Te veel CO2? Haal het uit zee
Om de doelen van Parijs in 2050 te halen, moeten we niet alleen minder CO2 uitstoten, maar het broeikasgas ook actief uit de atmosfeer verwijderen. Technieken die dat kunnen werken echter langzaam en zijn duur. Via een kleine omweg kan het misschien sneller: door kooldioxide uit de oceanen op te nemen. Hoe werkt dat?
Bij fabrieken en elektriciteitscentrales wordt veelal direct kooldioxide (CO2) afgevangen en op die manier voorkomen dat het in de lucht komt. Dit draagt bij aan het afremmen van het broeikaseffect, wat de opwarming van de aarde veroorzaakt. Het is alleen niet genoeg; er moet ook een deel van het decentraal uitgestoten CO2 worden afgevangen.
Decentrale CO2-uitstoot
Dit is kooldioxide dat mensen en dieren uitademen, dat overal ter wereld uit de uitlaten van auto’s en vliegtuigen stroomt, dat vrijkomt bij het verwarmen van huizen en bij het bedrijven van landbouw.
‘Elektriciteitscentrales en de industrie hebben maar een bepaald aandeel in de uitstoot. Die decentrale bronnen zorgen bij elkaar voor 40 procent van de CO2-uitstoot in de lucht’, vertelt David Vermaas, universitair docent electrochemical flow systems aan de TU Delft.
Dat is dus de moeite waard. En bedenk ook dat door de energietransitie er over een paar decennia nauwelijks nog schoorstenen van fabrieken en elektriciteitscentrales over zijn om daar het kooldioxide af te vangen. Dan wordt de decentrale afvang van het broeikasgas des te belangrijker.
Uit de lucht
Nu zijn wetenschappers en bedrijven al een tijd bezig met technieken voor het binden van CO2 uit de lucht. Neem bijvoorbeeld het Zwitserse bedrijf Climeworks, dat metershoge ‘muren’ van ventilatoren bouwt die lucht aanzuigen. Die lucht loopt langs een stof die CO2-moleculen uit de lucht bindt.
Na een tijd is het systeem verzadigd en kan de geconcentreerde CO2 worden opgeslagen of voor nuttige toepassingen worden gebruikt (zie figuur CO2-benutting). Bijvoorbeeld voor het maken van synthetische brandstoffen voor voertuigen of vliegtuigen.
Het nadeel is alleen dat het lostrekken van de gebonden CO2-moleculen – het regenereren – veel warmte en dus energie kost. Ook gaat CO2 uit de lucht halen niet zo snel, simpelweg omdat er zo weinig in zit.
Per saldo zitten er in een liter lucht maar weinig CO2-moleculen, het gehalte van die stof wordt niet voor niets uitgedrukt in parts per million. Leidt je lucht langs een stof die CO2-moleculen kan binden, dan duurt het lang voor een zinvolle hoeveelheid kooldioxide is gevangen.
In zeewater zit ongeveer vijfhonderd keer meer CO2 dan in lucht
Oceanen
Wetenschappers zoeken nu naar oplossingen in oceanen. Daar zit de meeste potentie, omdat oceanen van nature al veel kooldioxide opslaan. In zeewater zit ongeveer vijfhonderd keer meer CO2 dan in lucht en ongeveer evenveel als in rookgas.
Naar schatting nemen de oceanen van alle CO2 die wij uitstoten, ongeveer een kwart op. De toename van de menselijke CO2-uitstoot heeft op die manier geleid tot verzuring van de wereldzeeën. Maar de natuurlijke CO2-opslag in het water biedt ook een kans: het lijkt erop dat het makkelijker is om CO2 uit water te halen dan uit de lucht.
pH-schommelingen
‘Er zijn verschillende routes om dit te doen, maar die hebben één ding gemeen: ze werken op basis van een veranderende pH van het zeewater’, vertelt Vermaas.
Eerder dit jaar zette hij samen met collega’s van de TU Delft, onderzoeksinstituut Wetsus en de Amerikaanse universiteit Caltech de verschillende methoden voor CO2-afvang op een rijtje zette in het tijdschrift Energy & Environmental Science.
Door deze zuurgraad flink omhoog of omlaag te jagen, ontstaat er respectievelijk gasvormig CO2 of CO2 in de vorm van vaste mineralen (carbonaten). ‘
verder lezen?
Het volledige verhaal vind je in het julinummer van De Ingenieur. Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25% - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.
Foto: Depositphotos
