De community ruimte is een vrije online ruimte (blog) waar vrijwilligers en organisaties hun opinies kunnen publiceren. De standpunten vermeld in deze community reflecteren niet noodzakelijk de redactionele lijn van DeWereldMorgen.be. De verantwoordelijkheid over de inhoud ligt bij de auteur.

Sisyphus

CO2 uit de atmosfeer plukken – Even fact checken?

woensdag 19 mei 2021 15:44
Spread the love

In de slow motion catastrofe dat het klimaatdossier is, schijnt er een nieuw hoofdstuk aan te breken in het zeer lang verhaal van industriële vervuilers die hun businessmodellen kost wat kost proberen te handhaven. In 2014 liet de must see documentaire “Merchants of Doubt” (verkopers van twijfel – nog altijd gratis te zien op YouTube) geen enkele twijfel over dat de fossiele brandstof industrie al decennia bezig was met de Westerse wereld te manipuleren via het zeer georganiseerd zaaien van twijfel omtrent alle mogelijke klimaatwetenschap. Tot heel recent leek deze strategie aardig wat vruchten af te werpen: honderden miljoenen mensen slikten die bewuste leugens voor waarheid.

Gelukkig zijn we de laatste paar jaren naar een nieuwe fase in de klimaat desinformatie oorlog aan het evolueren waarbij alleen de aller domsten de overvloedige en kristalheldere symptomen van klimaatopwarming weigeren te verstaan voor wat ze zijn. Hoog tijd dus voor de grote vervuilers om van public relations strategie te veranderen. Terwijl de oude twijfel propaganda stilaan wegsmelt naar de achtergrond worden onze samenlevingen overspoeld met een altijd maar luider wordende, en gloednieuwe, propaganda van mitigerende acties en van Green Deals aan beide kanten van de Atlantische oceaan. Als pilaar van deze nieuwe propaganda dringt het woord “oplossingen” zich op in het 2.0 klimaat “dialoog”. Kwestie van de gewone burgers ten alle koste niet en nooit te laten realiseren hoe kritisch de situatie is, en, wie hier – zonder enige twijfel – verantwoordelijk voor is.

Eén van de “oplossing” memes die richting viraal success aan het gaan is, is het terugdraaien van de klok op gebied van atmosferische CO2 concentratie. Via carbon capture, letterlijk: het uit de lucht plukken van CO2. Jaarlijks stoot de mensheid ongeveer 40 gigaton CO2 de atmosfeer in. 1 gigaton (Gt), voor wie toch wat context kan gebruiken, is een miljard ton, of duizend miljoen ton, of nog in de misschien eenvoudigere eenheid van kartonnetjes melk uitgedrukt: 1,000,000,000,000 stuks. Anno 2021 bevat onze atmosfeer als cumulatief gevolg van dit jaarlijks uitbraken van verbrandingsgassen een teveel aan CO2 van vele honderden gigaton in vergelijking met de jaren 1800. De laatste IPCC rapporten, die iedere redelijke burger als gekristalliseerde waarheid acht te nemen, maken de wel surrealistische veronderstelling dat de mensheid, om de catastrofe te vermijden, dit klimaatevenwicht-verstorend teveel aan CO2 ook weer uit de atmosfeer zal halen. Een beetje zoals sanering van verontreinigde bodems: de schade proberen terug te draaien. Klinkt rationeel.. maar laten we toch even kritisch nadenken.

De “sanering” van de volledige atmosfeer van onze aarde, je kunt het je misschien wel al inbeelden, dat doet men niet met enkele gravers, camions en een verbrandingsoven, zoals met bodemsaneringen. Erger nog: vandaag weten de slimste bollebozen van onze planeet bijlange nog altijd niet hoe men dit probleem moet aanpakken op een manier dat, al is het zelfs maar in theorie, zou kunnen werken voor heel de planeet. En dit ondanks het bestaan van een handjevol firma’s die al kleinschalig prototype technologie met veel moeite proberen op de markt te gooien (in Zwitserland hebben we Climeworks, en in Canada hebben we het door Bill Gates gesteunde Carbon Engineering).

