Dinsdag 21/01/2020

Klimaat

De CO₂-zuigers komen eraan. Kunnen die de planeet helpen af­koelen?

Het Zwitserse Climeworks, een fabriek waar CO2 uit de lucht gezogen wordt. Beeld REUTERS

De gedachte is bijna kinderlijk eenvoudig: zuig de CO2 gewoon weer de vervuilde lucht uit. Diverse bedrijven werken eraan. Kan dit het klimaatprobleem helpen oplossen?

De camera glijdt over besneeuwde bergtoppen. Op de achtergrond klinkt een serieus pianomuziekje. Terwijl een man zijn mountainbike van de grond pakt, hoor je een voice-over. ‘Dagelijks raak ik het meest gemotiveerd van uitdagingen’, klinkt het in het Engels, met licht accent. ‘En er is weinig zo uitdagend als het grootste probleem dat de mensheid ooit voor de kiezen heeft gekregen: klimaatverandering.’

Het reclamefilmpje van het Zwitserse Climeworks maakt direct duidelijk hoe het bedrijf zichzelf ziet. Verwacht van hen geen dampende schoorstenen en allesverslindende industrie, maar schone, inspirerende natuur. “We moeten al het mogelijke doen om onze uitstoot te verminderen én om CO2 weer uit de lucht te halen”, zegt Christoph Gebald, directeur en oprichter van het bedrijf, gezeten voor een weids berglandschap.

Bedrijven als Climeworks gaan sinds kort de boer op met technologie om dat laatste mogelijk te maken. In het Zwitserse Hinwil heeft het zelfs de eerste commercieel opererende CO2-afvangfabriek geopend. Op een glooiende, groene heuvel staan stapels en rijen glimmende, manshoge ventilatoren: bakbeesten die de omringende lucht aanzuigen, de CO2 er met een chemisch trucje uitfilteren en de opgeschoonde lucht weer de omgeving inblazen. Die technologie staat in de wereld van klimaat en energie beter bekend als ‘Direct Air Capture’ (DAC).

Climeworks runt veertien van dit soort fabrieken, allemaal in Europa. De andere dertien zitten nog in de testfase, maar in Hinwil verkoopt men de opgevangen CO2 al, als geconcentreerd gas. Afnemers zijn frisdrankbedrijven zoals Coca-Cola die er de belletjes in hun drankjes van blazen, en beheerders van kassen, die gebaat zijn bij een hoge CO2-concentratie omdat hun gewassen daar goed op groeien.

Een deel verwerkt Climeworks tot korrels, om die vervolgens onder de grond op te slaan. Op die manier verdwijnt de CO2 uit de atmosfeer. “In IJsland zijn we met een proef bezig om dat op een zo’n goed mogelijke manier te realiseren”, zegt Climeworks-woordvoerder Louise Charles.

Direct aan de pijp

Het basisprincipe van DAC klinkt logisch. Als we de lucht vervuilen met CO2, waarom zuigen we het er dan simpelweg niet uit? Tot je de cijfers ziet: ‘gewone’ buitenlucht bevat slechts 0,04 procent van het broeikasgas. Dat heel kleine beetje scheiden van de veel grotere hoeveelheid ‘normale’ lucht ligt dan plots helemaal niet meer zo voor de hand. 

Je kunt CO2 namelijk ook wegvangen in fabrieken, direct aan de pijp waar het naar buiten komt. Daar loopt de concentratie geregeld op tot (ver) boven de 10 procent, zo’n driehonderd keer hoger dan in de vrije lucht. Heel interessant, geeft Charles direct toe. “Dergelijke technologie zit daarom ook in ons portfolio”, zegt ze. Toch is het op de lange termijn onhandig om alleen daar op in te zetten, voegt ze eraan toe. Op termijn denkt Climeworks namelijk dat een groot deel van de CO2-uitstotende fabrieken verdwijnen. Bovendien kun je met afvang-aan-de-pijp geen CO2 wegnemen die al is uitgestoten. Je kunt er de klimaatklok met andere woorden wel mee afremmen, maar niet terugdraaien. “Met DAC kan dat wel. Daarom is die technologie zo interessant.”

Dat is ook anderen opgevallen. Neem bijvoorbeeld Carbon Engineering, werkzaam in de Verenigde Staten en Canada. In het dorpje Squamish, in het Canadese British-Columbia, heeft dit bedrijf een testopstelling die nu al dagelijks enkele tonnen CO2 uit de lucht slurpt. De gebruikte technologie wijkt op details af – de reactie waarmee men het CO2 uit de lucht vastlegt is bijvoorbeeld anders – maar verder lijkt de fabriek in Squamish als twee druppels water op die van Climeworks in Hinwil. Al is men bij Carbon Engineering nog niet klaar voor commerciële uitbating. “We werken langzaam naar dat punt toe”, zegt fysicus en mede-oprichter David Keith. Over ongeveer een jaar verwacht hij net zo ver te zijn als zijn concurrenten uit Zwitserland.

