CO2 afvangen uit de lucht

De term “CO2 afvangen uit de lucht” verwijst naar uiteenlopende technieken die tot doel hebben om koolstofdioxide uit onze atmosfeer te halen. Hierbij wordt lucht aangezogen, gefilterd en gezuiverd van CO2, waarna die CO2 vervolgens wordt opgeslagen of hergebruikt. Deze manier van koolstofdioxide verwijderen is veelomvattend en nog volop in ontwikkeling.

Afvangen uit de lucht staat ook bekend als “koolstofverwijdering” of “CO2 negatieve emissies genereren.” Het idee hierachter is dat we niet alleen stoppen met het bijmaken van extra CO2, maar ook de bestaande overschotten uit de lucht verwijderen. Dit kan technisch zeer uitdagend zijn, omdat de concentratie CO2 in buitenlucht relatief laag is vergeleken met bijvoorbeeld de rookgassen van een fabrieksschoorsteen.

Er zijn verschillende technieken in omloop of in ontwikkeling. Enkele voorbeelden zijn:

Gebruik van chemische filters die CO2 opnemen, waarna de CO2 uit de filters wordt gehaald door verhitting of een andere behandeling
Mineralisatie, waarbij CO2 wordt omgezet in vaste stoffen door reactie met bepaalde mineralen
Biomassa verhitten tot biochar, waarbij koolstof een vaste vorm krijgt en in de bodem kan worden opgeslagen

Kosten CO2 afvangen uit de lucht

Deze methoden werken echter alleen goed op grote schaal als er ook voldoende duurzame energie beschikbaar is. Afvangen van CO2 kost namelijk behoorlijk wat energie: er moeten ventilatoren draaien om lucht aan te zuigen, er zijn chemische processen nodig voor de binding of scheiding van koolstofdioxide en er kunnen hoge temperaturen nodig zijn om de CO2 weer uit de gebruikte materialen te halen.

Een van de grootste barrières is naast de energiebehoefte ook de financiering. De kosten voor het afvangen van 1 ton CO2 kunnen in veel gevallen oplopen tot enkele honderden euro’s of zelfs boven de duizend euro. Dit is een van de redenen waarom het nog steeds een punt van discussie is of deze technologie schaalbaar genoeg is om werkelijk een grote rol te spelen in het wereldwijde klimaatakkoord.

Toch is er wereldwijd veel aandacht voor deze methoden. Er zijn talloze onderzoeksinitiatieven om de technologie goedkoper te maken, met name door te werken aan betere materialen en slimmere processen. De hoop is dat de prijs per ton uiteindelijk aanzienlijk kan dalen. De ambitie is om misschien in de toekomst de kosten te verlagen tot rond de tweehonderd euro of zelfs nog lager.

Directe verwijdering van CO2 uit de atmosfeer door

Directe verwijdering van CO2 uit de atmosfeer wordt in het Engels vaak omschreven als een vorm van “Direct Air Capture.” Dit is een specifieke benadering binnen het bredere thema van koolstof afvang. Bij deze methode zuigen installaties buitenlucht aan met behulp van ventilatoren en gebruiken ze speciale chemicaliën, filters of membranen om de CO2 eruit te halen. Vervolgens wordt die CO2 vaak onder hoge druk weer vrijgegeven, waarna die kan worden opgeslagen of hergebruikt.

Hoe werkt het meestal? De kern van directe lucht afvang bestaat uit verschillende stappen:

Luchtinlaat: er worden ventilatoren gebruikt om buitenlucht naar een installatie te transporteren.
Absorptie of adsorptie: De CO2 bindt zich chemisch of fysisch aan een speciaal materiaal, zoals basische stoffen of bepaalde membranen die gevoelig zijn voor koolstofdioxide.
Desorptie: door verwarming of door de druk of de chemische omstandigheden te veranderen, laat het materiaal vervolgens de CO2 weer los.
Compressie en opslag: de vrijgekomen CO2 wordt samengeperst tot een vloeistof of gas dat elders kan worden opgeslagen of verwerkt.
Eindbestemming: de koolstofdioxide wordt permanent in een geschikte geologische formatie geïnjecteerd of gebruikt als grondstof voor bijvoorbeeld hernieuwbare brandstoffen, bouwmaterialen of andere producten.

