Deze opkomende technologie zou zomaar eens zoden aan de dijk kunnen zetten.

Op dit moment wordt de mensheid geconfronteerd met een voortdurende klimaatcrisis. En een crisis vereist vaak grote daden. Onderzoekers verkennen in een nieuwe studie dan ook een mogelijk doeltreffende, maar tevens omvangrijke manier waarop we de klimaatcrisis kunnen bedwingen. En wel door systemen in te zetten die CO2 rechtstreeks uit de lucht opvangen en veilig ondergronds opslaan.

DAC-technologie
We hebben het over een methode die ook wel de DAC-technologie (directe luchtafvang) wordt genoemd. “Dit is een chemisch proces waarbij CO2 uit de omgevingslucht wordt onttrokken,” legt onderzoeker Ryan Hanna in een interview met Scientias.nl uit. “Vervolgens wordt dit in pijpleidingen gepompt en in geologische reservoirs opgeslagen. Velen beschouwen deze technologie als een veelbelovende manier om CO2 uit de atmosfeer te verwijderen en tegelijkertijd de impact op het huidige landgebruik en de biodiversiteit te beperken. Andere methodes – zoals bio-energie – hebben in vergelijking substantieel grotere gevolgen voor het land en de biodiversiteit.”


Zo zou ‘s werelds grootste DAC-fabriek er uit kunnen komen te zien. Afbeelding: Courtesy of Carbon Engineering

CO2-concentratie
Dat we iets moeten doen om onze CO2-uitstoot terug te dringen, staat buiten kijf. Op dit moment is de CO2-concentratie in de atmosfeer torenhoog. Het is één van de belangrijkste drijfveren van klimaatverandering. Dat komt omdat de CO2-concentratie nu maar liefst tien keer sneller toeneemt dan in het verleden. In 2019 maten de sensoren van Mauna Loa Observatorium in Hawaii zelfs alarmerend hoge CO2-concentraties. Zo sloeg de teller om precies te zijn 415,26 ppm (deeltjes per miljoen) aan; het hoogst sinds het begin van de mensheid. Ook in 2021 zal de stijging naar verwachting doorzetten.

Jaarlijkse hoeveelheden atmosferische CO2
De concentratie koolstofdioxide in de atmosfeer tikte in 2018 de 407,8 ppm (deeltjes per miljoen) aan, terwijl deze in 2017 nog piekte met 405,5 ppm. Deze toename van 2,3 ppm ligt boven het gemiddelde groeipercentage dat we in het afgelopen decennium van jaar tot jaar zagen. Bovendien ligt de toename dichtbij de waarde die we ook tussen 2016 en 2017 hebben gezien (in 2017 was de CO2-concentratie zo’n 2,2 ppm hoger dan in 2016). In 2019 kwam de CO2-concentratie vervolgens boven de 410 ppm uit. Dat de concentratie maar blijft stijgen, is best alarmerend. Als we op deze voet verder gaan zullen de komende generaties volgens het WMO geconfronteerd worden met steeds ernstiger gevolgen van klimaatverandering, waaronder stijgende temperaturen, extreem weer, zeespiegelstijging en verstoring van ecosystemen.

Om het tij rigoureus te keren, zijn grote stappen nodig. We moeten de inspanningen die nodig zijn om de doelstellingen uit het Parijse Klimaatakkoord te bereiken – waarin landen afspraken de gemiddelde temperatuurstijging op aarde onder de 2 graden Celsius te houden – dus ook niet onderschatten. Maar de huidige toezeggingen om de wereldwijde uitstoot te verminderen, blijken nog te ontoereikend. Het betekent dat de aarde momenteel afstevent op een opwarming van meer dan 3 graden Celsius tegen het jaar 2100. En dat is veel te veel. De onderzoekers stellen dan ook dat de huidige atmosferische CO2-concentratie zodanig hoog is, dat het bereiken van de vastgestelde klimaatdoelen niet alleen het voorkomen van nieuwe emissies vereist. We zouden tevens manieren moeten vinden om emissies uit het verleden en die dus al in de atmosfeer aanwezig zijn, te verwijderen.

Uitkomst
En wat dat betreft, biedt de DAC-technologie uitkomst. De bevindingen uit de studie leveren nu duidelijk bewijs dat als we de DAC-technologie zouden omarmen, dit de stijging van de mondiale temperatuur ruim vóór 2100 zou kunnen stoppen. Maar alleen met onmiddellijke en aanhoudende investeringen van overheden en bedrijven om de nieuwe technologie op te schalen, zo schrijven de onderzoekers in hun studie. En dat geld is hard nodig. “de DAC-technologie is aanzienlijk duurder dan veel conventionele risicobeperkende maatregelen,” zegt Hanna. “Maar de kosten zouden kunnen dalen als bedrijven ervaring opdoen met de technologie.” Een ander nadeel van de technologie is dat het veel energie slurpt. “Er is veel energie nodig om de DAC-technologie van stroom te voorzien,” zegt Hanna. “Het is dan ook belangrijk om de systemen te voeden met koolstofarme, goedkope energievoorzieningen.”


