Waarom halen we CO2 niet gewoon uit de lucht?

Het klimaat is naar de klote aan het gaan. Afgelopen januari was de warmste januari sinds 1951 na het warmste jaar ooit gemeten, en de poolkappen zijn in rap tempo aan het smelten. Extreme weersomstandigheden als aanhoudende droogte en overstromingen komen steeds vaker voor, terwijl de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer de afgelopen honderd jaar bizar snel gestegen is, en nog altijd door blijft stijgen.

Hoewel de meeste mensen er hopelijk zo onderhand wel van overtuigd zijn dat meer CO2 een onwenselijk effect heeft op het klimaat, blijkt het vooralsnog moeilijk om mensen te bewegen om significant minder te gaan uitstoten. Met alle opkomende economieën in de wereld en de liefde van de mens voor de nieuwste energievretende gadgets, auto's, vliegreisjes en zo min mogelijk verandering van levensstijl in comfortabele tijden, lijkt het onbegonnen werk om onze collectieve uitstoot naar beneden te krijgen. Is het daarom niet mogelijk om in plaats daarvan C02 gewoon uit de lucht te halen?

Het antwoord is 'ja', en de wetenschap is al jaren bezig met het ontwikkelen van methoden om dit op grote schaal voor elkaar te krijgen. Hoewel er ontzettend veel verschillende initiatieven en ideeën bestaan, lijken de huidige oplossingen grofweg in twee categorieën op te delen te zijn: methodes voor het opvangen van CO2 door het te filteren uit vervuilende gassen en ergens op te slaan, en methodes voor het daadwerkelijk verminderen van de netto hoeveelheid CO2 in de atmosfeer.

De eerste categorie draait om CO2-verwijdering door het opvangen van CO2 en staat ook wel bekend onder de term 'carbon capture storage' (CSS). Bij dit soort initiatieven wordt de CO2 gefilterd uit bijvoorbeeld de uitstoot van kolencentrales of gaswinning, waarna het in een bepaalde vorm opgeslagen wordt onder de grond, bijvoorbeeld in lege aardgasvelden. Dit idee wordt gebruikt om de CO2-uitstoot van een op zichzelf vervuilend proces binnen de marges van het acceptabele te houden, zoals bijvoorbeeld bij het Noorse gasveld Sleipner, het eerste commerciële CCS-project. (Dit soort projecten zijn er overigens nog niet in Nederland en ze zijn ook niet onomstreden. Zo bestaan er bijvoorbeeld zorgen over lekkage).

CSS is dus geen methode om CO2 écht uit de lucht te halen; het onderschept het gewoon voordat het de lucht ingaat, waardoor de totale hoeveelheid CO2 hetzelfde blijft of zelfs stijgt. De tweede categorie CO2-verwijderingsstrategieën zijn daarentegen wel bedoeld om de netto hoeveelheid CO2 in de atmosfeer naar beneden te krijgen, om zo het broeikaseffect als het ware terug te draaien.

Deze categorie kan weer opgedeeld worden in 'natuurlijke' oplossingen zoals het planten van bomen of het strooien van CO2-absorberende mineralen als olivijn, én technologische oplossingen zoals CO2-opzuigende nepbomen (à 18.000 euro per stuk) en BECCS: 'bio-energy with carbon capture and storage'. Dit proces houdt in dat gewassen gekweekt en verbrand worden om energie op te wekken, waarna alle CO2 uit de uitstoot gefilterd en vloeibaar gemaakt wordt om het ondergronds op te slaan, bijvoorbeeld in lege olievelden. Het resultaat is energie zonder CO2-uitstoot, maar met extractie van CO2 uit de lucht door de gewassen, oftewel: negatieve emissie.

Schematische weergave van CSS and BECCS in vergelijking met andere manieren van energie-opwekking. Bron: Wikipedia.

Natuurlijk of technologisch, al deze methodes om CO2 te verwijderen vallen onder noemer 'geo-engineering': het doen van grootschalige aanpassingen aan de natuurlijke systemen van de aarde, specifiek om de opwarming van de aarde tegen te gaan. Verschillende wetenschappers zijn van mening dat geo-engineering binnenkort de enige manier zal zijn om het recentelijk in Parijs vastgestelde doel van een wereldwijde temperatuurstijging van maximaal twee graden te halen.

Zo stelde doctor Phil Williamson van de University of East Anglia onlangs in een persbericht naar aanleiding van zijn recentelijk gepubliceerde betoog over dit onderwerp: "Als de emissies niet drastisch naar beneden gaan, zullen we binnen vier jaar moeten beginnen met het verwijderen van CO2 uit de lucht. Het zal hier om 20.000 miljoen ton per jaar gaan, tot het jaar 2100, willen we de temperatuurstijging onder de twee graden houden."