Opslag

Het opslaan kan gebeuren in lege gasvelden, in zoutwaterlagen diep in de aardkorst of door de CO2 te laten reageren met bepaalde gesteentes, zodat er vaste mineralen gevormd worden. Een beloftevolle variant is het combineren van CO2 met water en het injecteren in poreuze rotsen die reageren met CO2, waardoor uiteindelijk een vaste steensoort ontstaat. Zo kan de CO2 voor langere duur uit de kringloop worden gehaald.

De technologie staat echter nog in de kinderschoenen, zeker als we kijken naar de schaal die nodig is om een echte impact te hebben. Het gaat dan niet om duizenden tonnen, maar om giga tonnen (miljarden tonnen) om echt een afname in de concentratie van broeikasgassen te realiseren. Desondanks groeien de ambities: er zijn projecten in verschillende regio’s die beogen om uiteindelijk honderdduizenden tonnen of zelfs miljoenen tonnen CO2 per jaar te verwijderen.

Een extra aandachtspunt is de herkomst van de energie voor het proces. Als dat geen groene energie is, kan directe lucht afvang een vicieuze cirkel creëren, omdat het opwekken van fossiele energie zelf weer extra CO2 uitstoot. Daarom is het essentieel dat deze installaties draaien op hernieuwbare bronnen, zoals zonne-energie, windenergie of geothermische energie.

Kosten en uitdagingen van CO2 afvangen uit de lucht

Een van de grootste vraagstukken bij het afvangen van CO2 uit de lucht heeft te maken met geld. Op dit moment liggen de kosten voor het grootschalig afvangen van één ton CO2 vaak tussen de honderden en meer dan duizend euro. Dit is fors, zeker als je beseft dat we jaarlijks miljarden tonnen moeten afvangen om de klimaatverandering echt te keren. Waarom is het zo duur?

De belangrijkste factoren zijn:

Energieverbruik: Het scheiden van CO2 uit lucht kost veel energie. Het gaat dan om de stroom die nodig is om ventilatoren te laten draaien en om de warmte die nodig is om CO2 uit filters of andere materialen te halen.
Materiaalkeuze: De chemische filters die worden gebruikt, kunnen duur zijn. Ze moeten bestand zijn tegen chemische belasting en tegen de hitte die nodig is voor de desorptie. Dit kan aanzienlijke investeringen vergen, zeker als je het op grote schaal wilt inzetten.
Infrastructuur: Het opslaan van CO2 in de ondergrond of in gesteente vraagt om transport, pijpleidingen, boorputten en veiligheidsmaatregelen. Ook dat loopt in de papieren.
Onderhoud en vervanging: Op termijn slijten filters en componenten door intensief gebruik en zijn er nieuwe materialen of revisies nodig.

Daarnaast is er de uitdaging van efficiëntie en schaalbaarheid. Een installatie kan maar een bepaalde hoeveelheid lucht per uur behandelen. Wil je giga tonnen CO2 per jaar verwijderen, dan heb je een gigantische capaciteit nodig. Dat betekent grote velden met apparatuur, enorm veel energie en een goede logistieke organisatie.

Positief

Toch zijn er hoopgevende geluiden. Veel onderzoeksprojecten richten zich op het verbeteren van de chemische samenstellingen die CO2 sneller kunnen binden. Als een filter zeer snel en met minder energie kan laden en ontladen, dalen de operationele kosten. Daarnaast kan de massaproductie van modulaire systemen kosten drukken. Denk aan een soort gestandaardiseerde componenten die je kunt opschalen door simpelweg meer blokken naast elkaar te zetten.

Een interessante benadering is het toepassen van geavanceerde nano materialen, waarbij de reactie met CO2 honderd tot tweehonderd keer sneller kan verlopen dan bij klassieke materialen. In theorie zou dat de hoeveelheid materiaal die nodig is drastisch verlagen, en daarmee dus de kosten voor de kapitaaluitgaven. Ook kan het proces veel sneller verlopen, waardoor er meer cycli per uur mogelijk zijn.

Desondanks blijft het een feit dat de businesscase voor direct lucht afvang nog niet altijd even gunstig is. Veel projecten draaien op subsidies of op de inkomsten uit het verkopen van koolstof credits, waarbij bedrijven betalen om hun eigen uitstoot te compenseren. De vraag is echter of dit voor de lange termijn houdbaar is en of er niet goedkopere alternatieven zijn om CO2 uitstoot direct te voorkomen.

