Hoe gaan we miljarden tonnen koolstof uit de lucht vangen en duurzaam vastleggen. De lijst van innovatieve bedrijven en projecten groeit snel. Sommigen zullen uitgroeien tot gigantische bedrijfstakken.
Hoe olie ons kan helpen de klimaatcrisis te bestrijden
Hoe gaan we miljarden tonnen koolstof uit de lucht vangen en duurzaam vastleggen? De lijst van innovatieve bedrijven en projecten groeit snel. Sommigen zullen uitgroeien tot gigantische bedrijfstakken.
Elmar Veerman - 18 December 2021 Illustratie: Job Claassen
Het CO2-gehalte van de lucht is de afgelopen zestig jaar gestegen van 320 naar 420 delen per miljoen. Dat zal weer omlaag moeten als we landen rond de evenaar leefbaar willen houden en Nederland droog. Dus, hoe haal je het broeikasgas uit de lucht en sla je de koolstof langdurig op?
CO2 uit de lucht vangen kun je bijvoorbeeld overlaten aan tarwevelden. Nadat de graankorrels geoogst zijn is het stro, dat vol koolstof zit, prima te gebruiken als isolatiemateriaal in de bouw.
Natuurlijk kan de rest van zo’n gebouw van hout worden gemaakt – heb je onze aflevering daarover al gezien? Zo wordt de bouw een koolstofslurper. Terwijl de sector op dit moment juist een enorme bron van CO2 is, vooral door gebruik van cement: dat veroorzaakt 8 procent van de uitstoot in de wereld. Meer dan 2 miljard ton per jaar.
'als we bouwers belonen voor het laten verdwijnen van CO2, wordt houtbouw heel aantrekkelijk'
Wat kosten deze oplossingen per ton verwijderd CO2? Misschien wel minder dan niets. Het kan constructies zelfs beter en goedkoper maken, snappen ook grote Nederlandse bouwbedrijven inmiddels. Wanneer bouwers ook nog beloond worden voor het laten verdwijnen van broeikasgas, wordt het al helemaal aantrekkelijk.
En als hout steeds geoogst wordt, maar nooit zijn koolstof afgeeft, kunnen productiebossen blijven doorgaan met koolstof uit de lucht halen. Daar kan nog meer mee worden gedaan. Het Zweedse energiebedrijf Stockholm Exergi gaat bijvoorbeeld biomassa verbranden, de CO2 uit de rook afvangen en die onder de grond pompen. Bio-CCS heet dat kortweg. Het afvangen zou tussen de 50 en 100 euro per ton moeten kosten en de opslag nog zo’n 25 euro. Het totale prijskaartje ligt dus rond de 100 euro per ton verdwenen CO2. Zweden ziet er een grote toekomst voor.
Niet wachten op de bomen
Bomen en andere gewassen gebruiken als hernieuwbare koolstofvangers wordt waarschijnlijk snel kosteneffectief, als dat moment niet al is aangebroken, maar vergt wel veel ruimte en tijd. Er zijn mensen die sneller en compacter willen werken dan planten. Die bouwen machines waarmee ze direct CO2 uit de lucht halen: Direct Air Capture (DAC). Investeerders steken er momenteel vele miljoenen in. Een van de eerste en grootste bedrijven is het Canadese Carbon Engineering. Als het goed is begint binnenkort de bouw van een fabriek die per jaar een miljoen ton CO2 uit de lucht kan halen door het eerst te laten reageren met kaliumhydroxide en het vervolgens weer uit het ontstane zout te laten ontwijken door verhitting.
Het Zwitserse Climeworks doet het net iets anders, met een vaste stof die CO2 absorbeert. Een voordeel daarvan is dat er minder hitte nodig is om het gas weer los te maken. Er zijn nog meer methoden, die allemaal grote hoeveelheden energie verbruiken. Climeworks heeft sinds kort een fabriek op IJsland die daarvoor vulkanische hitte gebruikt. Orca heet hij, en hij kan vierduizend ton CO2 per jaar verwerken. De kosten liggen nu nog rond de 500 euro per ton.
Producten van CO2
Wat gebeurt er vervolgens met het gevangen CO2? De Canadezen willen het onder de grond opslaan, maar kijken ook naar de mogelijkheid om er brandstof van te maken, voor klimaatneutraal vliegen bijvoorbeeld. De fabriek op IJsland pompt het ook onder de grond, maar dan op een speciale plek. Het ondergrondse vulkanische gesteente reageert met de CO2 en legt het voor altijd vast.
Iets soortgelijks kan ook bovengronds. De Amerikaanse start-up Heirloom verwacht (of bluft) in 2035 een miljard ton CO2 te hebben verwijderd door het met mineralen te laten reageren. Die leggen ze gewoon in de buitenlucht, wat veel ruimte zal kosten, en dan nemen die mineralen het gas vanzelf op. Na een paar weken kan de CO2 door verhitting in elektrische ovens vrijgemaakt worden en wordt de cyclus herhaald. Bij grootschalige toepassing zou dit minder dan 50 euro per ton kunnen kosten, schat het bedrijf zelf. De kosten van het permanent opslaan van de gevangen CO2 komen daar nog bij, dat wel.
