energie

Groene stroom van verbrande kippenpoep, klimaatnegatief: in Moerdijk wordt het geprobeerd

In Moerdijk wordt groene stroom gemaakt door kippenpoep te verbranden. De fabriek kan misschien zelfs klimaatnegatief worden, dankzij kleine korrels die lijken op couscous.

Bard van de Weijer
null Beeld Getty
Beeld Getty

Als je diep inademt, ruik je de brandstof waarop de elektriciteitscentrale draait: kippenpoep. Heel veel kippenpoep; elke werkdag arriveren hier zestig afgeladen trucks om hun lading in een bunker te storten, waarna het riekende spul in de gulzige trechtermond van de fabriek verdwijnt.

Bij BMC Moerdijk maken ze groene elektriciteit door kippenpoep (pluimveeafval, zeggen ze zelf, want er zitten vooral rond Kerst ook kalkoenuitwerpselen bij) te verbranden. Dit levert genoeg stroom op om alle woningen in een stad als Den Bosch te voorzien, zegt operationeel directeur Luc Westdorp.

Waarom zou je kippenpoep verbranden en niet gebruiken als mest op de akkers? Deze vorm van ‘verwerken’ heeft milieuvoordelen boven andere methoden, concludeerde onderzoeksbureau CE Delft in een zogenoemde levenscyclusanalyse, uitgevoerd in opdracht van de fabriek.

De elektriciteit uit de fabriek aan het Hollands Diep is formeel ook nog eens klimaatneutraal, omdat de kooldioxide van biogene oorsprong is, zoals dat heet. Anders gezegd: het voer dat de kippen eerder verorberden, komt van planten en is daarmee onderdeel van de koolstofkringloop. Als ook het transport van de poep (ruim eenderde van alle Nederlandse boerenkippenstront belandt in deze fabriek, zo’n 1.200 tot 1.400 ton per dag) duurzamer wordt, vermindert ook de CO2-uitstoot en stikstofuitstoot door de huidige dieseltrucks.

Maar het kan beter. Wat nu als je de CO2 die uit de schoorsteen komt, afvangt en opbergt, dan kan deze elektriciteitsfabriek zelfs klimaatnegatief worden, bedachten ze bij Shell. Het energieconcern heeft de afgelopen jaren met de universiteit van Wenen gewerkt aan een installatie die de kooldioxide efficiënter moet afvangen.

Korreltjes in het rookgaskanaal

De technologie die ze daarbij gebruiken, solid sorbent technology, bestaat al langer, maar is nog maar mondjesmaat in de praktijk getest: kleine korrels die door de rookgassen dwarrelen en daarbij CO2 opnemen. Eenmaal volgezogen met CO2 verdwijnen ze in een tweede kolom naast het rookkanaal, waar ze worden verwarmd door stoom. Bij deze verhitting geven ze de opgenomen CO2 weer af, waarna de ‘lege’ korreltjes boven in het rookgaskanaal verdwijnen. Elke paar minuten wordt deze klimatologische snelkookpan door een paar honderd kilogram van deze korrels doorlopen. In de praktijk kunnen ze 90 tot 95 procent van de CO2 opvangen.

Sinds kort staat op het fabrieksterrein in Moerdijk een kleine uitbreiding, in de vorm van enkele zeecontainers met de apparatuur om CO2 af te vangen, vlak voordat het de schoorsteen uit vliegt. ‘Het mooie van het gebruik van kippenmest is dat planten het werk doen’, zegt Sander van Paasen, die namens Shell het afvangproject leidt.

In een kantoor van de fabriek overhandigt hij een glazen potje met daarin de korrels, die in kleur en grootte iets weg hebben van couscous. De precieze samenstelling houdt Shell geheim, maar dit type is doorgaans gebaseerd op een poreuze structuur, waarbij CO2 zich kan nestelen in de poriën aan de buitenzijde van de korrels. Wanneer de verzadigde korrels vervolgens worden verhit, komt de CO2 vrij, die in pure vorm afgevangen en opgeslagen kan worden.

null Beeld

Over de kosten van deze vorm van afvang wil Shell nog geen uitspraken doen, maar bij de huidige CO2-prijzen zou de technologie kostendekkend moeten zijn. Op het onttrekken van CO2 aan de atmosfeer staat nog geen financiële beloning, maar hierover wordt wel nagedacht. Het energieconcern ziet de korreltechnologie en de afvang van CO2 als een van de manieren om de uitstoot op alle bedrijfsonderdelen te verminderen.

