Plasmatechnologie: grote stap richting volledig circulaire chemie

Plasmatechnologie is al vele decennia oud, maar door het traditionele proces te optimaliseren kan het een sleuteltechnologie worden om de chemie circulair te maken. TNO werkt in Brightsite samen met Brightlands Chemelot Campus, Maastricht University en het bedrijf Sitech Services om het broeikasgas methaan om te zetten in waterstof en hoogwaardige koolwaterstoffen. Zo blijft koolstof in de keten door er waardevolle halffabrikaten van te maken in plaats van het als CO2 uit te stoten.

Adequate oplossing

Methaan omzetten in waterstof gebeurt al langer op grote schaal als commerciële toepassing. Maar daar komt nog altijd CO2 bij vrij. Het consortium wil juist waterstof en hoogwaardige koolwaterstoffen maken uit methaan waarbij koolstof circulair wordt door het te hergebruiken als bouwsteen om kunststoffen te produceren. Dat is een adequate oplossing die echt zoden aan de dijk zet voor de chemische industrie die wil verduurzamen. Maar er zijn nog wel een aantal hordes te nemen.

Vraag naar elektrificatie

De reden in te zetten op plasmatechnologie is de groeiende vraag naar elektrificatie in de chemische industrie. Elektriciteit moet de plaats innemen van aardgas verbrandingsprocessen waarbij veel CO2 vrijkomt. Met plasmatechnologie is waterstof CO2-vrij te maken uit methaan, waarbij ook waardevolle koolwaterstoffen worden gevormd. Daarvan zijn weer duurzame grondstoffen te maken. Een elektrische plasmavlam zorgt voor de benodigde verhitting waar nu aardgas verbrandingsprocessen voor wordt gebruikt. Plasma is een vierde vorm van aggregatie naast vast, vloeibaar en gas. Bliksem, noorderlicht en lasprocessen zijn er voorbeelden van.

Bouw plasma pilot plant

De bij Brightsite ontwikkelde plasmatechnologie is met succes eerst in het lab beproefd,. in 2025 moet de bouw van een plasma pilot plant van start gaan. Vanaf 2030 kan de technologie commercieel worden uitgerold. Dan komen er chemische fabrieken die met duurzaam opgewekte elektriciteit op grote schaal methaan omzetten in grondstoffen voor onder meer polymeren en waterstof dat onder andere ingezet kan worden voor kunstmest productie zonder dat daar CO2 bij vrijkomt. Methaan is dan vooral beschikbaar uit onder meer geëlektrificeerde naftakrakers.

Koolstof circulair maken

Plasmatechnologie heeft de potentie een belangrijke rol te spelen bij het halen van de klimaatdoelstellingen. In de chemische industrie zijn vooral ammoniakfabrieken en naftakrakers grote uitstoters van CO2. Afvangen en opslaan (CCS) is hier een oplossing, maar TNO en zijn partners slaan deze stap over door CO2-uitstoot juist te voorkomen en de koolstof in de keten te houden.