Toepassingen en de toekomst

Kijkend naar de toekomst is het duidelijk dat CO2 afvangen uit de lucht niet de enige maatregel is om klimaatverandering tegen te gaan, maar het zou een belangrijke aanvulling kunnen vormen. Naast energiebesparing, overschakelen op hernieuwbare energie en het tegengaan van ontbossing, kan directe lucht afvang een noodzaak worden om reeds bestaande CO2 in de atmosfeer structureel af te bouwen.

Een ander interessant punt is het hergebruik van afgevangen CO2 in verschillende processen. Men kan koolstofdioxide bijvoorbeeld koppelen aan groene waterstof om synthetische brandstoffen te maken. Dan ontstaat een soort kringloopbrandstof: wanneer de brandstof verbrand wordt, komt er CO2 vrij, maar deze kan op termijn weer uit de lucht worden gehaald. Hoewel dat niet per se leidt tot een definitief verdwijnen van koolstofdioxide, kan het een vorm van koolstof neutrale brandstof opleveren.

Verder zijn er innovaties gaande waarbij CO2 omgezet wordt in materialen, bijvoorbeeld voor de bouwsector. Hiermee zou CO2 voor lange tijd in producten worden opgeslagen, wat de totale uitstoot kan verminderen. Deze vorm van gebruik en opslag vergt nog veel onderzoek, want de stabiliteit van dergelijke materialen en de kostenfactoren zijn niet te onderschatten.

Veel overheden overwegen regelgeving en stimulansen om CO2 afvangen te bevorderen. Zo zijn er regio’s waar subsidies worden verstrekt of waar een prijs op koolstof staat, waardoor het rendabeler wordt om koolstofdioxide uit de lucht te halen. Andere regio’s zetten juist meer in op bosaanplant en andere natuurlijke oplossingen. De komende decennia zal waarschijnlijk een mix van oplossingen ontstaan, met zowel natuurlijke als technologische methoden.

Groene energie en CO2 reductie

Voor grote installaties die CO2 direct uit de lucht halen, is er een sterke afhankelijkheid van duurzame energie. Wanneer een dergelijke installatie wordt gevoed door kolencentrales of gascentrales, zou dat in feite contraproductief zijn. Het afvangen van CO2 moet dus bij voorkeur worden gevoed door zonneparken, windparken, waterkracht of geothermische energie.

Dit is in sommige gebieden goed mogelijk, bijvoorbeeld op locaties waar geothermische bronnen aanwezig zijn, of waar grote stukken land beschikbaar zijn om zonnepanelen of windmolens te plaatsen. In andere gebieden met minder hernieuwbare capaciteit kan dit lastiger zijn.

Toch wordt het potentieel van directe luchtafvang vaak als belangrijk voor de toekomst gezien. Vooral als extra maatregel naast het direct voorkomen van uitstoot krijgt het steeds meer aandacht. Het is immers niet alleen de nieuwe uitstoot die we moeten beperken, maar ook de historische opbouw van CO2 in de atmosfeer die we willen aanpakken.

Regelgeving en subsidies

Omdat de technologie nog niet op punt staat om tegen zeer lage kosten te opereren, zijn veel projecten afhankelijk van ondersteunende maatregelen vanuit de overheid of van investeerders die geloven in de noodzaak van CO2 verwijdering. Denk hierbij aan:

Subsidies voor onderzoek en ontwikkeling van nieuwe materialen en processen
Financiële prikkels voor het opslaan of hergebruiken van CO2, zoals belastingen op broeikasgassen
Verkoop van koolstof credits op vrijwillige of verplichte markten
Stimuleringsprogramma’s voor groene energie om installaties draaiende te houden

Een punt van zorg is echter dat sommige bedrijven een vorm van CO2 afvang gebruiken als groene strategie, maar in werkelijkheid de CO2 benutten om meer fossiele grondstoffen boven te halen. Dit staat bekend als het gebruik van afgevangen koolstofdioxide voor het leegpompen van oliebronnen. De vraag is of dat wenselijk is vanuit klimaatperspectief, omdat het uiteindelijk kan leiden tot extra oliewinning.

Om te voorkomen dat subsidies of koolstof credits een averechts effect hebben, pleiten veel experts voor duidelijke criteria. Men wil zeker weten dat de opgeslagen CO2 niet elders weer vrij komt. Dat vereist transparante rapportage, toezicht en naleving van strenge regels.

