Eerder gepubliceerd Interview Nieuws Portfolio

Van uitstoot naar brandstof

Zonne- en windenergie opslaan door brandstof te maken uit CO2. Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn, maar het kan echt.

De papieren versie

De papieren versie

‘Het meest belachelijke idee is toch wel het opslaan van een afvalproduct. Hergebruik direct! Maak die kringloop! Cradle-to-cradle!’ aldus een energieke Richard van de Sanden, directeur van het Nederlands instituut voor fundamenteel energieonderzoek DIFFER. Hij heeft het over CO2, de bekendste en belangrijkste veroorzaker van opwarming van de aarde. Het broeikasgas onder de grond opslaan vindt hij dus domheid ten top. Wat kunnen we er dan wel mee? Daarover gaat Labyrint TV deze week.

Uitzending: CO2 als brandstof

Als onderdeel van een molecuul koolstofdioxide heeft koolstof een van de laagst mogelijke energietoestanden. Zo’n atoom voelt zich er als het ware heel senang bij om samen met twee zuurstofatomen in gasvorm rond te zweven. Je zult een koolstofatoom dus niet snel verleiden om andere verbindingen aan te gaan.

Met energie uit licht kunnen planten het gas toch omzetten in brand- en bouwstoffen voor zichzelf. Het meeste wordt uiteindelijk weer CO2, als de plant wegrot of door een dier wordt verteerd. Maar gedurende miljoenen jaren is steeds een miniem deel in de grond terechtgekomen en omgezet naar aardolie, aardgas en steenkool. Dat halen we er nu in een paar eeuwen uit en verbranden het. Zo weet de mens de hoeveelheid koolstofoxide stevig te verhogen, zowel in de atmosfeer als in de oceanen, met alle problemen van dien.

‘Het is heel simpel: we moeten van fossiel af en wel zo snel mogelijk,’ zegt Van de Sanden in de uitzending. Toch kunnen we niet om de bestaande infrastructuur heen, en die is voor een heel groot deel op koolstofhoudende brandstoffen gebaseerd. Dat is ook niet zo gek, aangezien die brandstoffen een heel hoge energiedichtheid hebben. Het zou mooi zijn hier geen fossiele brandstoffen meer voor te gebruiken, maar de koolstof uit het afvalproduct CO2. En dat kan, zegt Van de Sanden.

‘De processen om CO2 om te werken zijn allemaal bekend. De grote uitdaging waar we nu voor staan, is het verzinnen van manieren om dat te doen met materialen die niet bijzonder zijn. Voor veel van die processen gebruik je in het laboratorium bijvoorbeeld platina. Dat wil je eigenlijk niet, want daarvan hebben we te weinig om het op grote schaal in te zetten.’

Onderzoekers bij DIFFER zijn nu bezig met het omzetten van CO2 in methaan door middel van een plasma. Plasma’s zijn alomtegenwoordig, denk aan de tl-buis en de plasma-tv. ‘Maar kijk alleen al naar het Botlekgebied bij Rotterdam, dat is enorm! Als je zover moet opschalen, is dat niet haalbaar met zeldzame materialen. Het is ons bij DIFFER nu in ieder geval in het klein gelukt om zonder bijzondere materialen het CO2 molecuul te “kraken” en klaar te maken voor verder gebruik,’ vertelt Van de Sande. Hoewel hij nu nog niet zijn hand in het vuur durft te steken voor de microgolfvoeding die nodig is voor het ‘starten’ van het plasma, ziet hij het al helemaal voor zich, een economie waarin CO2 steeds opnieuw tot brandstof wordt verwerkt.

Hij vervolgt: ‘Maar eerst heeft CO2 een energieinfrastructuur nodig. Onze hele maatschappij is ingericht op koolstofhoudende brandstof. Je moet een afvang hebben van CO2. Vervolgens kun je het met behulp van zonne- of windenergie omwerken naar koolstofhoudende brandstof, zoals methaan. Daarmee kunnen we de CO2 die nu uitgestoten wordt, straks als het ware recyclen.’

Van de Sanden schetst een mogelijke toekomst: ‘Het methaan zouden we kunnen bijmengen in het bestaande gasnet. Of we kunnen er auto’s op laten rijden. Tijdens het rijden scheidt de auto dan zelf al het CO2 van de waterdamp, waarbij het CO2 opgevangen wordt in een ander reservoir. Als je dan gaat tanken, dan vul je aan de ene kant een tank met methaan en aan de andere kant wordt het CO2 er uitgehaald en kan direct een opwerkingsinstallatie bij de pomp in, aangedreven met elektriciteit van een nabije windturbine of zonnepark.’

Experimenten zijn niet alleen voorbehouden aan laboratoria. Ook autofabrikanten zijn naarstig op zoek naar manieren om productie van deze CO2-neutrale brandstoffen op een slimme manier in hun auto’s te verwerken. Audi stichtte in het Duitse Wertle onlangs een proeffabriek om door middel van elektrolyse en CO2 methaan te maken uit zonne- en windenergie. De op methaan rijdende auto zit daarbij inbegrepen.

Naast het omwerken van CO2 zijn er natuurlijk vele andere manieren om onze honger naar energie te stillen zonder daar fossiele brandstoffen voor te gebruiken, en zelfs om de bestaande CO2 uit de lucht te halen en het langdurig uit de weg te ruimen (zie kader). Duizenden onderzoekers zijn daar dagelijks mee bezig. Richard van de Sanden besluit dan ook met: ‘Uiteindelijk zal alles nodig zijn. Zelfs biobrandstoffen, ook al gebruiken die misschien een stukje landbouwgrond. Het is en-en, niet of-of. Maar nogmaals: we moeten van fossiel af!’

Dit artikel verscheen ook in de vpro gids.

Labyrint, zondag 24november: CO2 als brandstof

Waar laat je het?
Er zijn op dit moment vier serieuze opties om koolstof langdurig uit de weg te ruimen:

Carbon Capture and Storage (CCS): Pomp CO2 onder de grond en zorg dat het daar blijft. Dat kan in oude olie- en gasvelden. Dit kost wel een hoop energie en stuit op weerstand bij de bevolking, die bang is voor lekken.

Bos: plant een bos en laat dat voor eeuwig staan. In het hout en in de grond hoopt zich koolstof op. Maar een bosbrand kan roet in het eten gooien.

Biochar: Laat bomen of houtige planten groeien, maak daar houtskool van en ploeg dat de grond in. Een dure optie, maar hij heeft wel als voordeel dat landbouwgrond er vruchtbaarder van wordt.

Mineral sequestration: Laat CO2 reageren met speciale steensoorten, zoals olivijn. Die reactie levert energie op. Door steenpoeder uit te strooien vang je het broeikasgas rechtstreeks uit de lucht of de zee . In principe is het ook mogelijk zulk poeder in een centrale te laten reageren met CO2 uit biomassa, en daar extra energie uit te winnen.

Leave a Reply

Powered by: Wordpress
%d bloggers like this: