Opschaling van elektrochemische technologieën voor hernieuwbare ethyleenproductie

Een broodnodige circulaire koolstoftechnologie

Ethyleen, het meest geproduceerde molecuul in de chemische industrie (~180 miljoen ton per jaar), wordt momenteel vervaardigd via energie-intensieve processen op basis van fossiele grondstoffen. Het ontwikkelen van alternatieve routes, zoals Carbon Capture and Utilisation (CCU) technologieën, is essentieel om toegang te garanderen tot koolstofarme toekomstige materialen en brandstoffen.

Directe ethyleen-elektrosynthese (lage-temperatuur CO₂-elektrolyse) heeft op laboratoriumschaal (TRL3) veelbelovend gebleken, met potentieel om te concurreren met andere "groene" ethyleenproductiemethoden, vooral in combinatie met grootschalige offshore windenergie. De volgende stap is om de technologie verder te ontwikkelen en op te schalen naar een eerste industriële pilot (TRL6).

Strategische samenwerkingen met academische en industriële partners

De succesvolle opschaling van elektrochemische CO₂-naar-ethyleen technologie vereist gecoördineerde inspanningen op verschillende aspecten van technologieontwikkeling.

TNO heeft een meerjarig programma van meerdere miljoenen euro's geïnitieerd in samenwerking met belangrijke internationale academische partners, waaronder CEA (Frankrijk), TU Delft (Nederland) en TU Valencia (Spanje), om kennis op alle niveaus te integreren en de ontwikkeling van deze technologie te versnellen.

Promovendi van deze universiteiten zullen samenwerken met TNO-wetenschappers en ingenieurs, terwijl het recent toegekende RVO-MOOI project RESET-CO₂ MKB's en industriële partners zoals VSParticle, Brusche Process Technology, e-ethylene en Johnson Matthey omvat.

Impact

Dit initiatief heeft als doel om vóór 2030 de haalbaarheid van grootschalige elektrochemische productie van olefinen, een cruciaal onderdeel in kunststoffen, coatings en synthetische materialen, aan te tonen. Bij succes zal dit de chemische industrie in staat stellen om vóór 2040 een eerste industriële installatie op te zetten.

Door deze elektrochemische conversietechnologieën te bevorderen, helpt TNO de industrie om de opschaling te ontzenuwen en de commercialisering richting een geëlektrificeerde chemische sector te versnellen. Deze inspanningen dragen bij aan de doelen van decarbonisatie en circulaire economie, en bieden een pad om fossiele grondstoffen te vervangen door duurzame alternatieven.

"Dit project is een zeer sterk voorbeeld van onze inzet om koolstofarme, circulaire oplossingen voor de chemische sector te ontwikkelen," zegt Richard Braal, Divisiedirecteur Industrie binnen TNO's Energie- en Materialentransitie-eenheid.

Senior wetenschapper Michele Tedesco voegt toe: "Door elektrochemische conversietechnologieën te bevorderen, zetten we concrete stappen om de technologische hindernissen en stappen te begrijpen die nodig zijn om de eerste industriële pilot van CO₂-gebaseerd ethyleen te realiseren."