Klein Waals torentje geeft de wereld CO₂-hoop

Betonwoede, het moet een van de meest onderschatte oorzaken zijn van de opwarming van de aarde. Zo’n 8 procent van de wereldwijde CO₂-uitstoot komt van de productie van cement om funderingen, bruggen, huizen, wegen en wolkenkrabbers te bouwen. Als de cementindustrie een land was, dan zou ze de derde grootste uitstoter zijn, na China en de VS.

In de zoektocht naar een oplossing zijn de ogen van de wereld gericht op een klein Waals dorp: Lixhe, een gehucht in de provincie Luik dat gekneld zit tussen het Albertkanaal en de Maas. Wie op de brug over het water rijdt, ziet de enorme klinkersilo’s van ver opdoemen. De cementoven van de fabriek van Heidelberg, torent als een raketlanceerplatform boven het landschap uit, inclusief een Kuifje-achtige rood-witgeblokte schoorsteen.

Als we een uur later met een gammele werkmanslift boven komen, biedt de toren uitzicht over de Maasvallei, met beneden de uitgestrekte fabriek met maalderijen en in de verte de afgegraven rotskliffen, waar de kalksteen vandaan komt om jaarlijks 1,5 miljoen ton cement en 1,4 miljoen ton ruwe klinker te produceren.

De toren bevat de voorverwarmovens waarin vermalen kalksteen neerdwarrelt en opwarmt tot het CO₂ uit het gesteente loslaat. In de draaioven loopt de temperatuur daarna verder op tot 2.000°C en vormt zich klinker, het basisbestanddeel van cement.

De klimaatimpact is gigantisch. Elke 100 ton kalksteen levert na verhitting 56 ton kalk op terwijl 44 ton CO₂ vrijkomt in de atmosfeer. Daarnaast is de verbranding om de ovens op te warmen goed voor een derde van de CO₂-afdruk van de cementproductie. Met een jaarlijkse uitstoot van 1 miljoen ton CO₂ behoort de cementfabriek in Lixhe tot de top tien van grootste vervuilers in België, goed voor bijna 1 procent van de totale uitstoot in ons land. De sector van cement- en kalkproductie in zijn geheel genereert 5,4 procent van alle uitstoot in België, meer dan alle benzineauto’s samen.

Van op het uitkijkplatform boven op de cementoven wijst fabrieksdirecteur Benoit Gastout naar beneden. In de schaduw van de 80 meter hoge installatie staat een recenter kleiner exemplaar te blinken. De proefinstallatie Leilac test of het CO₂ die uit de kalksteen vrijkomt, kan worden afgevangen. Dat lukt al voor 5 procent van de procesemissies van de fabriek. In Hannover wordt een installatie gebouwd die vier keer groter is en die 20 procent van het CO₂ uit de kalksteen kan opvangen, een investering van 25 miljoen die tegen 2023 klaar moet zijn. De bedoeling is de technologie op termijn op te schalen tot ze 95 procent kan aftappen.

‘Voorlopig zijn het tests. We meten het CO₂ dat we afvangen en laten het daarna weer los in de atmosfeer’, zegt Gastout. ‘Maar in de toekomst kan de technologie helpen om naar CO₂-neutraal cement te gaan. Het afgevangen CO₂ kan dan opgeslagen worden in lege gasvelden of elders als grondstof hergebruikt worden.’

Hotdog

CO₂ afvangen is geen nieuwe technologie. In industrieën zoals kolencentrales of raffinaderijen wordt koolstof al uit de uitlaatgassen gefilterd. De rook wordt besprenkeld met een chemische nevel waar de koolstofatomen zich aan hechten. Door die vloeistof achteraf op te warmen kan het CO₂ in zijn pure vorm weer worden afgescheiden.

Maar om het CO₂ zuiver te krijgen is veel energie nodig. De cementfabriek in Lixhe werkt radicaal anders en vangt het broeikasgas af aan de bron. ‘Die techniek werkt specifiek voor cement- en kalkproductie’, zegt Jan Theulen, die bij het Duitse moederbedrijf van HeidelbergCement de leiding heeft over alles van CO₂-afvang en -hergebruik. ‘In een traditionele cementoven vermengt het CO₂ uit de kalksteen zich met de rookgassen van de verbranding. Daardoor is het achteraf moeilijker om de koolstof er weer uit te filteren. In de Leilac-oven houden we het CO₂ uit de kalksteen apart. Zo kunnen we efficiënter afvangen.’