Kritische kanttekeningen en veel voorkomende bezwaren

Hoewel de potentie van koolstofdioxide direct uit de lucht vangen groot is, zijn er ook bedenkingen. Een van de meest gehoorde kritische geluiden is dat afvangen van CO2 erg duur en energie intensief is. Vanuit dat standpunt is het veel effectiever om het geld te investeren in maatregelen die voorkomen dat we überhaupt CO2 uitstoten. Denk daarbij aan de grootschalige uitrol van windmolens, zonne-energie, elektrificatie van vervoer of energiebesparing in huizen en fabrieken.

Een ander veel genoemd bezwaar is dat oliemaatschappijen en andere sectoren sommige vormen van koolstofverwijdering inzetten voor greenwashing. Ze pronken dan met technologie die CO2 uit de lucht haalt, maar gebruiken diezelfde koolstofdioxide bijvoorbeeld om oude oliereservoirs nieuw leven in te blazen. Dit zou dan slechts zorgen voor uitstel en niet voor echte reductie van broeikasgassen.

Sommige wetenschappers waarschuwen bovendien dat een te grote focus op afvangen uit de lucht ons de illusie kan geven dat we gewoon door kunnen gaan met uitstoten van CO2, omdat we het later toch wel opruimen. Zij vinden dat dit geen vervanging mag zijn van forse emissiereducties bij de bron. Het moet een aanvullend instrument zijn, geen excuus om minder hard in te zetten op verduurzaming.

Tot slot is er nog de vrees dat de benodigde ruimte voor enorme installaties, in combinatie met de vraag naar grondstoffen en water, leidt tot nieuwe milieuproblemen. Grootschalige directe lucht afvang kan invloed hebben op lokale ecosystemen of concurreren met landbouw voor schaarse grond. Alles bij elkaar laat dit zien dat CO2 afvangen uit de lucht niet zonder meer als wondermiddel kan worden gezien. Het is een puzzelstukje in een veel groter geheel van klimaatoplossingen.

Duurzaamheid en ethiek CO2 afvangen uit de lucht

Bij de vraag of het afvangen van CO2 direct uit de lucht een goede optie is, spelen ook ethische overwegingen een rol. Is het verantwoord om technologieën te bouwen die ontzettend veel energie verbruiken en flink gesubsidieerd moeten worden? Misschien kan datzelfde geld beter worden ingezet om vervuilende bronnen direct te sluiten. Hoe voorkomen we dat deze technieken in handen vallen van partijen die ze inzetten voor niet duurzame doelen, zoals het winnen van meer olie?

Richtlijnen bij CO2 afvangen uit de lucht

Er zijn daarom initiatieven om richtlijnen en gedragscodes te ontwikkelen voor deze sector. Sommige organisaties maken bijvoorbeeld een charter waarin zij aangeven hun technologie nooit ter beschikking te stellen voor het opkrikken van olievelden. Zij streven er dan naar uitsluitend negatieve emissies te genereren. De CO2 wordt voorgoed opgeslagen of ingezet in een circulair proces dat daadwerkelijk klimaatneutraliteit nastreeft.

Tegelijk zijn er morele discussies over de rechtvaardigheid: landen met een grote historische uitstoot hebben relatief veel mogelijkheden en geld om in directe luchtafvang te investeren. Daarmee zouden zij meer invloed hebben op klimaatoplossingen, terwijl kwetsbare regio’s mogelijk meer behoefte hebben aan steun bij adaptatie of andere mitigatie maatregelen.

Opslag locatie

Een ander punt is dat omwonenden van potentiële opslaglocaties zich soms zorgen maken over veiligheid en milieu. Hoewel CO2-opslag in theorie veilig is, vrezen mensen nog steeds voor lekkage of aardbevingen door drukopbouw.. Dit leidt tot discussies over risico’s en verantwoordelijkheden.

In een breder perspectief is het essentieel dat de hele keten van CO2 afvang en opslag wordt beoordeeld: van de energiebron, de benodigde materialen en de transportmiddelen tot de uiteindelijke opslagplek. Pas als die hele keten positief scoort, kan men spreken van daadwerkelijke negatieve emissies.

Duurzaamheid draait niet alleen om techniek, maar ook om sociale rechtvaardigheid en om de lange termijn gevolgen voor mens en natuur. Daarom is het belangrijk dat deze technologieën kritisch worden geëvalueerd. Overheden, wetenschappers en burgers moeten samen bepalen welke rol directe luchtafvang kan en moet spelen in de strijd tegen klimaatverandering.

