CO2-uitstoot als grondstof: nieuw perspectief voor gieterijen

Strengere milieuregels rond CO2-emissies, energieverbruik en luchtkwaliteit maken het produceren van gietijzer steeds complexer en duurder. Vooral processen waarin cokes als reductiemiddel en brandstof worden ingezet, lopen tegen hun grenzen aan. Zonder ingrijpende technologische vernieuwing wordt verdere exploitatie in Europa steeds moeilijker.

Tegen die achtergrond werkt het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) aan een technologie die de basis van dit probleem direct adresseert: CO2 niet alleen afvangen, maar omzetten in een bruikbare industriële grondstof.

Van emissie naar grondstof in de gieterij

Het NECOC-proces (No Emissions through converting CarbOn dioxide to Carbon) richt zich op het sluiten van de koolstofkringloop binnen industriële processen. In plaats van CO2 als eindproduct van verbranding of metallurgische reacties te beschouwen, wordt het opnieuw ingebracht in de waardeketen.

In de gieterijcontext is dat relevant omdat CO2-uitstoot daar niet alleen ontstaat door energieverbruik, maar inherent is aan het proces zelf. Cokes vervult een dubbele rol: brandstof en chemisch reductiemiddel in de hoogoven of smeltprocessen. Dat maakt volledige eliminatie zonder procesverandering in de praktijk nauwelijks haalbaar.

Het KIT-proces probeert precies dat knelpunt te benaderen door CO2 uit de afgassen af te vangen en om te zetten in een vaste koolstofvorm die opnieuw inzetbaar is in metallurgische processen.

Circulaire koolstofstroom

In de voorgestelde keten worden CO2-houdende afgassen eerst geconcentreerd en vervolgens chemisch omgezet. Via tussenstappen met waterstof en methaan wordt het gas uiteindelijk geleid door een vloeibaar metaalmedium, waarin het methaan wordt gekraakt.

Voor gieterijen betekent dit in theorie dat een deel van de huidige fossiele inputstromen kan worden vervangen door een circulaire koolstofstroom, afkomstig uit de eigen emissies.

Behoud van productie

Waar CO2 in het huidige model een afvalstroom is, wordt het in dit concept een intermediair product. Voor Europese gieterijen kan dat drie belangrijke implicaties hebben:

1. Behoud van productie in Europa
   Processen die nu onder druk staan door regelgeving kunnen mogelijk binnen Europa blijven bestaan als emissies circulair worden gemaakt in plaats van geëlimineerd.
2. Beperking van CO₂-kosten
   Door interne terugwinning van koolstof kan de afhankelijkheid van emissierechten en CO2-beprijzing mogelijk afnemen.
3. Nieuwe grondstofstromen
   Vaste koolstof als product opent toepassingen buiten de klassieke cokesmarkt, bijvoorbeeld in materiaaltechnologie of energieopslag.

Belangrijk is dat deze technologie zich nog in de opschalingsfase bevindt. De stap van pilotinstallaties naar robuuste, continue industriële toepassing in een zware omgeving zoals een gieterij is technisch complex. Daarnaast blijft het systeem energie-intensief en afhankelijk van waterstof en hoge-temperatuurprocessen. Dat betekent dat de uiteindelijke klimaat- en kostenbalans sterk zal afhangen van de beschikbaarheid van duurzame energie.

Regelgeving versus maakindustrie

De ontwikkeling van het NECOC-concept raakt daarmee aan een bredere Europese discussie: hoe behoud je energie- en emissie-intensieve industrieën binnen strengere klimaatkaders? Voor de gieterijsector is de vraag niet alleen hoe emissies omlaag kunnen, maar vooral of productieprocessen fundamenteel herontworpen kunnen worden zodat CO2 niet langer een eindproduct is, maar onderdeel van een gesloten systeem.