211service.com
China's kolenprobleem oplossen
Toen William Latta in 2005 voor het eerst naar China kwam, was hij van plan op zoek te gaan naar bedrijven om over te nemen voor de Franse machtsgigant Alstom. Hij eindigde met het creëren van zijn eigen.
Ik wist dat de milieumarkt zich ging ontwikkelen, zegt Latta. Ik geloofde dat we iets konden doen aan het vervuilingsprobleem in China en een winstgevende onderneming konden creëren.
Het bedrijf dat Latta heeft opgericht, LP Amina, gebruikt ammoniakderivaten, amines genaamd, om de vervuiling door de schoorstenen van kolencentrales te verminderen, met name zwaveloxiden en stikstofoxiden. LP Amina sloot zich aan bij een reeks bedrijven die in het eerste decennium van deze eeuw een programma hebben uitgevoerd dat cruciaal is voor de toekomst van de wereld: het opruimen van de enorme en vuile kolenindustrie in China.
Het is een monumentale en urgente taak. China is 's werelds grootste producent en consument van steenkool en verbrandt elk jaar ongeveer evenveel als de rest van de wereld samen. Volgens een studie voor het eerst gepubliceerd in het medische tijdschrift de lancet , 1,2 miljoen mensen sterven elk jaar voortijdig door luchtvervuiling in China. Dat is ongeveer de bevolking van Dallas die elk jaar sterft, voornamelijk door steenkool. Luchtvervuiling kan grote steden als Peking en Shanghai bijna onleefbaar maken, en de gigantische kolenmijnen in het binnenland hebben duizenden vierkante kilometers verwoest.
Een vrachtwagen beladen met kolen afgelopen zomer in Peking.
Dat is geen nieuws. Wat minder wordt begrepen, althans in het Westen, is dat bedrijven als LP Amina er grotendeels in zijn geslaagd, en het streven van de regering om de luchtvervuiling door kolencentrales in te dammen boekt vooruitgang. Volgens Greenpeace is het vervuilingsniveau in veel van de grote steden van China tussen 2013 en 2014 gedaald en in het eerste kwartaal van 2015 met bijna een derde gedaald. Niveaus van PM 2,5, de dodelijke deeltjes die bijdragen aan emfyseem en andere aandoeningen van de luchtwegen, daalde met 31 procent in de provincie Hebei, waaronder het grootstedelijk gebied van Peking, volgens overheidscijfers verzameld door de milieugroep. De lucht boven Peking, Shanghai en Shenzhen - de megasteden aan de kust die het hardst worden getroffen door kolensmog - is niet bepaald blauw, maar wordt wel minder grijs. LP Amina en haar concurrenten worden eigenlijk het slachtoffer van hun eigen succes. Ons bedrijf is zeker langzamer - we zullen dit jaar half zo groot zijn als de vorige, zegt Latta.
De verbeteringen zijn voor een groot deel voortgekomen uit het harde optreden van de regering tegen het verbranden van kolen voor de verwarming van woningen en de sluiting van kleine, vuile kolencentrales in de buurt van grote steden. Ze zijn ook te wijten aan de wijdverbreide inzet van scrubbers en andere anti-vervuilingstechnologie die al lang standaard is in het Westen. Volgens sommige schattingen heeft bijna 90 procent van de kolencentrales in China nu basiscontroles op vervuiling. Wat betreft de conventionele verontreinigende stoffen in rookgas, zal in 2020 het nalevingsniveau in China gelijk zijn aan de VS of Europa, zegt Latta.
Dat is een belangrijke milieuprestatie, en een die niet genoeg aandacht heeft gekregen in de westerse pers. Maar het laat een diepere uitdaging achter: broeikasgassen, die niet worden beïnvloed door wassers en andere algemeen beschikbare technologieën voor verontreinigingsbeheersing. Als je alles wat er tot ongeveer 2013 is gebeurd, beschouwt als fase 1 van China's grote kolenopruiming, dan zijn we nu in fase 2: de omzetting van steenkool in synthetisch aardgas, of syngas. Om de vervuiling te blijven verminderen, zal het land lastige stappen moeten nemen, zoals het implementeren van koolstofafvang en het aanzienlijk verminderen van het gebruik van steenkool.
De grote vraag is nu: wat gebeurt er met CO2? vraagt Latta.