Onlangs heeft de rijkste man op aarde, Elon Musk, bekend als medeoprichter van Tesla en SpaceX, de grootste XPrize ooit gelanceerd ter waarde van 100 miljoen dollar. XPrize organiseert al jaren wedstrijden om harde en hardnekkige problemen voor de hele mensheid proberen op te lossen. De “$100M Prize for Carbon Removal” wacht op wie binnen de volgende 4 jaar een carbon capture demonstratie kan voorleggen dat aan volgende vereisten beantwoordt. Om de prijs te winnen moet de oplossing/technologie netto “koolstof negatief” zijn, minstens duizend ton CO2 (1 kiloton, m.a.w. slechts één miljoenste van een gigaton) per jaar verwijderen, een kostenberekening hebben gebaseerd op een schaal van 1 megaton per jaar, en een schaalbaarsheidplan hebben dat gigatonnen per jaar kan halen (ad nauseam moeten we de lezer eraan herinneren: de mensheid stuwt tegenwoordig circa 40 gigaton CO2 per jaar de atmosfeer in). Musk is uitdrukkelijk in het niet verder beperken van het soort aanpak, dus gelijk welke aanpak kan aan de wedstrijd meedoen. Zal er een team via mondiale geboortebeperking aan de prijs meedoen? Waarschijnlijk niet…

Elon Musk’s superieure intelligentie en haarscherpe engineer instincten heeft hij al zo veel keer bewezen bij zoveel succesvolle projecten; het is dus veelzeggend dat Musk via deze XPrize impliciet zijn armen de lucht in gooit, en de rest van de wereld dringend uitnodigt om oplossingen te zoeken. Had hij zelf al een winstgevende oplossing bedacht, dan hadden we in plaats van een XPrize ongetwijfeld nog een Musk firma erbij gekregen. Het zal dan ook een dapper (of gestoord) individu zijn die tegenwoordig nog Musk’s intuitie op gebied van technische vraagstukken in vraag stelt. En toch is dit precies wat ik hier zal doen: de impliciete stelling van Musk in vraag stellen dat de honderden gigaton CO2 die vandaag “te veel” in de atmosfeer (en oceanen) aanwezig is, terug verwijderd kunnen worden op een manier dat technisch haalbaar is en economisch zinvol is. Want de XPrize voorwaarden bevatten ook een expliciet economisch perspectief, en vereiste: de kostprijs van de aanpak, uitgedrukt in dollar per ton verwijderd CO2, moet zo laag mogelijk zijn. Het is dus geen kwestie om met een oplossing voor de dag te komen dat geen land wil of kan betalen.

In wat volgt zal ik argumenteren dat, wanneer het komt op ideeen om CO2 uit de atmosfeer te halen (in contrast met CO2 uit de oceanen), men een pijnlijke illusie achterna holt.

Voor de volgende argumenten, laten we onze moderne wereld vereenvoudigen door te stellen dat we alleen steenkool verbranden (op wereldschaal is steenkool nog altijd de #1 bron van energie voor electriciteitopwekking. De volgende argumentatie verliest niets aan correctheid indien we zouden stellen dat de mensheid alleen aardgas verbrandt.) De mensheid verbrandt al eeuwen fossiele brandstoffen voor één enkele reden: om de energie dat vrijkomt wanneer een koolstof atoom zich bindt aan een zuurstof molecule (C + O2 –> CO2 + energie). Laten we de hoeveelheid energie dat vrijkomt per koolstof atoom “V” noemen (‘v’ voor verbranding; zo hoeven we in wat volgt ook niet de onnodige complexiteit van uiteenlopende energie eenheden erbij te sleuren). Beeld je nu de atmosfeer in, met daarin voor ieder miljoen moleculen lucht, slechts 420 moleculen CO2 – de voor iedere klimaatkenner befaamde 420 ppm, parts per million concentratie. Beeld je nu verder in dat je de technologie bent dat alleen die CO2 moleculen uit de lucht moet halen. Naalden in gasvormige hooibergen vinden, dat is je opdracht.

Alle technologie werkt alleen met de hulp van energie. Elementaire fysica leert ons dit. Om één enkele molecule CO2 uit de lucht te halen kun je niet anders dan een zekere hoeveelheid energie gebruiken. Laten we die hoeveelheid “P” noemen (‘p’ van plukken).