Greenwashing

De technologie heeft paradoxaal genoeg zelfs de aandacht getrokken van de fossiele industrie. Oliebedrijven als Chevron, Occidental Petroleum en BHP investeerden al in Carbon Engineering, terwijl energiegigant ExxonMobil reclame maakt op sociale media voor een samenwerking met Global Thermostat, een bedrijf dat aan de weg timmert met vergelijkbare CO2-zuigers.

Hoewel Climeworks volgens Charles “uit principe-overwegingen” weigert om fossiel geld aan te nemen, ziet Keith daarin geen enkel probleem. “Waarom zouden we dat geld niet aannemen?”, vraagt hij zich hardop af. “Natuurlijk: er is een politiek gevecht gaande rond klimaatbeleid. Persoonlijk ben ik van mening dat we CO2 veel strenger moeten reguleren. Daarin is de fossiele industrie geen medestander. Ze weten dat de energietransitie op termijn hun business om zeep zal helpen. Daarom liegen ze, overdrijven ze of lobbyen ze om noodzakelijke regels te voorkomen.”

Hij begrijpt daarom goed dat anderen huiverig zijn om zich met zulke partners in te laten. Het risico bestaat dat je ingezet wordt als excuus, als poging tot greenwashing, zoals dat dan heet. Een bedrijf maakt dan aan de ene kant goede sier met hun investeringen in vernieuwende klimaattechnologie, terwijl het leeuwendeel van de activiteiten het klimaat nog altijd schaden. Toch bekijkt Keith het liever pragmatisch. “Met hun bijdrage ontwikkelen we zinvolle, duurzame technologie. Dat is alleen maar winst.”

Een CO2-afvangfabriek van Climeworks. Beeld Climeworks/Julia Dunlop

Zo denken ook anderen erover. Dieter Helm, bijvoorbeeld, expert op het gebied van energiebeleid aan de universiteit van Oxford en auteur van het boek Burn Out: The Endgame for Fossil Fuels. “Het is misschien greenwashing, maar wat kan dat schelen?”, zei hij eerder tegen The New York Times. “Als dit geld uitgegeven wordt aan onderzoek en manieren om koolstof af te voeren, dan is dat alleen maar goed.”

Voorlopig zijn investeringen – of die nu uit fossiele, private of publieke hoek komen – in elk geval nog nodig. Voor de verdere ontwikkeling van DAC is simpelweg meer geld nodig. De commerciële fabriek van Climeworks in Hinwil verdient bijvoorbeeld wel aan de verkoop van CO2, maar maakt nog geen winst. “We schatten dat de terugverdientijd voor een fabriek op dit moment zo’n tien jaar is”, zegt Charles. In de toekomst moeten de fabrieken dankzij steeds efficiëntere productie daarom goedkoper worden, zodat de terugverdientijd afneemt.

Keith geeft toe dat hij geen flauw idee heeft welke richting DAC opgaat. “Het is volkomen onmogelijk om dat te voorspellen.” Desondanks zijn de ambities van bijvoorbeeld Climeworks torenhoog. “Rond 2025 hopen we 1 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot te kunnen afvangen”, zegt Charles. Een doelstelling die, geeft ze toe, nogal ambitieus is: met de huidige CO2-vangcapaciteit zouden er wereldwijd een grove kwart miljoen fabrieken nodig zijn om die doelstelling te halen.

Die zijn op de korte termijn bij lange na nog niet in zicht. “De komende twee jaar gaan we een handjevol nieuwe fabrieken openen”, zegt Charles. “Op IJsland komt een nieuwe, commerciële fabriek. Daar staat nu nog een testopstelling die per maand 50 ton CO2 verwerkt. We gaan opschalen naar eentje die duizend ton aankan.” Dat is grofweg net zoveel als 40.000 bomen per jaar kunnen opnemen.  

Negatieve uitstoot

Keith van Carbon Engineering vindt het dan ook “moeilijk te geloven” dat concurrent Climeworks die 1 procent gaat halen. Sterker nog: hij ergert zich zelfs aan “overhypete” berichten die de Direct Air Capture-technologie afschilderen als het wondermiddel dat het klimaatprobleem wel even gaat oplossen.

Pak de getallen erbij, en die irritatie is begrijpelijk. Tegen het licht van het wereldwijde klimaatprobleem kan DAC op z’n best een beperkte bijdrage leveren. In de periode tot 2100 zal naar verwachting zo’n vier- tot zesduizend gigaton CO2 worden uitgestoten. Althans: als we doorgaan zoals nu, zonder extra klimaatmaatregelen, zegt klimaatexpert Detlef van Vuuren van het Planbureau voor de Leefomgeving.