Om de gassen gescheiden te houden hanteert Heidelberg een soort hotdogprincipe. De kalksteen valt naar beneden in een afzonderlijke buis, waar als een soort hotdogbroodje de oven rond zit. ‘Een paar jaar geleden zouden we dit niet gekund hebben’, zegt Theulen. ‘Voor dit procedé hadden we een innovatieve stalen buis nodig die de warmte van buiten doorlaat zonder te smelten bij temperaturen tot 1.000°C. Tot voor kort was dat onbetaalbaar.’

Tomas Wyns, die aan de VUB onderzoek doet naar de klimaattransitie in de industrie, noemt de resultaten van het Lixhe-experiment veelbelovend. ‘De gehanteerde techniek is een vrij kostenefficiënte manier om CO₂ te capteren’, zegt hij. ‘Het CO₂ dat uit de kalksteen vrijkomt, kan je niet vermijden. Je moet die dus afvangen, of je moet cement vervangen door andere materialen zoals staalslakken, vulkanisch materiaal, gerecycleerd beton of nieuwe soorten klei.’

Wereldwijd zoeken bedrijven naar cementvervangers. De betonfabriek De Bonte bijvoorbeeld, een familiebedrijf in Waasmunster, gebruikt sinds kort zwavelresten uit de olieraffinaderijen van Shell om hernieuwbaar beton te maken zonder cement. Met het innovatieve zwavelbeton produceert het bedrijf sinds eind vorig jaar rioolbuizen en dwarsliggers voor treinsporen.

Maar het Internationaal Energieagentschap (IEA) ziet CO₂-afvang momenteel als de enige schaalbare oplossing voor het uitstootprobleem in de cementindustrie. Ook Theulen verwacht er veel van. ‘Alternatieve materialen kunnen cement waarschijnlijk wel vervangen in bepaalde nichemarkten, maar beton speelt zo’n alomtegenwoordige rol in de moderne maatschappij dat alleen de grootschalige oplossingen ons echt vooruit zullen helpen. Na water is cement de meest gebruikte grondstof.’

Klimaatneutraal cement

Om aan het Klimaatakkoord van Parijs te voldoen heeft HeidelbergCement zich tot doel gesteld tegen 2050 alleen nog klimaatneutraal cement te verkopen. De op drie na grootste cementproducent ter wereld houdt daarvoor naast CO₂-captatie verschillende ijzers in het vuur, zoals alternatieve brandstoffen.

Een van de mogelijkheden is de ovens elektrisch op te warmen tot de enorme temperaturen die nodig zijn. ‘De uitdaging wordt dan vooral voldoende hernieuwbare energie beschikbaar te krijgen’, zegt Theulen. ‘Als we nu volledig op elektriciteit zouden draaien, zou ons cement dubbel zo duur worden. Nochtans zou dat voor de consument geen zware impact hebben. Cement maakt maar 2 procent uit van de bouwkosten van een woonhuis in België. Als de prijs verdubbelt, maar daardoor de CO₂-afdruk van een project sterk vermindert, valt dat voor de consument nog te overzien. Maar als producent zouden wij dan niet meer concurrentieel zijn met goedkoop cement uit pakweg het Midden-Oosten. Alleen als Europa via een CO₂-grensbelasting een gelijk speelveld garandeert, kan de markt functioneren.’

Of de duurzaamheidsdirecteur van HeidelbergCement er vertrouwen in heeft dat het afvangen zal lukken? ‘Het is eigen aan innovatie dat je het resultaat niet vooraf kent’, zegt hij. ‘Maar als we er niet in zouden geloven, zouden we er niet samen met de EU in investeren. Nog nooit hadden we zo veel gereedschap voorhanden om iets te doen aan het klimaatprobleem. De maatschappelijke bereidheid om het aan te pakken is ook groter dan ooit. Maar we kunnen het ons niet veroorloven om nog een route uit te sluiten. We hebben alle bouwstenen nodig. De mensheid heeft niet langer de luxe kieskeurig te zijn.’