Nu kunnen we gelukkig overschakelen van scheikundig denken naar boekhoudkundig/financieel denken: indien de hoeveelheid energie P groter of gelijk is aan V, dan mag het duidelijk zijn dat onze ingebeelde technologie niet rationeel in elkaar steekt. Het kan onmogelijk zijn dat de energetische kostprijs om één CO2 molecule uit de lucht te plukken groter is dan de hoeveelheid energie dat de verbranding van dat fossiel koolstofatoom de mensheid in het verleden opgeleverd heeft. Waarom dit is zullen we direct wel zien.

Een analogie uit het dagelijks leven maakt het gemakkelijker om dit intuïtief te verstaan. We werken allemaal om geld te verdienen. Aan het einde van de maand moet er een netto overschot zijn. Indien al de kosten om te gaan werken groter zouden uitdraaien dan ons maandloon, dan zou verder werken geen enkel zin meer hebben, vermits we ons huishouden financieel zo alleen de grond in boren. In de biologie heb je een gelijkaardige en meer fundamentele realiteit: alle organismen eten altijd meer calorieën dan wat ze verbranden om die calorieën te bekomen, anders volgt uithongeren, en indien dit calorisch onevenwicht te lang aanhoudt, de dood.

Welke minimum energetische kosten zijn er nu wanneer we het over de gangbare technologische carbon capture prototypes (“direct air capture” – DAC) hebben zoals Climeworks en Carbon Engineering ontwikkeld hebben? In tegenstelling tot windmolens die passief op de wind wachten om er de energie uit te zuigen, moeten DAC machines actief de lucht aantrekken; het zijn dus deels “omgekeerde” windmolens die energie nodig hebben om te draaien. Dit aanzuigen van lucht kan onmogelijk zonder een energetische kost (denk aan het elektriciteit verbruik van de waaier in je airco). Ten tweede heb je voor DAC chemische grondstoffen nodig om de CO2 uit het luchtmengsel te plukken. Deze grondstoffen produceren, aanvoeren, of zelfs in de beste gevallen continu recycleren, kan weeral onmogelijk zonder energetische kost. Ten laatste is er het probleem van wat je moet aanvangen met de CO2 die je nu gevangen hebt! CO2 werd doorheen de geschiedenis als afval beschouwd, en via schoorstenen en uitlaten allerhande de atmosfeer in gedumpt. Maar als we het eenmaal terug gevangen hebben, kun je het gas moeilijk aan de achterkant van de machinerie terug in de atmosfeer dumpen.. dat zou nogal contra-productief zijn. Het gas moet dus ergens anders naartoe, naar één of andere terminale bestemming zoals een (gigantische) opslagplaats onder de grond, typisch na eerst samengeperst te zijn geweest tot een vloeistof, vloeibaar CO2. Deze laatste compressie-, transport- en opslagfase kan opnieuw onmogelijk zonder prijzige energetische kost.

Carbon Engineering publiceerde enkele jaren geleden een wetenschappelijke paper in het Joule tijdschrift waarbij ze hun technologische aanpak beschreven. De paper bevat één getal dat hun DAC process samenvat: 8,8 gigaJoules per ton CO2. Wat betekent dit precies? Dit wil zeggen dat hun DAC process méér energie nodig heeft dan de hoeveelheid energie dat vrijkwam bij de originele productie van de CO2 (de verbranding van fossiele brandstof).

Laten we even terugspoelen en samenvatten. Indien het meer energie kost om al de bovenstaande processen mogelijk te maken, per gecapteerde molecule CO2, dan wat de verbranding qua energie produceerde om datzelfde CO2 molecule te vormen, dan klopt de energetische boekhouding aan geen kanten.

Ik hoor sommigen al aandraven: “de energetische boekhouding hoeft niet te kloppen, want wie zegt er dat al die DAC infrastructuur niet zal draaien op hernieuwbare energie?” Indien de wereld vandaag al draaide op hernieuwbare energie, dan aanvaard ik dit tegen- argument: we zouden in dat geval inderdaad netto koolstof negatieve DAC infrastructuur kunnen gebruiken om CO2 uit de atmosfeer te zuigen. Het zou meer energie kosten, per ontfutselde molecule CO2, dan de energie die vrijkwam bij de productie van die molecule, maar netto zou er CO2 uit de atmosfeer gehaald worden.