Helaas stelt Williamson ook dat er op het moment nog geen enkele op grote schaal toepasbare techniek ontwikkeld is die niet gepaard gaat met een grote ecologische risico's. "Het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer, op welke manier dan ook, zal enorme negatieve effecten hebben voor ecosystemen en de biodiversiteit," zei Williamson. "Er kunnen positieve effecten zijn, maar al met al zal schade waarschijnlijk de overhand hebben"

Om het doel van maximaal 2 graden door middel van BECCS te bereiken bijvoorbeeld, zal maar liefst een derde van het aardoppervlak met gewassen voor biomassa beplant moeten worden, wat betekent dat natuurlijke bossen en landbouwgrond zullen moeten wijken, aldus Williamson. Dit is niet alleen praktisch bijna niet te doen; het negatieve effect hiervan op de biodiversiteit zou volgens Williamson erger zijn dan wat een temperatuurstijging van meer dan 2 graden teweeg zou brengen.

Daarnaast is er het probleem van temperatuurstijging door beplanting in bepaalde gebieden een probleem dat ook gepaard gaat met het op grote schaal planten van natuurlijke CO2-slurpers, oftewel bomen. "Bosaanplanting op midden- en noordelijke breedtegraden heeft eerder een opwarmend effect dan een verkoelend effect, ondanks dat de bomen CO2 zullen opslaan," schrijft Williamson.

Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat bossen buiten de tropische zones meer warmte absorberen door hun donkere bladeren dan dat ze zonlicht weerkaatsen door het water dat ze verdampen, en zo een netto verwarmend effect hebben. (Bossen in tropische gebieden daarentegen hebben wel een netto verkoelend effect.) Daarnaast is het zo dat bosbranden, droogte en ziektes die het gevolg zijn van stijgende temperaturen ervoor zorgen dat de CO2 die opgeslagen zit in bomen weer losgelaten wordt in de atmosfeer.

Andere natuurlijke CO2-absorbeerders als olivijn brengen weer andere problemen met zich mee. Als je gemalen olivijn over de aarde strooit, zal het in combinatie met water een proces van verwering teweeg brengen waardoor CO2 afgebroken wordt, en uiteindelijk in de zee terecht zal komen. Er zal echter een enorme vervuilende industrie nodig zijn om genoeg olivijn van het juiste formaat te produceren en verspreiden, zo schrijft Williamson, en daar zal een negatieve ecologische impact op volgen: "Er zal meer gedolven moeten worden dan op dit moment aan steenkool gebeurt, en de totale kosten zullen tussen de 60 en 600 miljard dollar liggen [54,4 tot 544 miljard euro, red.]. Daarnaast zal de chemische en biologische samenstelling van rivieren en oceanen radicaal beïnvloed worden."

De opwarming van de aarde is misschien wel te verkiezen boven bestaande methodes van CO2-verwijdering. Toch is Williamson ervan overtuigd dat we ooit echte werk zullen moeten gaan maken van geo-engineering. "De ongemakkelijkke waarheid is dat, als er niet heel snel meer gedaan gaat worden om de uitstoot naar beneden te krijgen, we vanaf het jaar 2020 zullen moeten beginnen met het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer."

Het lijkt er dus op dat we in een ironische situatie beland zijn: geo-engineering zal binnenkort de enige manier zijn om het klimaat te redden, maar alle huidige technieken hebben dermate ernstige nadelen dat ze geen goede oplossing zijn. We zullen dus razendsnel investeringen moeten doen om de uitstoot naar beneden te krijgen, of geo-engineering op grote schaal moeten gaan toepassen – een oplossing die waarschijnlijk vele malen kostbaarder zal zijn dan uitstootverminderende initiatieven, willen we eventuele negatieve milieugevolgen van een dergelijke aanpak omzeilen.

Uiteindelijk is het allerbeste waarschijnlijk het spreiden van de kansen. Gewassen voor biomassa kunnen geplant worden in zo zuidelijk mogelijke gebieden, die nu verlaten zijn; de kap van tropische bossen kan in theorie gestopt en gecompenseerd worden; en kolencentrales met CSS zijn vermoedelijk beter dan centrales zonder CSS. Daarnaast zou ik zelf met alle liefde een CO2-zuigende nepboom kopen en op mijn balkon zetten, mocht die ooit iets minder dan 18.000 euro gaan kosten.