Waterstof uit plastic afval: hoe duurzaam is dat eigenlijk?

Steeds meer bedrijven gaan ermee aan de slag: waterstofproductie uit plastic afval. Zo sloegen drie Japanse bedrijven (Toyota, JGC Holdings en Iwatani) eerder dit jaar de handen ineen om vanaf 2025 ‘schoon’ waterstof uit plastic afval te kunnen produceren. Hyundai Engineering investeerde vorig jaar ruim 300 miljoen euro in de bouw van een fabriek met dat doeleinde. En ook de Amerikaanse startups Ways2H en SGH2 werken aan de opschaling van de technologie.

In Nederland zijn er ook plannen om plastic afval een herbestemming te geven, maar het eindproduct is dan net even anders. In de Rotterdamse haven willen Enerkem en Shell plastic afval gebruiken om er SAF (Sustainable Aviation Fuel) van te maken.

Waterstof produceren uit plastic afval

De manieren waarop bovenstaande bedrijven waterstof produceren uit plastic afval, komen grotendeels overeen. Het proces dat de Japanse bedrijven voor ogen hebben, werkt bijvoorbeeld als volgt: ingezameld plastic afval gaat eerst door de shredder, waarna er een zogeheten synthesegas van gemaakt wordt. Dat kan door het te verhitten in speciale ovens, zodat het plastic afval ‘uiteenvalt’ in waterstof en koolmonoxide. Vervolgens wordt er waterdamp toegevoegd. De koolmonoxide reageert tot waterstof en CO2, waardoor het proces dus nog meer waterstof oplevert. Door middel van adsorptie (het laten hechten van een materiaal aan een bindmiddel) wordt de waterstof uiteindelijk gescheiden en gewonnen.

CO2 opslaan of herbestemmen

Dat deze bedrijven het eindproduct labelen als ‘schoon’ waterstof is niet voor niets. Plastic afval krijgt er immers een herbestemming mee. Maar hoe duurzaam is het nu eigenlijk? Dat hangt volledig af van wat je met de CO2 doet die tijdens het proces vrijkomt, zegt waterstofprofessor Ad van Wijk: “Zonder CO2-opslag of -hergebruik is dit eigenlijk een onzinnige operatie. Dan is het ietsje duurzamer dan grijze waterstofproductie, omdat het plastic afval nog een herbestemming krijgt. Maar vervolgens belandt de CO2 gewoon in de atmosfeer.”

Overigens kan je het plastic ook gewoon verbranden, om er energie mee te winnen in de vorm van warmte. “Dan haal je er eigenlijk meer energetische waarde uit dan wanneer je het gebruikt voor waterstofproductie”, zegt Van Wijk. “Maar de toepassingsmogelijkheden van warmte zijn wel een stuk beperkter dan die van waterstof.”

Duurzame optie

Maar wanneer de CO2 wél opgeslagen wordt (Hyundai is dat bijvoorbeeld van plan in de aangekondigde fabriek), kan waterstof uit plastic afval wel degelijk duurzaam zijn. Van Wijk: “Neem Toyota. Stel dat die 90 procent van de CO2-uitstoot van dit proces kan afvangen en opslaan en de waterstof vervolgens inzet om het gebruik van fossiele brandstoffen in de mobiliteitssector terug te dringen… Dan is dat wel degelijk een duurzame operatie.”

Een belangrijk voordeel van dit proces is dat de CO2 gemakkelijker en goedkoper af te vangen is. Het levert een ‘zuivere stroom’ van CO2 op, aldus Van Wijk. Het gaat namelijk om pre-combustion CCS, ofwel afvang en opslag van CO2 vóór verbranding. En dat is een stuk gemakkelijker dan post-combustion CCS, waarbij je de CO2 uit rookgassen moet onttrekken.

Recycling zonder CO2-uitstoot

Toch is waterstofproductie niet de meest duurzame toepassing van plastic afval, meent Van Wijk. “Het synthesegas dat bij dit proces ontstaat kan je namelijk ook gebruiken om de bouwstenen voor nieuwe plastics te maken. Dat kost wat extra energie, maar als je daar duurzame energiebronnen voor gebruikt, doe je in feite aan CO2-vrije recycling. De koolstof krijgt op die manier namelijk ook een herbestemming. Als je dat proces vervolgens circulair maakt (en dus blijft herhalen), komt de CO2 niet in de atmosfeer.”

"Maar er is tegenwoordig zoveel plastic afval, dat heb je niet allemaal nodig om er weer plastic van te maken”, vervolgt hij. “Maar je moet er toch wat mee. Dan is het maken van brandstoffen toch wel de enige route. En dat kan ook prima waterstof zijn.”