CO2 – te waardevol om te verspillen
Vattenfalls maandelijkse nieuwsbrief THE EDIT geeft je inzicht in de reis naar fossielvrij leven en gaat in op de klimaatuitdagingen van onze tijd. Dit artikel verscheen in THE EDIT, issue #11.
In plaats van kooldioxide (CO2) als een bedreiging te zien, moeten we ons realiseren dat het een essentieel element is voor bijna alle producten die we gebruiken. Om de klimaatdoelstellingen te halen, is het noodzakelijk om CO2 op te vangen en te (her)gebruiken.
Op koolstof gebaseerde moleculen komen voor in bijna alle materialen die we in ons dagelijks leven gebruiken. Brandstoffen, kunststoffen, verpakkingen, meubels, kleding en zelfs geneesmiddelen en voedingssupplementen zijn gebaseerd op koolstof als grondstof. Tegenwoordig is bijna alle benodigde koolstof uit deze producten afkomstig van fossiele olie en gas en het grootste deel daarvan komt op een bepaald moment vrij in de atmosfeer in de vorm van CO2, kooldioxide, met de bekende gevolgen voor het klimaat en de leefomstandigheden op aarde.
Maar het uitstoten van CO2 in de lucht is niet alleen slecht voor het klimaat, het is ook een grote verspilling. De koolstof kan namelijk uit de lucht worden opgevangen en opnieuw worden gebruikt om nieuwe producten te maken. En het mooiste is: het wordt al gedaan!
Noorwegen is een toonaangevend land op het gebied van CCS, de term voor het afvangen en opslaan van CO2, diep onder de grond. Noorwegen is ook de basis voor het Nordic Consortium for CO2 Conversion (NordCO2). Dit consortium van universiteiten in Noorwegen, Denemarken, Zweden, Finland en IJsland richt zich op CCU, wat inhoudt dat koolstof wordt opgevangen en vervolgens gebruikt voor het maken van nieuwe stoffen en materialen.
Ainara Nova, onderzoekshoogleraar aan het Centrum voor Materiaalwetenschappen en Nanotechnologie en hoofdonderzoeker aan het Hylleraas Centre aan de Universiteit van Oslo in Noorwegen, leidt NordCO2: "Het is noodzakelijk om CO2 op te vangen en ondergronds op te slaan en dit zal belangrijk blijven totdat we schonere energiebronnen vinden. Maar het is ook kostbaar en je krijgt er niets voor terug. Het is dus beter om de koolstof te benutten en om te zetten in brandstoffen en chemicaliën, om zo de kringloop te sluiten. En aangezien we moeten stoppen met het gebruik van fossiele koolstof, is dit een manier om een alternatieve bron van koolstof te vinden voor de producten die we nodig hebben."
Een verbinding die relatief eenvoudig te maken is uit CO2, is methanol. Er is alleen een combinatie nodig van koolstofdioxide (CO2) en waterstof (H2), waarbij de waterstof wordt gemaakt van duurzame elektriciteit en water. Methanol is ook nuttig, omdat het een tussenproduct is dat verder kan worden omgezet in andere chemicaliën of brandstoffen. "Er wordt momenteel veel onderzoek gedaan naar hoe je op de meest energie-efficiënte manier complexere moleculen kunt maken uit methanol, zoals groene diesel of andere brandstoffen, ook wel e-fuels genoemd. Dan kunnen we ook de chemicaliën produceren die we nodig hebben, want de industrie weet al hoe ze van brandstoffen weer naar chemicaliën moet gaan en is daar al klaar voor. Dit is dus een veelbelovende strategie", aldus Nova.
De truc, en de uitdaging, is om deze verandering uit te voeren op een manier die niet te veel energie vraagt en natuurlijk om fossielvrije energie te gebruiken. Er lopen nu al commerciële projecten. Een voorbeeld is Vattenfall, dat in Zweden aan verschillende samenwerkingsprojecten werkt om CO2 op te vangen en te combineren met waterstof voor de productie van fossielvrije luchtvaart-elektrobrandstof. En er gebeurt meer op veel plaatsen in de hele wereld.
"In IJsland vangen industrieën al CO2 op en vormen ze grote hoeveelheden methanol. Ze exporteren de technologie ook naar andere landen. Op andere plaatsen in Europa en in China zijn er verschillende initiatieven en projecten om deze technologieën te implementeren. Ook wordt er onderzoek gedaan naar vaste materialen, bijvoorbeeld voor het maken van koolstofvezel en beton voor bouwprojecten."
Het opvangen van CO2 alleen zal het klimaatprobleem echter niet oplossen. Fossiele brandstoffen moeten verdwijnen. "Als we doorgaan zoals nu, kan opvang nooit de CO2-uitstoot verlagen tot het niveau dat nodig is om de klimaatverandering te stoppen. Op de lange termijn moeten we dus ook afstappen van het gebruik van fossiele brandstoffen."
Drie belangrijke positieve effecten van CCU (www.co2value.eu):
- Het draagt bij aan het bereiken van wereldwijde klimaatdoelstellingen.
- Het verbreedt de koolstofbasis die nodig is voor groeiende samenlevingen.
- Het maakt de ontwikkeling van een circulaire koolstofeconomie mogelijk.
Vijf betere dingen om CO2 voor te gebruiken
Methanol: een veelzijdige chemische stof die in verschillende industrieën wordt gebruikt, onder andere als brandstofadditief, oplosmiddel en grondstof voor de productie van andere chemicaliën.
Polymeren en kunststoffen: CO2 kan worden verwerkt tot kunststoffen en polymeren, wat een duurzaam alternatief biedt voor de traditionele kunststoffen op basis van fossiele brandstoffen. Deze op CO2 gebaseerde polymeren kunnen onder andere worden gebruikt in verpakkingen en bouwmaterialen.
Synthetische brandstoffen: CO2 kan worden omgezet in synthetische brandstoffen zoals methaan, diesel of vliegtuigbrandstof en dienen als duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen bij transport en energieopwekking.
Carbonaatmineralen: CO2 kan worden gemineraliseerd met mineralen zoals calcium of magnesium om stabiele carbonaatmineralen te vormen voor bouwmaterialen zoals beton. Dit biedt een oplossing voor opslag op de lange termijn.
Voedsel: sommige microben kunnen CO2 uit de lucht gebruiken om eiwitten te produceren. Dit kan worden omgezet in uit lucht afkomstige biologische gewasvoedingsstoffen, visvoer of zelfs vlees. De technologie werd voor het eerst ontdekt door NASA, die op zoek was naar een manier om astronautenvoedsel te produceren aan boord van ruimtevaartuigen.
Foto boven artikel: Vattenfall
Bekijk ook
Microgrid laat paradijselijk eiland loskomen van vasteland
Arholma is een van de mooiste eilanden in de archipel van Stockholm. Met zonnepanelen en batterijen heeft Vattenfall een slim microgrid ontworpen waarmee Arholma soepel van het elektriciteit...
Zijn vleermuizen en windturbines een levensvatbare combinatie op zee?
Inzicht in het grote geheel over de bewegingen van vleermuizen boven zee is belangrijke achtergrondkennis. Hierdoor kunnen exploitanten van windparken het risico op botsingen tussen windmole...
De toekomst van vliegverkeer: hoe wordt de luchtvaart fossielvrij?
De menselijke drang om de verre uithoeken van de wereld te verkennen is zo oud als de tijd zelf, maar onze reislust gaat ten koste van het milieu. Van elektrische vliegtuigen tot biobrandsto...