In principe is CCS, zoals CO2-opslag afgekort wordt genoemd, een goed idee, zegt hoogleraar duurzame energievoorziening Gert-Jan Kramer aan de Universiteit Utrecht. ‘Alleen was er tot voor kort weinig enthousiasme om er daadwerkelijk aan te beginnen. Pas met het klimaatakkoord is dat veranderd.’

De technologie was lange tijd te duur, de bevolking staat bepaald niet te springen om CO2-gas in de bodem onder hun huizen op te slaan en toepassing ervan zou de industrie er volgens critici van weerhouden echt duurzame maatregelen te nemen. Met dat laatste is Kramer het oneens. ‘We moeten de mogelijkheid niet voorbij laten gaan om CO2 af te vangen’, zegt hij. ‘We komen in een situatie van overshoot, waarbij de temperatuur door een teveel aan kooldioxide in de atmosfeer te ver oploopt. Als je nu relatief makkelijk kunt voorkomen dat CO2 in de atmosfeer komt, moet je die kans niet laten lopen, denk ik.’

Onder in het thermodynamische putje

Ook in een later stadium blijft de afvang van CO2 noodzakelijk, denkt Kramer. ‘Zelfs in een wereld waarin alle kringlopen gesloten zijn, blijft koolstof nodig voor de productie van brandstof en chemicaliën.’ Afvang in combinatie met hergebruik zou uiteindelijk het doel moeten zijn, stelt de hoogleraar.

Hoewel diverse studies twijfelen aan de klimaatwinst die hergebruik van CO2 oplevert, is dit scenario op korte termijn niet waarschijnlijk. CO2 zit helemaal onder in het thermodynamische putje, zegt Kramer. ‘En het kost heel veel moeite het daar weer uit te werken. Dat moet met groene stroom, waar je groene waterstof van maakt, die je vervolgens gebruikt om CO2 weer op te werken (tot bijvoorbeeld een brandstof, red.).’

Dit betekent volgens de hoogleraar dat er twee keer overschotten moeten zijn: eerst van groene stroom. Dat duurt volgens Kramer zeker tot 2030. Vervolgens moet er groene waterstof worden gemaakt. Pas als daar overschotten van zijn, is het voor dit soort toepassingen inzetbaar, taxeert Kramer. ‘Dat gaat nog heel lang duren, want je kunt ontzettend veel andere dingen met groene waterstof. Hergebruik is leuk om nu te roepen, maar het duurt nog lang voor we op dat punt zijn.’

Als CO2 wordt afgevangen, zal het aanvankelijk eerst in de Noordzeebodem worden opgeborgen. Maar met afvang ben je er nog niet: de bijna zuivere CO2 die in Moerdijk ontstaat, moet ook nog worden afgevoerd, via bijvoorbeeld het Porthosproject waaraan de naburige haven van Rotterdam werkt. Transport naar de haven kan met vrachtwagens, per schip of via leidingen. Hoe groter de afstand, hoe kostbaarder het transport en hoe meer energie nodig is.

Vooral het afvangen en comprimeren kost veel energie; ongeveer 3 gigajoule per ton CO2, omgerekend 0,8 megawattuur. Het is mogelijk een deel van de restwarmte van de energiecentrale te gebruiken, zegt Van Paasen. ‘Zo wordt de invloed op het elektrisch vermogen van de fabriek geminimaliseerd.’

Restwarmtegebruik

Of de fabriek in Moerdijk echt klimaatnegatief is, hangt mede af van dit restwarmtegebruik, zegt Heleen de Coninck, hoogleraar innovatie en klimaat aan de TU Eindhoven. ‘Als je voor dit proces duurzame warmte gebruikt en je houdt de CO2 uit de atmosfeer, dan is een fabriek als deze in principe CO2-negatief’, zegt ze.

Maar zo eenvoudig is het niet. ‘Want waar had je die restwarmte anders voor gebruikt?’ Er zouden ook huizen of kantoren mee verwarmd kunnen worden en als dat niet kan omdat die warmte nodig is voor CO2-afvang, is de klimaatwinst minder groot. BMC heeft dit een paar jaar geleden onderzocht met een aantal buurtbedrijven, maar geen financier gevonden voor de aanleg van een warmtenet.

Zelfs zo’n warmtenet is niet zaligmakend. ‘Alles hangt met alles samen’, zegt De Coninck. ‘En het verandert ook nog eens in de tijd.’ Kijk naar afvalverbrandingsovens. Die werden een paar jaar geleden nog gezien als duurzame leverancier van stadswarmte. Maar als de economie steeds meer circulair wordt, zal er straks geen afval meer verbrand worden en moeten die warmtenetten op een andere wijze worden gevoed.

