PROducts of Value from various CO2 sources, Enabled by Integrating Technologies

Aanleiding

CO2-emitting industries must reduce their greenhouse gas emissions to limit global warming while maintaining their competitiveness. Technology exists to capture off-gassed CO2. The question is what to do with it once it is captured.

Methanol is currently produced from natural gas overseas and exported to Europe. Methanol is a building block to produce numerous materials in the Netherlands, including Twente. Technologies exist that could collect the off-gassed CO2 from industry and produce methanol locally.

The problem is dat deze technologie niet efficiënt genoeg is om methanol tegen een concurrerende prijs te maken. De partners in het PROVE IT-project omvatten methanolgebruikers, technologieontwikkelaars, CO2-off-gasproducenten en energieproducenten. Het project omvat ook systeemintegratieonderzoekers en katalytische R&D-bedrijven.

De locatie van het project in Twente geeft het project een grote markt en verhoogt de kans op succes. Het transformeren van petrochemisch gebaseerde technologie naar een technologie die gebaseerd is op gevangen CO2-off-gas is een belangrijke stap naar een duurzame koolstoflevenscyclus binnen de chemische industrie die de werkgelegenheid vergroot.

Doelstelling

In de MOOI-thema 'Industrie' past het PROVE IT-project in het sub-thema 'Industrie'. Verder, zoals voorgeschreven in het 6e deel van Missie C in het Meerjarig Missiegedreven Innovatieprogramma (MMIP6) in Energie en Klimaat onder de Integrale Kennis- en Innovatieagenda (IKIA), werkt dit project aan de innovatieopdracht 'Systeemanalyse' en 'Duurzame processen voor hoogwaardige bulkchemicaliën uit CO2'.

In de opdracht 'systeemanalyse' werd de methanolproductie direct uit CO2 decennialang tegengehouden door inconsistente productie en opvang van de bouwstenen voor dit proces. Tot voor kort was integratie op systeemniveau onmogelijk. In dit project zullen we dit oplossen.

Voor de opdracht 'duurzame processen' zijn in het verleden directe CO2-naar-methanol conversietechnologieën ontwikkeld om het concept te bewijzen. De technologie is momenteel nog steeds inefficiënt. Veel aspecten van het proces moeten worden verbeterd. PROVE IT zal de conversietechnologie zelf verbeteren en optimale katalytische omstandigheden ontwikkelen voor het omzetten van CO2 uit industriële off-gassen in methanol.

Korte omschrijving

Het project duurt ongeveer drie jaar. We hebben het project verdeeld in drie resultaatgebieden. Elk resultaatgebied is verdeeld in afzonderlijke activiteiten.

1. In resultaatgebied 1 zullen we de beschikbaarheid van koolstofbronnen verkennen en de ontwikkeling van de vraag en waarde van de afgeleiden voor CO2-naar-methanolproductie beoordelen. De antwoorden zullen de basis vormen voor besluitvorming over investeringen in het opschalen van deze nieuwe technologie. Het zal ook beleidsmakers helpen de noodzaak te erkennen om prikkels, straffen en regelgeving aan te passen.

2. In resultaatgebied 2 zullen we de geoptimaliseerde katalysatorproductiviteit, selectiviteit en levensduur definiëren voor het produceren van methanol uit een off-gas CO2-bron. High-throughput experimentatie zal worden ingezet in combinatie met procesimulaties om katalysatordeactivatie en activiteit in de loop van de tijd te beoordelen met variërende procesomstandigheden, voederstroom en recyclecomposities.

3. Resultaatgebied 3 toont het gebruik van CO2 aan om methanol te produceren op een operationele productielocatie in Nederland. Het doel van het langetermijnveld lab is om de katalysatorproductiviteit, selectiviteit en levensduur te bevestigen zonder de methanolopbrengst in gevaar te brengen, met behulp van puur gevangen CO2 van de Twence-fabriek.

Resultaat

PROVE IT zal het mogelijk maken om methanol te produceren uit gevangen industrieel CO2. Terwijl we aanvankelijk de katalytische reactor in Twente aanpassen, heeft de katalytische reactor van het project uiteindelijk potentiële toepassingen bij andere CO2-puntbronnen, zoals de haven van Rotterdam.

De impact van dit project zal leiden tot een aanzienlijk deel van de MMIP – Closing industrial chains CO2-emissiereductiedoelstelling in de IKIA, die is vastgesteld op 35 Mton CO2/jaar voor de industrie. Aangezien CO2-productie geen beperkende factor is, is de limiet voor de CO2-conversie de methanolmarkt.

De methanolmarkt in Europa in 2017 was 7,5 Mton methanol/jaar. 7,5 Mton methanol/jaar is gelijk aan een CO2-besparing van ongeveer 10 Mton CO2/jaar in Europa. Een ander resultaat is de sociale impact van een op schone technologie gebaseerde en systeemgeïntegreerde economische ecosysteem in Twente.

Een CO2-naar-methanol conversiefabriek zou honderden mensen lokaal in dienst nemen en banen in onderzoek en ontwikkeling bieden. Dit alles terwijl een schone omgeving wordt bevorderd.