Vier manieren om CO2 uit de lucht te ‘zuigen’

Tim Tomassen

21 November 2023 09:00

De DAC-faciliteit Orca van Climeworks in IJsland

Om de opwarming van de aarde tegen te gaan willen veel bedrijven CO2 uit de lucht filteren. Dit zijn vier veelbelovende technieken.

Koolstofdioxide uit de lucht wegvangen om het vervolgens op te slaan werd lange tijd gezien als een vergezocht idee. Tegenwoordig zien wetenschappers en politieke leiders het als een essentiële methode om de opwarming van de aarde te beperken. Zowel bedrijven als landen investeren flink in deze zogenoemde Direct Air Capture-methoden (DAC). De Amerikaanse president Joe Biden heeft er bijvoorbeeld 3,7 miljard dollar in geïnvesteerd. Maar hoe werkt DAC?

DAC is het rechtstreeks onttrekken van CO2 uit de lucht, vergelijkbaar met hoe bomen dat doen tijdens fotosynthese. Deze technologieën staan momenteel nog in de kinderschoenen: ze zijn erg duur en halen wereldwijd slechts 10.000 ton koolstofdioxide per jaar uit de lucht – dat is minder dan de uitstoot van 530 Nederlandse huishoudens. Bovendien valt het in het niets naast de bijna 54 miljard ton CO2 die wereldwijd jaarlijks wordt uitgestoten.

Het lijkt dan ook een stuk slimmer om gewoon extra bomen te planten in plaats van dit soort dure installaties te bouwen. Toch denken wetenschappers dat de technologie binnenkort sneller, meer en goedkoper CO2 kan opslaan dan bomen.

Bovendien slaat DAC het CO2 meestal voor een langere periode op. Bomen zetten de koolstof om in hout als ze groeien. Maar ze leven niet eeuwig, en als ze doodgaan komt het CO2 weer vrij. Met DAC-technologieën is de koolstof voor veel langere tijd op te slaan in diepe gesteentelagen of beton.  

Veel bedrijven werken momenteel hard om als eerste een commercieel interessante DAC-installatie te ontwikkelen. Hieronder vier kanshebbers.

Climeworks

Het Zwitserse Climeworks is een van de grootste spelers in de DAC-wereld en bouwde in 2017 al een eerste testfaciliteit en bouwt sindsdien steeds grotere varianten.

Bij installaties van het bedrijf wordt lucht aangezogen met enorme ventilatoren die uiteraard worden aangedreven door groene stroom. Het koolstofdioxide slaat neer op een filter en als die vol is, wordt hij verhit tot 100 graden Celsius om het CO2 te isoleren. Die kan dan vervolgens worden gezuiverd en verkocht; bijvoorbeeld om groentes te laten groeien, om klimaatneutrale brandstoffen mee te produceren of om het met CarbFix in mineralen te veranderen en het ergens onder de grond te stoppen.

De eerste installatie van Climeworks was goed voor een reductie van 50 ton CO2 per jaar. Dat leidde uiteindelijk tot een tweede installatie, Orca (foto boven dit artikel), die in 2021 in gebruik werd genomen in IJsland en jaarlijks goed is voor 4000 ton afgevangen CO2. Het bedrijf bouwt momenteel een nieuwe installatie (Mammoth) die 36.000 ton koolstofdioxide per jaar moet opvangen. Maar het systeem is modulair en door er nieuwe modules ‘aan te hangen’ kan de installatie worden uitgebreid tot een capaciteit in de gigatonnen.

Carbon Engineering

Carbon Engineering is een bedrijf uit Canada en is net als Climeworks een van de grote namen. Dit jaar werd het gekocht door het Amerikaanse olie- en gasbedrijf Occidental Petrolium.

De installaties van Carbon Engineering bestaan uit ventilatoren die lucht aanzuigen, die vervolgens in contact komt met een kaliumhydroxide-oplossing. Deze oplossing bindt aan de CO2-moleculen in de lucht. Via een aantal chemische processen wordt de vloeistof geconcentreerd en gezuiverd, waarbij een groot deel van het kaliumhydroxide wordt teruggewonnen.

Het overgebleven mengsel wordt verhit waarbij pure CO2 vrijkomt. Dat gas kan ondergronds worden opgeslagen of worden omgezet in klimaatneutrale brandstoffen. Het kan ook worden gebruikt voor verbeterde oliewinning – wat verklaart waarom Occidental Petrolium het bedrijf wilde overnemen. Klimaatactivisten beschuldigen het oliebedrijf dan ook van greenwashing.  

Carbon Engineering bouwt momenteel ’s werelds grootste DAC-faciliteit in Texas die jaarlijks 500.000 ton CO2 uit de lucht moet verwijderen. Het bedrijf denkt al na over extra installaties en claimt dat het in iets meer dan tien jaar 100 miljoen ton kan wegvangen.

Soletair Power

Het Finse bedrijf Soletair Power zet gebouwen in om CO2 op te slaan. Hierbij wil het gebruik maken van de toch al aanwezige HVAC-systemen – systemen die verwarmen, ventileren én dienstdoen als airco.

Dat werkt zo. De HVAC-systemen van een gebouw zuigen lucht naar binnen. Die lucht wordt daarna door een sorptiemiddel geperst dat het koolstofdioxide adsorbeert. Door het sorptiemiddel te verhitten komt het CO2 vrij dat vervolgens in beton verwerkt kan worden.

Soletair Power heeft tot nu toe slechts één systeem geïnstalleerd maar wil commerciële gebouwen over de hele wereld uitrusten met hun DAC-systemen en in 2026 jaarlijks 115.000 ton CO2 wegvangen. Doordat de meeste commerciële gebouwen, zoals kantoren en winkels al HVAC-systemen hebben, is het volgens het Finse bedrijf een goedkope oplossing.

De HVAC-systemen worden aangesloten op zo'n CO2-capture-unit. Het is een zilverkleurige DAC-machine van ongeveer 3x3x3 meter waar grote buizen uit komen.
De HVAC-systemen worden aangesloten op zo’n CO2-capture-unit. Beeld: Soletair Power.

Heirloom

Twee weken geleden opende Heirloom een DAC-faciliteit in Californië. De installatie gebruikt kalksteen – het op één na meest voorkomende mineraal op aarde – om koolstof uit de lucht te filteren.

De kalksteen wordt eerst verhit tot bijna 900 graden, waardoor het materiaal wordt afgebroken in koolstofdioxide en calciumoxide. Het CO2 wordt vervolgens opgeslagen in beton, dat gebruikt kan worden voor bouwprojecten. Het resterende poeder – calciumoxide – reageert met CO2 uit de lucht en vormt weer kalksteen, waarna het proces opnieuw kan beginnen.  

Veel verschil gaat deze installatie nog niet maken: per jaar kan hiermee maximaal 1000 ton CO2 worden weggevangen. Toch hoopt Heirloom tegen 2035 1 miljard ton te verwijderen. Erg ambitieus, maar de Amerikaanse overheid en bedrijven zoals Microsoft hebben er vertrouwen in en hebben hun portemonnee al getrokken.

Bronnen: Climeworks, Carbon Engineering, Soletair Power, Heirloom, The Guardian

Openingsbeeld: Climeworks

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 










Meer Nieuws