‘Voor deze fabriek is het bijvoorbeeld de vraag wat er met de kippenbranche gebeurt. Stel dat de meeste Nederlanders straks veganistisch of vegetarisch worden, of de regelgeving verandert. Dan krimpt de sector wellicht en komt de fabriek zonder brandstof te zitten.’

Voorlopig maakt Van Paasen zich hierover geen zorgen. Eerst maar eens zorgen dat de testfabriek opgeschaald kan worden naar een demonstratiemodel. Dat is een lastige fase, waarbij veel veelbelovende projecten sneven.

Temperatuurverschil verlagen

‘De stap van pilot naar demonstratiefabriek is vaak een valley of death. Omdat subsidies wegvallen, vanwege de hoge kosten van opschaling. Daarom moet het in een consortium. Met grote partijen. Zoals Shell, zegt Van Paasen. ‘Wij hebben de kennis en de ervaring bij het opschalen. En de onderzoekscapaciteit. Shell heeft experts op gebied van lucht- en vloeistofstromingen. We hebben ervaring in chemie. In installatiebouw. We hebben procesbewakers.’

Een van de doelen is het temperatuurverschil tussen afvang en weer loslaten van CO2 te verlagen. Nu is dat nog een graad of 70, Van Paasen en zijn team streven naar 30 graden Celsius. Hoe kleiner het verschil, hoe minder van het elektrisch vermogen van de centrale verloren gaat. Hij wil dit bereiken door vooral aan het oppervlakte van de korrels – die ongeveer een jaar mee gaan – te knutselen.

Toch zijn de korrels niet het belangrijkste onderdeel voor Shell. Als er een andere partij is die betere ontwikkelt, is dat prima wat Van Paasen betreft. ‘We zien de korrels als software. Als er betere komen, kun je die gewoon in bestaande installaties gebruiken. Die korrels hoeven niet per se van ons te komen. Wij hebben de expertise van het proces en opschalen. Daar zetten we op in.’

Nu nog verdwijnt de afgevangen CO2 gewoon weer in de atmosfeer, omdat de proef vooral bedoeld is om ervaring op te doen. Over een paar jaar, als het systeem werkt zoals het is bedacht, krijgt een flink deel van de Nederlandse kippen een nieuwe functieomschrijving: naast eierenleverancier zijn ze dan ook kakelende CO2-vangers.

Manure from chicken isolated on white Beeld Getty Images/iStockphoto
Manure from chicken isolated on whiteBeeld Getty Images/iStockphoto

Is het niet zonde kippenpoep te verbranden?

Noem kippenpoep geen afval. ‘Het is brandstof’, zegt operationeel directeur Luc Westdorp van de biomassacentrale Moerdijk.

Dat er groene stroom van wordt gemaakt is mooi, maar kan deze ‘brandstof’ niet beter worden gebruikt als mest op het land? Dan hoeft er niet mee te worden gesleept (dagelijks rijden zestig trucks bijna het hele land door om de pluimveemest op te halen) en is de kringloop veel korter.

Onderzoeksbureau CE Delft heeft in 2017 in opdracht van de fabriek een zogenoemde levenscyclusanalyse gemaakt (LCA), waarbij gekeken is hoe de balans is van diverse manieren om pluimveemest te verwerken. Alternatieve methoden zijn bijvoorbeeld gebruik als meststof, door er stroom mee te produceren op het terrein van de boer zelf, of door het mee te stoken in bestaande biomassacentrales.

Plussend en minnend komt CE Delft tot de conclusie dat ‘routes met stroomproductie’ het meeste milieuvoordeel hebben. Ook als het transport door dieseltrucks is meegenomen. In dit laatste zit trouwens nog potentiële milieuwinst, bijvoorbeeld door het transport te elektrificeren. Dan daalt de verdere uitstoot van CO2 en schadelijke stikstofoxiden. Ook zou de stroomfabriek nog beter kunnen presteren als de warmte (deels hergebruikt in het bedrijfsproces) wordt verkocht aan omliggende bedrijven of woningen.

Volgens het adviesbureau is de CO2-uitstoot via verbranding even groot dan wanneer mest direct als meststof wordt gebruikt. Hoewel bij mestgebruik een deel van de CO2 in de grond verdwijnt en dan geldt als koolstofput. Door bij de fabrieksschoorsteen de CO2 af te vangen en op te slaan wordt de milieubalans juist weer groener.

Meer over