononderzoek, december. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.03.015

Valle, S. (2023). "Exxon tekent decarbonisatiecontract met staalproducent Nucor." Reuters. 1 juni 2023. https://www.reuters.com/business/energy/exxon-signs-decarbonization-contract-with-steel-maker-nucor-2023-06-01/

Opmerkingen

[1] Staalproducenten kunnen bijvoorbeeld kiezen voor onverminderde directe reductie op basis van methaansyngas in plaats van hoogovens, waardoor de uitstoot wordt gehalveerd in vergelijking met hoogovens. Ze kunnen ook ruimte laten voor CO2-afvang (-60 tot -90 procent) mitigatie in het ontwerp, evenals ruimte voor externe direct gereduceerd ijzer (DRI) schachtverwarming om 100 procent waterstof-ijzerertsreductie mogelijk te maken (tot 100 procent mitigatie) .

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://energypost.eu/carbon-capture-rates-of-60-sound-impressive-but-rising-carbon-prices-could-still-make-you-commercially-unviable/