Kolen-naar-gas boom
De betekenis van die vraag wordt duidelijk wanneer je een rondreis maakt door de kolenindustrie in de provincie Shanxi, in het noorden van China, vlakbij de grens met Binnen-Mongolië, zoals ik in 2014 deed toen ik onderzoek deed voor mijn boek kolen oorlogen . Daar, onder bergkammen die zijn getraceerd door overblijfselen van de Grote Muur, leveren honderden kleine, vuile kolenmijnen nog steeds gigantische kolengestookte centrales die elk jaar miljoenen tonnen koolstofdioxide in de atmosfeer uitstoten. Het programma van de rijksoverheid om kolencentrales in het oosten, bij de kust te sluiten, heeft weinig gedaan aan die in het binnenland. Volgens het meest recente vijfjarenplan zal de kolenindustrie in het westen en noorden de komende tien jaar zelfs drastisch uitbreiden.
Een satellietbeeld van kolengerelateerde smog in het noorden van China in december 2013.
Bij het opruimen van kolen in China waren de jaren van het begin van de jaren 2000 tot rond 2012 de periode van ontzwaveling – het beperken van de uitstoot van conventionele verontreinigende stoffen en PM 2,5, het spul dat mensen direct doodt. We bevinden ons nu in het tijdperk van vergassing.
Dat verwijst naar het proces waarbij vaste steenkool wordt omgezet in syngas, dat bestaat uit waterstof, koolmonoxide en kooldioxide. Syngas kan worden verbrand om elektriciteit te produceren of omgezet in petrochemicaliën. Wat vanuit milieuoogpunt veelbelovend is, is dat de koolstof kan worden opgevangen en verwijderd voordat het gas wordt verwerkt, hoewel syngasfabrieken dit nu over het algemeen niet doen.
Het is geen nieuwe technologie – afgesneden van olievoorraden in de Tweede Wereldoorlog, maakten de nazi’s vloeibare brandstof uit steenkool via syngas om hun jeeps en tanks draaiende te houden – maar vergassing wordt nu gezien als de onmiddellijke weg voorwaarts voor de belegerde kolenindustrie in China. De regering heeft plannen aangekondigd voor tientallen kolenvergassingsinstallaties in de provincies Binnen-Mongolië en Shanxi en Xinjiang; ze zullen naar verwachting vloeibare brandstof voor voertuigen, ethyleen voor petrochemische fabrieken en andere producten leveren. Volgens de National Energy Administration zal de productie in 2020 50 miljard kubieke meter syngas per jaar bereiken. Dat zou 25 keer meer zijn dan de productie in 2014.
Overheidssteun, samen met de stijgende vraag naar syngasderivaten, zorgde voor een landstormloop die begon in 2005 toen grote staatsbedrijven de grond braken met expansieve en haastig gebouwde kolen-naar-gascentrales. Die eerste hausse was een epische mislukking, volgens Bobby Wang, de productmarketingleider voor vergassing bij GE Power & Water in China. De vroege fabrieken waren niet in staat om te concurreren met producten gemaakt van goedkoop aardgas in het Midden-Oosten.
De razernij heeft plaatsgemaakt voor een meer afgemeten benadering. Nu hebben Chinese energiebedrijven, waaronder de grote kolenleveranciers, joint ventures gevormd met GE en kleinere Amerikaanse bedrijven, zoals LP Amina, Synthesis Energy Systems en Summit Power, om financieel levensvatbare fabrieken te bouwen die bedoeld zijn om syngas te leveren voor elektriciteitsopwekking, petrochemie, warmte voor industriële processen en meer. Uiteindelijk zullen de ketels voor de productie van elektriciteit in deze centrales gebruikmaken van geïntegreerde vergassing gecombineerde cyclus (IGCC) technologie, de meest efficiënte manier om steenkool te vergassen en te verbranden. Zodra deze ultramoderne vergassers de koolwaterstoffen uit steenkool ontsluiten, zegt Jason Crew, CEO van het in Seattle gevestigde Summit Power, kun je allerlei dingen doen, waaronder het opruimen van de koolstof.
Veel van de kolen-naar-gascentrales die in de droge noordelijke en westelijke provincies van China moeten worden gespannen, zouden echter bruinkool verbranden, de bruinkool van lage kwaliteit die overvloedig aanwezig is in China en Zuidoost-Azië - wat voor milieuactivisten het soort vuile, lage- energiebrandstof die we in de grond zouden moeten laten. En de milieuvoordelen van kolenvergassing staan ter discussie: volgens een rapport van Greenpeace, waarin werd gekeken naar de volledige levenscyclus van vergassing, van mijnbouw tot eindgebruik, zou het kolen-naar-gasprogramma van China miljoenen tonnen koolstofdioxide kunnen toevoegen aan de klimaat in de komende tien jaar, waardoor de CO2-reductiedoelstellingen die zijn vastgelegd in de klimaatveranderingsovereenkomst van november 2014 tussen Barack Obama en de Chinese president Xi Jinping ver buiten bereik komen.