Bijdrage van pelletkachels aan CO2-uitstoot

Pelletkachels vormen een relatief schone manier van verwarmen, vooral in vergelijking met traditionele houtkachels of open haarden. Toch brengen ook pelletkachels een bepaalde hoeveelheid CO2-uitstoot met zich mee. De verbranding van houtpellets zorgt direct voor de emissie van koolstofdioxide, net als bij andere vormen van biomassa.

In theorie kan de CO2-uitstoot bij de verbranding van houtpellets als ‘neutraal’ worden beschouwd. Dit geldt wanneer er sprake is van duurzaam bosbeheer. De nieuwe aanplant van bomen kan immers een vergelijkbare hoeveelheid koolstofdioxide opnemen als bij de verbranding vrijkomt. Echter, in de praktijk hangt de werkelijke uitstoot en het klimaatvoordeel af van verschillende factoren. Zo spelen de transportafstand van de pellets, de herkomst van het hout en de efficiëntie van het verbrandingsproces allemaal een rol. Bij een efficiënt systeem kan de CO2-balans redelijk gunstig uitvallen. Maar als grondstoffen niet op duurzame wijze worden gewonnen, heeft dat gevolgen voor de milieu-impact. Wanneer de aanvoerketen bovendien veel fossiele brandstoffen gebruikt, kan het netto-effect uiteindelijk minder positief zijn.

Vergeleken met het stoken van steenkool, stookolie of aardgas, kan de inzet van een moderne pelletkachel de totale CO2-uitstoot per woning of gebouw wel verlagen, zolang de pellets afkomstig zijn uit verantwoord beheerde bronnen. Toch is het belangrijk te beseffen dat “CO2-neutraal” geen garantie is, maar eerder een doel om naar te streven. De koolstofcyclus moet in balans blijven door voldoende bosaanplant en door efficiënt gebruik van pellets.

Pelletkachels zijn dus niet volledig vrij van CO2-uitstoot. Bij verantwoord gebruik kunnen ze echter wel een beperktere klimaatimpact hebben dan traditionele fossiele brandstoffen. Daardoor kunnen zij bijdragen aan een algehele reductie van broeikasgassen en een stabieler klimaat. Dit geldt vooral wanneer ze worden gecombineerd met andere energiezuinige maatregelen en duurzame technologieën.

Conclusie van CO2 afvangen uit de lucht

CO2 afvangen uit de lucht is een techniek die zowel fascineert als vragen oproept. Enerzijds biedt het de belofte om reeds uitgestoten koolstofdioxide terug uit de atmosfeer te halen. Dat kan essentieel zijn om de opwarming van de aarde te beperken. Anderzijds is het duur, energie intensief en nog niet op de schaal toepasbaar die nodig is om het verschil te maken in de wereldwijde klimaatcrisis.

Onderzoeken

Toch zijn er veel onderzoeksprojecten die proberen de kosten te verlagen en de efficiëntie te verhogen. Nieuwe materialen, innovatieve processen en modulaire designs beloven dat de prijs per ton CO2 uiteindelijk omlaag kan. Als dat lukt, kan directe luchtafvang een belangrijk onderdeel worden van een veelzijdig pakket aan klimaatmaatregelen. Het zal dan naast het verminderen van de uitstoot bij de bron en het opschalen van hernieuwbare energie een waardevolle rol spelen.

Nieuw tijdperk

We staan aan het begin van een nieuw tijdperk. In deze fase moeten technologie en natuur hand in hand gaan. Zo kunnen we onze planeet leefbaar houden voor huidige en toekomstige generaties. Of directe luchtafvang daarin een hoofdrol of bijrol speelt, zal de komende jaren steeds duidelijker worden.

Voetafdruk

Voor wie thuis direct aan de slag wil met een bijdrage aan een beter klimaat. En is het zeker zinvol om te kijken naar alle mogelijkheden om de CO2 voetafdruk te verlagen. Denk aan energiebesparing, gebruik van duurzamere vormen van verwarming. Zoals het inzetten van schone biomassa of andere vormen van hernieuwbare brandstof, het plaatsen van zonnepanelen en nog veel meer. Zo blijft de uitstoot laag terwijl we op grote schaal blijven werken aan innovatieve methoden als directe lucht afvang.

CO2 afvangen uit de lucht

CO2 afvangen uit de lucht

Inhoudsopgave van CO2 afvangen uit de lucht

Voorwoord

Wat is CO2 en waarom is het belangrijk

Invloed van CO2 op het milieu

Reductie CO2