In Duitsland kan deze zomer voor 9 euro per maand gereisd worden met het regionale openbaar vervoer. Innovation Origins maakt van de gelegenheid gebruik om een aantal toekomstprojecten te bezoeken. In deze aflevering gaan we naar Mülheim an der Ruhr.
Mülheim an der Ruhr klinkt niet direct als een leuk uitstapje voor de hele familie. De stad ligt midden in het Ruhrgebied dat bestaat uit een heleboel steden die min of meer aan elkaar zijn gegroeid zoals Duisburg, Oberhausen, Essen, Bottrop, Bochum, Gelsenkirchen en Dortmund. Ze hebben allemaal een lang industrieel verleden en hebben altijd veel fossiele brandstoffen verstookt.
Bij de Ruhr denk je daarom al snel aan een beetje vieze rivier met armoedige volkswijken er langs. Maar in Mülheim valt daar weinig van te merken. Langs de promenade is het aangenaam vertoeven, in een haventje kunnen motorboten gehuurd worden, er wordt gevist en er zijn veel SUP’s en waterfietsen op het water.
Siemens Energy
Er is wel industrie in de omgeving, maar die is redelijk schoon. Zo is er aan de rand van de stad – ingeklemd tussen twee armen van de Ruhr – een groot bedrijventerrein met onder andere een fabriek van Siemens Energy. Begin deze maand was Bondskanselier Scholz daar nog op bezoek om de wereld te laten zien dat de gasturbine die nodig is om meer Russisch gas te laten stromen door Nordstream 1 klaar is voor gebruik. De turbine staat al een tijdje in Mülheim, maar de Russen proberen volgens de Duitsers de export te vertragen om zo de angst voor gasschaarste te vergroten.
Het feit dat er relatief weinig vervuiling is in Mülheim, wil niet zeggen dat milieubescherming geen rol van betekenis speelt. Goed duidelijk wordt dat tijdens een bezoek aan het Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion.
Gloednieuw laboratoria
Holger Ruland en Nikolas Kaeffer geven een rondleiding door het grotendeels gloednieuwe complex. Ruland is hoofd “Katalytische Technologien” in de afdeling “Heterogene Reaktionen”, Kaeffer is hoofd “Metallorganische Elektrokatalyse” in de afdeling “Molekulare Katalyse“.
Sommige gebouwen zijn zo nieuw dat de vloeren nog gelegd moeten worden en de apparatuur geïnstalleerd. In een van de laboratoria zijn technici net bezig met het installeren en controleren van grote hermetisch afgesloten kasten waarin experimenten gedaan kunnen worden met gassen die via leidingen uit het plafond komen.
In een ander lab worden proeven gedaan met een mix van gassen en vaste stoffen. Langs de muren staan hiervoor talloze chemicaliën opgeslagen, uiteraard met inachtneming van alle veiligheidsvoorschriften.
Uit een van de kasten steken rubberen handschoenen. Kaeffer legt uit dat daar op moleculair niveau proeven worden gedaan, waarbij het extreem belangrijk is om de lucht zo zuiver mogelijk te houden. Kaeffer zoekt onder andere naar methoden om chemische processen energievriendelijker te laten verlopen.
Carbon2Chem
Een van de spannendste onderzoeken waar ze in dit Max-Planck instituut aan werken – er zijn in Duitsland meer dan 80 afdelingen van dit onderzoeksinstituut – is het zogenoemde Carbon2Chem-Projekt. Veel mensen zullen wel eens gehoord hebben van CCS. Dat staat voor Carbon Capture and Storage, waarbij kooldioxide (CO2) die wordt uitgestoten door bijvoorbeeld staalfabrieken, cementproducenten en vuilverbrandingsovens wordt opgevangen en opgeslagen onder de grond. Tot nu toe geen groot succes.
Bij Max-Planck in Mülheim werken ze aan CCU: Carbon Capture and Usage. Hier is het doel om CO2 te gebruiken om iets anders van te maken. Meer specifiek werken ze bij Max-Planck in Mülheim aan het omzetten van stikstof en CO2 in bruikbare producten zoals methanol en andere brandstoffen die bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden door vliegtuigen. Daarvoor moet bij CO2 het koolstofmolecuul (C) worden losgetrokken van het zuurstofmolecuul (O2).
Op die manier komt er veel minder CO2 in de lucht. Het broeikasgas wordt als het ware gerecycled. Het is een van de mogelijkheden om de staalproductie CO2-neutraal te maken.
Ruland legt uit dat het omzetten van CO2 geen nieuw concept is. “Waar het ons om gaat, is het proces te perfectioneren op een dusdanige manier dat het economisch rendabel is.”
Meer dan CO2 alleen
Er is in het omzettingsproces namelijk veel (schaarse) energie nodig en in de rook van een staalfabriek zitten meer stoffen dan alleen CO2. Het Max-Planck instituut in Mülheim werkt aan oplossingen samen met verschillende andere onderzoeksinstellingen en partners uit de industrie, waaronder de staalgigant Thyssen Krupp.
Heel simplistisch gezegd komt het erop neer dat Thyssen Krupp steenkolen gebruikt voor zijn smelterijen. Daar komt rook bij vrij die nadat die met een katalysator behandeld is via een schoorsteen de fabriek verlaat.
In die rook zit veel CO2 die met behulp van energie kan worden omgezet in methanol (CH3OH). Van methanol kunnen vervolgens weer andere energiedragers en chemische producten gemaakt worden.
Waterstof is schaars
Klinkt als het Ei van Columbus, maar er zijn wel een paar problemen. Ten eerste moet de rook uit de fabriek wel geschikt zijn of worden gemaakt. Teveel vervuiling met bijvoorbeeld koolmonoxide is niet goed.
Ten tweede moet de energiebron die gebruikt wordt voor het lostrekken van de koolstof, duurzaam zijn, anders heeft het nog geen zin. Het meest geschikt is waterstof gemaakt met groene elektriciteit van bijvoorbeeld windmolens of zonnepanelen.
“Een deel van het onderzoek wordt gedaan in Mülheim en een echt grote proef op schaal vindt plaats bij een fabriek van Thyssen Krupp in Duisburg”, zegt Ruland.
Zijn taak is vooral het analyseren van het gas zoals dat uit de fabriekspijp komt en hoe dat met een katalysator op een zo efficiënt mogelijk manier geschikt kan worden gemaakt voor de methanolconversie.
Volgens Ruland wordt de schaal bij het project steeds groter. Er wordt gewerkt aan een installatie die meerdere duizenden ton methanol per jaar kan produceren. Het wordt gesubsidieerd door de overheid met 140 miljoen euro.
In de toekomst zullen er volgens Ruland naar andere bronnen van CO2 gekeken moeten worden. Naast staalfabrieken valt in eerste instantie te denken aan andere veeluitstoters zoals cementfabrieken en vuilverbrandingsovens. Het is goed mogelijk dat CO2 op een gegeven moment een schaars product wordt dat voor de productie van verschillende brandstoffen en kunststoffen gebruikt kan worden.
Maar dan moet er wel genoeg groene waterstof zijn en het productieproces moet goedkoper worden. Ruland: “Wat verder een grote hulp zou kunnen zijn, is als het uitstoten van CO2 duurder wordt voor bedrijven. Hoe duurder de CO2-uitstoot wordt, des te aantrekkelijker wordt het om CO2 op te vangen en te gebruiken als grondstof voor iets anders.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