Dat is veel meer dan eigenlijk zou mogen wanneer we de doelstellingen uit het klimaatakkoord van Parijs willen halen. “Wil je ervoor zorgen dat de wereld niet meer dan 1,5 graad opwarmt – een van de doelstellingen uit Parijs – dan zou je tot 2100 eigenlijk nog maar 420 gigaton extra mogen uitstoten”, zegt Van Vuuren. Een hoeveelheid die we in ons huidige tempo, zo’n 40 gigaton per jaar, al rond 2030 hebben bereikt. Ben je bereid wat water bij de wijn te doen en een opwarming te accepteren van maximaal 2 graden – een stijging waarbij volgens het internationale klimaatpanel IPCC al sprake is van duidelijke klimaatrisico’s – dan mag je budget iets omhoog. Naar 1.170 gigaton, zo rekent Van Vuuren voor. Dat is nog altijd slechts eenvijfde van wat we zonder verdere maatregelen zullen uitstoten.

Het is dus niet gek dat experts ook kijken naar ‘negatieve emissies’, manieren om reeds uitgestoten CO2 weer uit de atmosfeer te halen. Het IPCC gaat in zijn meest optimistische scenario voor het halen van de Parijs-doelstellingen uit van maximaal zo’n 700 gigaton aan negatieve emissies, zegt Van Vuuren. De rest, ruim 4.100 gigaton, moeten we dan besparen door het terugdraaien van de uitstoot, bijvoorbeeld door massaal over te schakelen op andere energiebronnen zoals zon-, wind- en kernenergie.

In de IPCC-scenario’s komt Direct Air Capture vooralsnog nauwelijks tot niet voor, zegt Van Vuuren. “Die technologie is nog te jong en er nu mee rekenen zou dus speculeren zijn”, zegt hij. De negatieve emissies waar men wél rekening mee houdt, zijn onder meer afkomstig van herbebossing. Door extra bomen te planten, kun je maximaal 400 gigaton extra CO2 afvangen tot 2100, verwacht Van Vuuren. Daarvoor zijn overigens wel enorme landvlaktes nodig. Schattingen lopen op tot een gebied driemaal groter dan India. Of we die 400 gigaton gaan halen, is dus zeer de vraag.

De rest van de afvang in de huidige scenario’s komt hoofdzakelijk voor rekening van bio-energie, in combinatie met CO2-afvang aan de pijp, en ondergrondse opslag (in vakkringen samen beter bekend als BECCS), een technologie die volgens critici overigens minder goed werkt dan de scenario’s hopen.

Geen toverkunsten

Dat DAC nog níét in de scenario’s zit, is in potentie een meevaller. Alles wat de technologie kan bijdragen aan het terugdringen van de uitstoot, is daarom immers ‘extra’. Maar de vraag is hoe groot die bijdrage kan zijn. De ruim 4.100 gigaton die de mensheid moet goedmaken, lijkt voor DAC te hoog gegrepen, ook in een zeer optimistisch scenario zoals dat van Climeworks. Stel bijvoorbeeld dat het zijn eigen 2025-doelstelling van 1 procent haalt. Dan zuigt het bedrijf jaarlijks nog altijd maar 0,4 gigaton uit de lucht. Dat getal moet wel héél snel groeien, wil het echt zoden aan de dijk zetten.

“Het is onzin om te veronderstellen dat we met onze technologie het klimaatprobleem wel even oplossen”, zegt Keith. “Is het theoretisch mogelijk? Als wetenschapper zeg ik: ja. Maar alleen als je een alleenheerser aanstelt die de macht over de gehele wereld krijgt en al onze technologische ontwikkeling en knowhow inzet voor één enkel doel: het bouwen van miljoenen DAC-fabrieken, verspreid over de aardbol”, zegt hij. “Een volkomen geschift plan, natuurlijk. Als een politicus zoiets zou voorstellen, stem ik die persoon bij de volgende verkiezingen hoogstpersoonlijk weg.”

Verwacht geen toverkunsten van bedrijven zoals zijn Carbon Engineering, wil Keith maar zeggen. Op de korte termijn is het terugdringen van de uitstoot toch echt de voordeligste oplossing. Dat zegt ook Van Vuuren. “Je moet eerst de kraan dichtdraaien voordat je gaat proberen de afvoer groter te maken”, zegt hij. “Deze technologie kan op langere termijn wel een bijdrage leveren. Ik zou daarom zeggen: ontwikkel het vooral verder.”