Spijtig genoeg wordt dit scenario volledig onderuit gehaald door de globale realiteit dat hernieuwbare energie anno 2021 nog altijd maar enkele percent vertegenwoordigd in de totale energy mix van de mensheid. Het IEA (International Energy Agency) verwacht dat tegen 2050 nog altijd minstens 50% van alle elektriciteit productie gebaseerd is op fossiele brandstoffen. Met andere woorden, indien we schaalbare DAC technologie hadden om, kost wat kost qua energieverbruik, CO2 op massale schaal uit de lucht te plukken, dan nog zou de adoptie van zulke technologie betekenen dat er meer CO2 emissies zouden geproduceerd worden, voor de energieopwekking nodig voor de DAC’s te runnen, dan de hoeveelheid CO2 die opgevangen wordt! Dweilen met de kraan open, op zijn zachts gezegd.

Een andere ontnuchterende realiteit omtrent heel het carbon capture verkoopspraatje is de totale energie die nodig zou zijn om een fractie van de atmosferische CO2, zoals een ontsnapte genie, terug in de fles te steken. Indien we de utopische veronderstelling maken dat we technologie kunnen ontwikkelen dat niet meer energie nodig heeft om CO2 uit de lucht te plukken, dan de energie die vrijkwam bij de productie van de CO2, dan heeft de mensheid ongeveer 100 teraWatt-uur (TWh) aan energie nodig om onze jaarlijkse uitstoot van 40 Gt “terug in de fles” te proppen. 100 teraWatt-uur.. wat is dat nu weer? Dit is ongeveer vier maal de totale jaarlijkse wereldconsumptie aan elektriciteit! De mensheid zou dus theoretisch vier maal de volledige huidige elektriciteit-genereerende infrastructuur nodig hebben, gewoon om onze huidige CO2 emissies te neutraliseren. Want 40 Gt per jaar uit de atmosfeer halen, dit betekent slechts koolstof neutraliteit, en niet koolstof negativiteit. Met andere woorden we zouden dan slechts ter plaatse trappelen qua atmosferische CO2 concentratie. Vier maal de totale wereldwijde elektriciteit productie zuiver en alleen om CO2 uit de lucht te halen, om een deel van onze atmosfeer te “saneren”, dit is natuurlijk perfecte waanzin. Dit kan en zal nooit realiteit worden.

De XPrize van Elon Musk zwijgt over de noodzaak dat de winnaar een oplossing voorstelt dat, naast netto koolstof negatief is, ook energetisch rationeel is. Indien bovenstaande nog niet “problematisch” genoeg is, nóg fundamenteler problematisch is de huidige wetenschap dat onze globale historische evolutie qua energieverbruik perfect correleert met de ecologische crisis (waarvan de klimaatcrisis slechts één facet is!) Indien de Amerikaanse fysica professor Timothy Garrett juist is, dan bestaat er een rechtstreeks verband tussen ons altijd maar stijgend globaal energieverbruik, de globale menselijke economische productiviteit en het afbrokkelen van de ecosystemen waarvan we afhangen.

Alhoewel de XPrize van Musk ook open staat voor “biologische” inzendingen (boompjes planten om 10 gigaton CO2 per jaar uit de atmosfeer te halen? Veel geluk daarmee), het ziet er voorlopig naar uit dat de wedstrijdvereisten alleen deelnemers zal opleveren die onze ecologische crisis alleen kunnen verergeren.

Ik hoop stellig dat ik bij de gekken hoor die Elon Musk zijn intuitie vandaag omtrent deze XPrize volledig in vraag stellen. Het zou fijn zijn, voor de jonge generaties, dat de CO2-afval van de huidige en vorige generaties effectief, en zonder verdere schade voor de planeet, “gesaneerd” zou kunnen worden. Tot nu toe, en bij nadere en kritische inspectie, vallen alle voorgestelde oplossingen echter door de mand.

Creative Commons

dagelijkse newsletter

take down
the paywall
steun ons nu!