Desalniettemin proberen een reeks goed gefinancierde binationale O&O- en demonstratieprojecten ervoor te zorgen dat kolen-naar-gascentrales minder koolstof uitstoten.
De Chinese overheid heeft het gebruik van steenkool voor de verwarming van woningen hard aangepakt.
Een van deze projecten is niet gepland voor Binnen-Mongolië, maar voor de olievlek in West-Texas. Ondersteund door een subsidie van $ 450 miljoen van het Clean Coal Power Initiative van het Amerikaanse Department of Energy, zou het Texas Clean Energy Project een 400 megawatt IGCC-fabriek combineren met een faciliteit die ureum produceert voor kunstmest, plus een koolstofopvangsysteem dat 90 procent zou verwijderen van de geproduceerde kooldioxide (ongeveer twee miljoen ton per jaar) en gebruiken voor verbeterde oliewinning in de oliebronnen van het Perm-bekken. Naast Summit Power zijn onder meer Siemens, CH2M Hill en een engineering- en constructie-eenheid van de staatsenergiegigant China National Petroleum Corporation betrokken. Het project in Texas zou naar verwachting meer dan 1,7 miljard dollar kosten en zou de meest geavanceerde kolencentrale ooit zijn.
De nieuwigheid in wat we doen is dat de CO2-afvang een bijproduct is van het proces - in wezen doe je het gratis, zegt Latta.
Dat is een rooskleurig scenario, en het is waarschijnlijk nog tientallen jaren verwijderd. Feit is dat de meeste projecten voor het opvangen van koolstof voor kolencentrales tot stilstand zijn gekomen of zijn stopgezet. GreenGen, een geroemd IGCC-prototype in Tianjin dat werd gezien als de eerste grootschalige koolstofafvangfabriek van het land, heeft in zijn 10-jarige geschiedenis te maken gehad met meerdere vertragingen en is onlangs teruggeschroefd. Zelfs als het Texas-project slaagt, zal het een levensvatbaar model zijn op slechts een paar locaties waar vraag is naar de opgevangen koolstof. En op zijn vroegst zal de prototypefabriek pas in 2018 worden voltooid. Uiteindelijk is de meest waarschijnlijke manier voor China om zijn vooruitgang op het gebied van vervuilingsbeheersing voort te zetten misschien gewoon door minder steenkool te verbranden.
Verrassende schommel
In de Verenigde Staten is het aandeel van stroom opgewekt uit steenkool gedaald tot onder de 40 procent en zal waarschijnlijk blijven dalen omdat goedkoop aardgas zo overvloedig aanwezig is. Het vooruitzicht van een soortgelijke reductie in China leek tot voor kort ver weg.
Opmerkelijk is dat dankzij een vertragende economie, een verschuiving naar lichtere, minder energie-intensieve industrieën en een hardhandig optreden tegen kleine, niet-gelicentieerde kolenbranders, het kolenverbruik in China in 2014 met bijna 2 procent daalde, volgens het Institute for Energy Economics and Financial Analysis, zelfs toen de economie met 7,4 procent groeide - de eerste dergelijke daling in decennia. Uit een in mei uitgebracht rapport van Greenpeace blijkt dat het kolenverbruik in de eerste vier maanden van 2015 met 8 procent is gedaald ten opzichte van dezelfde periode een jaar eerder. Als die trend zich het hele jaar voortzet, zou dit de grootste jaarlijkse vermindering van het steenkoolverbruik en de CO2-uitstoot in elk land zijn. Zoals de Amerikaanse schaliegasrevolutie laat zien, kunnen dramatische schommelingen in het energieverbruik plotseling en onverwacht optreden. Het storten van miljarden in dure, futuristische schone kolencentrales kan voor toekomstige energiehistorici eruitzien alsof ze goed geld naar kwaad geld gooien.
Het argument dat de kolenindustrie altijd probeert te maken, is om een beeld te schetsen waar kolen cruciaal zijn voor economische groei, zegt Bruce Nilles, programmadirecteur van de Beyond Coal-campagne van de Sierra Club. Vroeger zeiden ze dat over de Verenigde Staten, en nu gaat het snel de andere kant op. Nu is hun laatste snik proberen een gevoel van onvermijdelijkheid te creëren dat steenkool nog 50 jaar zal worden verbrand in ontwikkelingslanden zoals China. Maar het is gebaseerd op valse premissen.
Dit verhaal is op 24 juli bijgewerkt om een schatting te corrigeren van de hoeveelheid land die is aangetast door kolenwinning en kolengestookte elektriciteitsopwekking in China. Het leest nu duizenden vierkante mijlen in plaats van miljoenen.