Een idee van het design van de reinigingsmachine van CE. Beeld Carbon Engineering Ltd.

De grootste vraag die bedrijven als Carbon Engineering en Climeworks  moeten beantwoorden, is hoe ze straks hun geld gaan verdienen. Op lange termijn gokken beide op het ondergronds opslaan van CO2. Iets waarvan men hoopt dat het, wanneer de klimaatdruk verder toeneemt, inderdaad geld gaat opleveren.

Voor de kortere termijn is het omzetten van het CO2 naar iets dat direct nut heeft een waarschijnlijkere route naar financieel succes. Dat ‘iets’ kan alles zijn van verhandelbare koolstofnanobuisjes tot bestanddelen van kunstmest, maar Carbon Engineering verwacht voorlopig het meest van de productie van schone brandstof.

“In de Amerikaanse staat Californië is bijvoorbeeld een koolstofbelasting op brandstof van kracht”, zegt Keith. Hoewel de door Carbon Engineering geproduceerde brandstof qua prijs nooit kan tippen aan de relatief lage prijs van olie, kunnen zulke maatregelen hun product financieel aantrekkelijker maken. 

Dat brandstof uit de atmosfeer zonder dergelijke maatregelen niet kan concurreren met de fossiele industrie is overigens logisch, benadrukt Keith. Om de zuigers van de Direct Air Capture-technologie te laten draaien, is nu eenmaal veel energie nodig. “Gelukkig levert zonne-energie steeds goedkopere elektriciteit. Die zonne-energie kunnen wij omzetten in brandstof, die je ook kunt gebruiken op momenten dat de zon niet schijnt”, zegt hij. En terwijl zijn fabrieken die brandstof maken, zuigt men ook CO2 uit de lucht.

Win-win, dus, maar zeker geen magie. “Wie denkt dat er één ultieme oplossing voor het klimaatprobleem bestaat, leeft in een fantasiewereld”, zegt Keith. “Als je bijvoorbeeld de klimaatdoelstellingen wil halen door alleen de uitstoot terug te dringen, moet je zó veel minderen... dat is nauwelijks haalbaar, of zelfs maar wenselijk”, zegt hij. Daarom zijn meerdere innovatieve, nieuwe technologieën nodig. “Direct Air Capture kan een van die technologieën zijn.”

Als Keith en zijn medepioniers gelijk krijgen, hoeven we geen toekomst te verwachten waar we met magische koolstofstofzuigers al onze klimaatzonden kunnen wegpoetsen. Maar dat je straks bij het tankstation niet langer fossiele brandstoffen in je auto pompt, maar ook iets dat met grote ventilatoren uit de lucht is gezogen – dát zou best kunnen. 

Beeld vk

CO2, het onzichtbare goud

CO2 is niet alleen onwenselijk. In de toekomst ontpopt het broeikasgas zich mogelijk ook tot een gewilde grondstof voor allerlei toepassingen en producten. Terwijl bedrijven als Climeworks en Carbon Engineering hopen de CO2 die ze uit de lucht vissen, ondergronds op te slaan of om te zetten naar brandstof, sleutelen onderzoekers aan universiteiten aan innovatieve manieren om het broeikasgas te gelde te maken.

Neem nu het werk van Virgil Andrei (University of Cambridge), die samen met collega’s een chemisch proces ontwierp dat CO2 omzet naar zogeheten syngas, een mengsel van koolstofmonoxide en waterstofgas dat wordt gebruikt bij de productie van kunstmest.

“We hebben in feite een soort kunstmatig boomblad ontwikkeld dat zijn eigen variant van fotosynthese doet”, zegt Andrei. “In het experiment beginnen we met een CO2-rijke oplossing, maar in de toekomst kun je het bijvoorbeeld rechtstreeks uit de lucht filteren”, zegt hij. Op termijn, denkt hij, kunnen particulieren zulke kunstmatige bladeren op hun dak zetten. De techniek is daar kleinschalig genoeg voor. 

Weer anderen, zoals Stuart Licht (George Washington University), hopen van CO2 iets te maken dat je direct als los product kunt verkopen. “Van de CO2 die wij uit de lucht halen, maken we onder andere koolstofnanobuisjes en grafeen”, zegt hij. Die zijn geschikt als bestanddeel van zeer sterke lichtgewicht materialen, en dus in trek bij fabrikanten van bijvoorbeeld auto’s en vliegtuigrompen.  

Met zijn bedrijfje C2CNT staat hij in de finale van de Carbon X-Prize, een technologiewedstrijd die de ontwikkeling wil stimuleren van manieren om CO2 om te zetten in iets waardevols. Welk bedrijf de hoofdprijs (20 miljoen dollar) wint, wordt in de herfst van 2020 bekend.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234