Twee vooraanstaande hoogleraren van de Universiteit Utrecht denken dat het mogelijk is om al in 2050 een fossielvrije raffinaderij te realiseren. Eelco Vogt en Bert Weckhuysen presenteren in een cover-artikel in Nature een roadmap naar een klimaatneutrale raffinaderij.

Vogt en Weckhuysen maken gebruik van CO2 en landbouw- en huishoudelijk afval als grondstof voor de raffinaderij. De installaties draaien waar mogelijk op elektriciteit. De twee hoogleraren ondersteunen hun roadmap met berekeningen voor één raffinaderij in Europa en laten zien wat er nodig is aan energie, materialen en grondstoffen. Daarnaast gaan ze in op de financiële en politieke beperkingen. Nature wijdde een editorial aan de publicatie en plaatste het op de cover van de editie waarin het verscheen.

CO2 en afval als grondstof

Enkele belangrijke aspecten van de raffinaderij van de toekomst zijn de omzetting van CO2, plastic en biomassa-afval in bruikbare grondstoffen, de productie van duurzame waterstof en CO2-afvangsystemen. “De visie is echter een volledig afvalvrije raffinaderij en dan is de integratie van alle componenten onmisbaar”, aldus Weckhuysen. Bij de omzetting van biomassa en plasticafval kan bijvoorbeeld CO2 vrijkomen, maar in het innovatieve concept wordt deze CO2-afvalstroom weer ingezet om duurzame brandstoffen te produceren.

Energie

Een ander belangrijk kenmerk van de nieuwe raffinaderij is de behoefte aan enorme hoeveelheden hernieuwbare energie. Voor de zonnepanelen en windturbines die deze energie leveren zijn aanzienlijk grotere gebieden nodig op land en op zee. De bouw ervan vereist bovendien grote hoeveelheden mineralen.

Wetenschappelijke uitdagingen

Veel van de technologieën voor de raffinaderij van de toekomst bestaan al in het lab en moeten flink worden opgeschaald. “We moeten echter niet denken dat we slechts te maken hebben met een schaalprobleem”, stelt Weckhuysen. “Er is nog veel wetenschappelijk en technologisch onderzoek nodig, want niet alles wat we in het lab kunnen, zal ook werken in het echt”, voegt Vogt eraan toe.

Een van de belangrijkste vragen is hoe we robuuste katalysatoren ontwikkelen die bestand zijn tegen de onzuiverheden in de nieuwe grondstofstromen. Weckhuysen: “We hebben veel expertise op het gebied van fossiele grondstoffen, maar voor de hernieuwbare grondstoffen staat het onderzoek in de kinderschoenen.” “Wat het nog uitdagender maakt, is dat we parallel aan deze innovaties moeten werken”, stelt Vogt. “We hebben niet de luxe om af te wachten of er zich een mooie nieuwe oplossing aandient.”

Kosten en mensen

De onderzoekers schatten dat de kosten om één klimaatneutrale raffinaderij tussen de 14 en 23 miljard euro liggen. Om alle 615 raffinaderijen die nu in bedrijf zijn in de komende 25 jaar te vervangen, zou jaarlijks tussen de 320 en 520 miljard euro moeten worden geïnvesteerd. Daarom pleiten Vogt en Weckhuysen voor adequaat beleid en financiering voor de lange termijn.

Daarnaast is het slagen van deze plannen afhankelijk van maatschappelijke acceptatie. Ook zijn ingenieurs en wetenschappers nodig die verbindingen kunnen leggen en interdisciplinair kunnen werken. Om dat laatste te bewerkstelligen heeft de Universiteit Utrecht nieuwe onderwijsprogramma’s ontwikkeld, zoals het Da Vinci-project.

Foto: Eni – Porto Marghera