'het ondergrondse vulkanische gesteente reageert met de CO2 en legt het voor altijd vast'
Het kan ook nog een stuk minder technologisch. Sommige CO2-etende mineralen zijn zo ruim voorradig dat je ze na gebruik niet hoeft te recyclen. Het vulkanische gesteente basalt is rijk aan zulke mineralen. In verpoederde vorm – waarvan miljarden tonnen uit de mijnindustrie beschikbaar zijn – kun je het als meststof voor landbouwgrond gebruiken, omdat er groeibevorderende stoffen als fosfaat en kalium uit vrijkomen. Een ander effect is dat het CO2 uit de lucht haalt. Meer onderzoek is nodig, maar tot nu toe zien de resultaten er veelbelovend uit. In theorie zou op deze manier een groot deel van de CO2-uitstoot van de hele landbouwsector gecompenseerd kunnen worden.
Olivijn, het groene goud
Een van de mineralen in basalt is olivijn, een groen mineraal dat ook in redelijk pure vorm uitbundig voorkomt en zijn eigen gewicht aan CO2 kan laten verdwijnen. In Nederland levert het bedrijf GreenSand olivijn voor allerlei toepassingen. Het verkoopt ook CO2-certificaten. Het bedrijf strooit dan ergens fijn zand uit, bijvoorbeeld in wegbermen, op fietspaden, parkeerplaatsen en wandelpaden, en garandeert je voor 42 euro dat een ton CO2 uit de lucht wordt gehaald. Maar dat duurt wel even: na een eeuw is pas 42 procent van die opname gerealiseerd.
Olivijnverwering gaat namelijk langzaam. Het kan sneller door het reactieoppervlak te vergroten, dus hoe fijner het verpoederd wordt, hoe beter. Wat ook helpt: hoge druk, hoge temperatuur, een zure omgeving. Aangezien er bij de reactie van olivijn met CO2 een beetje warmte vrijkomt, is het mogelijk de reactie zichzelf te laten versnellen. In een gravity pressure reactor is een paar uur genoeg om een heel eind te komen. De Nederlandse onderzoeker Pol Knops heeft dit concept getest, en het werkt, maar grootschalige toepassing is nog uitgebleven.
Olivijn verweert ook vrij snel als je het in een ondiepe zee verstrooit. Aan de Universiteit van Antwerpen doet prof. Filip Meysman hier onderzoek naar. De Amerikaanse non-profit Project Vesta doet momenteel een proef met 60 ton olivijnzand in een Caribische baai. Simpelweg groen zand in zee dumpen zou voor weinig geld miljarden tonnen CO2 uit het water kunnen halen, waarna de zee weer nieuw CO2 uit de lucht opneemt.
'olivijn, wat in basalt zit, kan zijn eigen gewicht aan CO2 kan laten verdwijnen'
Olivijnverwering gaat namelijk langzaam. Het kan sneller door het reactieoppervlak te vergroten, dus hoe fijner het verpoederd wordt, hoe beter. Wat ook helpt: hoge druk, hoge temperatuur, een zure omgeving. Aangezien er bij de reactie van olivijn met CO2 een beetje warmte vrijkomt, is het mogelijk de reactie zichzelf te laten versnellen. In een gravity pressure reactor is een paar uur genoeg om een heel eind te komen. De Nederlandse onderzoeker Pol Knops heeft dit concept getest, en het werkt, maar grootschalige toepassing is nog uitgebleven.
Olivijn verweert ook vrij snel als je het in een ondiepe zee verstrooit. Aan de Universiteit van Antwerpen doet prof. Filip Meysman hier onderzoek naar. De Amerikaanse non-profit Project Vesta doet momenteel een proef met 60 ton olivijnzand in een Caribische baai. Simpelweg groen zand in zee dumpen zou voor weinig geld miljarden tonnen CO2 uit het water kunnen halen, waarna de zee weer nieuw CO2 uit de lucht opneemt.
Waar zijn we over 5 jaar?
Hindernissen zijn er nog wel. Mogelijk komt bij de reactie wat N2O vrij, een sterk broeikasgas. Er zijn zorgen over nikkelvervuiling, al beweert Meysman dat dat in de praktijk geen rol speelt. Helaas verbiedt een internationaal verdrag het in zee dumpen van alles wat niet op een lijst van uitzonderingen staat. Olivijnzand zit daar niet bij.
Koolstof uit zee halen kan nog op andere manieren, en verschillende Nederlandse vindingen spelen daarop in. In Delft werkt de groep van David Vermaas aan een techniek die ontzilting van zeewater combineert met het verwijderen van CO2. Geschatte kosten: 50 euro per ton. In Utrecht onderzoekt Paul Straatman een constructie die elektriciteit opwekt uit warmteverschillen in de oceaan en tegelijk CO2 uit het water vangt. Hij gaat uit van slechts 15 tot 35 euro per ton. Meer over zijn idee en nog andere oplossingen lees je hier.
Nog niet genoeg opties gezien? Deze site probeert alle initiatieven bij te houden. Er staan nu drie Nederlandse spelers bij. Hoeveel zouden dat er over vijf jaar zijn?