De cijfers
Om een beeld te krijgen van het uiteindelijke resultaat van de veelbelovende DAC-technologie, berekenden de onderzoekers wat het gevolg zou zijn van een dergelijk noodprogramma. Hierbij gingen ze ervan uit dat dit programma in 2025 van de grond zou komen en dat er jaarlijks tussen de 1,2 en 1,9 procent van het mondiale BBP in de DAC-technologie geïnvesteerd zou worden. De resultaten laten zien dat er in dat geval tegen het jaar 2050 2,2 tot 2,3 gigaton CO2 uit de atmosfeer onttrokken kan worden. Tegen het jaar 2075 zou dit opgelopen kunnen zijn tot maar liefst 13 tot 20 gigaton CO2. Cumulatief zou dit noodprogramma tussen de 570 en 840 gigaton CO2 tussen 2025 en 2100 uit de atmosfeer verwijderd kunnen hebben. Dit valt binnen het bereik van de hoeveelheid CO2 die volgens het IPCC nodig zijn om de doelstellingen uit het Parijse Klimaatakkoord te behalen.

Al met al laten de cijfers zien dat het inzetten van de DAC-technologie behoorlijk wat zoden aan de dijk zet. Maar de onderzoekers onderstrepen dat we niet alleen op deze technologie moeten vertrouwen. “Crisisimplementatie van de DAC-technologie, zelfs in het uiterste van wat technisch haalbaar is, is geen vervanging voor conventionele mitigatie,” zegt Hanna. “Denk bijvoorbeeld aan het inzetten van emissievrije elektriciteits- en warmtevoorzieningen en transport. We hebben zowel deze conventionele mitigatie als negatieve emissies (het verwijderen van CO2 uit de lucht, red.) nodig om de doelstellingen uit het Parijse Klimaatakkoord te halen.”

Negatieve emissies
Desalniettemin merkt de onderzoeker op dat de huidige staat van de klimaatcrisis vereist dat ook deze negatieve emissies serieus moeten worden genomen. “Gezien onze lange vertraging bij het verminderen van de uitstoot, bevinden we ons in een positie waarin alle opties om de uitstoot te verminderen, op tafel moeten liggen,” betoogt Hanna. “Door technologieën zoals DAC te ondersteunen, kopen we in feite kennis. Bovendien creëren we op die manier een industriële basis die een snellere toekomstige opschaling mogelijk maakt. Sommige mensen bepleiten om eerst het energiesysteem koolstofarm te maken voordat we moeten overgaan op de negatieve emissies. Maar de tijd raakt op. Als we in de komende decennia een omvangrijk programma voor negatieve emissies op poten willen zetten, zouden we vandaag al de basis daarvoor moeten leggen.”

Politieke intresse
De vraag is echter of er wel animo voor dit idee is. “We denken dat er logische redenen voor beleidsmakers zijn – geworteld in de politieke economie – om zich tot de DAC-technologie (of andere negatieve emissietechnologieën) te wenden,” stelt Hanna. “Zelfs als deze duurder zijn dan conventionele mitigatie-opties. Of individuele landen of blokken zoals de EU deze systemen zullen inzetten, hangt uiteindelijk af van hun grotere klimaatstrategie. Ik denk dat het vrij waarschijnlijk is dat landen DAC-implementaties op korte termijn – ergens in de komende 5 tot 10 jaar – zullen nastreven. Maar of ze de technologie daarna blijven ondersteunen, hangt af van hoe goed de technologie vordert en natuurlijk van de publieke reactie erop.”

Klimaatverandering
De hoop is dat de DAC-technologie een belangrijke bijdrage zal leveren aan het terugdringen van klimaatverandering en het leefbaar houden van de aarde voor komende generaties. Op de vraag of we klimaatverandering nog kunnen stoppen, antwoordt Hanna gematigd optimistisch. “Ik denk dat er de afgelopen jaren veel veelbelovende tekenen zijn geweest,” zo zegt hij. “Het publieke bewustzijn van het probleem is aanzienlijk toegenomen. Maar nog belangrijker is dat ook de publieke betrokkenheid en de wens om politici verantwoordelijk te houden, zijn toegenomen. Als dat blijft groeien, dan wordt de belangrijkste variabele tijd: als mondiale samenleving moeten we veel doen – inzet van nieuwe technologie, grootschalige onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten, grote verschuivingen in de economie – en dat moet snel ook. Mijn grootste zorg en reden voor pessimisme is de traagheid die inherent is aan het implementeren van grote systemen, denk bijvoorbeeld aan het wereldwijde energiesysteem. Zelfs als we het erover eens zijn dat we de economie koolstofarm willen maken én slim zijn in het beleid dat we kiezen, is het omzetten van de infrastructuur een traag en langdurige proces. En misschien zelfs té langzaam om ernstige opwarming te voorkomen.”

Al met al benadrukken de onderzoekers dat het tijd is om studies naar systemen zoals de DAC-technologie uit te breiden. Want mogelijk behelst dit één van de oplossingen voor het omvangrijke klimaatprobleem. Daarnaast beschikt de DAC-technologie volgens de onderzoekers over verschillende eigenschappen die aantrekkelijk kunnen zijn voor beleidsmakers. Zeker als de politieke druk om in te spelen op klimaatverandering blijft toenemen, maar het terugdringen van de uitstoot onoverkomelijk blijkt.