E-Learning

Ga aan de slag. Succes !



CO2 binding door olivijn

Men kan olivijn (Mg2SiO4 + 2 CO2 -> SiO2 + 2 MgCO3). gebruiken. Het is een magnesiumhoudend mineraal dat men kan verpulveren en uitstrooien op stranden of kustwater. Dan wordt extra CO2 door het zeewater opgenomen. Het is goedkoop, kan gemakkelijk worden gewonnen in arme landen. Olivijndeeltejs ter grootte van zandkorreltjes zouden in enkele tientallen jaren alle menselijke uitstoot van CO2 kunnen vastleggen. Nadeel is dat de reactie langzaam verloopt.

Men kan al dakbedekking kopen met olivijn zodat het dak CO2 absorbeert. Zie Dakenraad pdf en de leverancier is  Troelstra devries 

Sommigen zeggen dat het spul niet snel genoeg oplost zodat het honderden jaren duurt. Door olivijn nog fijner te verpulveren gaat e.e.a. beter maar dat geeft fijn stof problemen. 

De CO2 uit centrales zou je onder hoge druk met olivijn kunnen laten reageren tot waterstofbicarbonaat en warmte. Die warmte kan je weer gebruiken. Olivijn bevat wel nikkel en dan mag je het eigenlijk niet op het land gooien.

In de tropen gaat de reactie veel sneller 2-600 x. Je hebt 7 km2/jaar nodig voor alle CO2. Kost 10 euro per ton of 2-4 euroct / kWh.

In de VS heeft men een ionic solid gemaakt dt 2x zoveel CO2 kan absorberen. Daarbij gaat het van vast naar vloeibaar waarbij warmte vrij komt. Die kan weer gebruikt worden om de CO2 er vanaf te halen. Scheelt 25 % energie en produceert geen giftige assen.

Het bedrijf Carbonclean scheidt CO2 van rookgas in een kolencentrale in India via een nieuw chemisch middel. Van wordt van CO2 natriumcarbonaat gemaakt, een chemische stof die zijn toepassing vindt als baking soda, maar ook wordt gebruikt in de glas- en papierindustrie. Men vangt jaarlijks 60.000 ton CO2 weg.

Milieuvoetafdruk verkleinen

Microplaten van koolstof

Om fotosynthese te simuleren, hebben ze microplaten van koolstof gebouwd. Deze platen bevatten kleine ‘poriën’ die CO2 en water absorberen. Zodra koolstofdioxide en water zijn opgenomen, vindt er een chemisch proces plaats dat beide verbindingen combineert en ze omzet in koolwaterstof; een organische verbinding die kan worden gebruikt voor het ontwikkelen van brandstoffen, farmaceutische producten, landbouwchemicaliën en kleding.
 
Je kan ook gemanipuleerde bacteriën gebruiken die bijzonder effectief broeikasgassen kunnen omzetten in chemische verbindingen. 

CO2 dumpen diep in de oceaan

De CO2 zou ook in oceanen gedumpt kunnen worden b.v. op 1 km diepte waarna het als belletjes omhoog komt en oplost of op 3 km diepte waarna het automatisch zinkt.

CO2 uit de lucht halen en meteen elektriciteit opwekken

1. Het Origen Power-proces levert aardgas aan een hoge-temperatuur-brandstofcel. Ongeveer de helft van de chemische energie wordt omgezet in elektriciteit en de rest in hoogwaardige warmte wordt gebruikt om kalksteen (CaCO3) thermisch te ontbinden in kalk (CaO) en koolstofdioxide.

Het systeem is zodanig geconfigureerd dat alle gegenereerde kooldioxide zuiver is, waardoor het goedkoop en gemakkelijk is om de kooldioxide te gebruiken of om het veilig diep onder de grond op te slaan. De kalk die wordt gegenereerd, kan worden gebruikt in een reeks industriële processen en, in gebruik, verwijdert het koolstofdioxide uit de lucht.

Over het algemeen is het proces koolstof-negatief - aan het einde van het proces is er minder kooldioxide in de atmosfeer dan in het begin. Normaal gesproken levert het gebruik van aardgas om elektriciteit op te wekken, een uitstoot van ongeveer 400 g CO2 per kWh op. Voor het Origen Power-proces is dat aantal minus 600 g - voor elke kWh opgewekte elektriciteit is er een nettoverwijdering van die hoeveelheid koolstofdioxide uit de lucht.

Het proces genereert vier producten - elektriciteit, kalk, zuivere kooldioxide en het vermogen om koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen. Een gedetailleerde techno-economische beoordeling van het proces gepubliceerd in het tijdschrift Applied Energy (Hanak et al) geeft aan dat als de elektriciteit en de kalk worden verkocht tegen groothandelsprijzen, de kosten worden gedekt zonder een koolstofprijs - zelfs als het koolstof verwijdert dioxide uit de lucht.

2. Direct Air Capture

Je kan de omringende lucht aanzuigen, het CO2 er met een chemisch trucje uitfilteren en de opgeschoonde lucht weer de omgeving inblazen. Er bestaan al veertien van dit soort fabrieken van Climeworks. Het CO2 wordt als geconcentreerd gas verkocht aan frisdrankbedrijven of beheerders van kassen. Een deel wordt verwerkt tot korrels, om die vervolgens onder de grond op te slaan. Op die manier verdwijnt de CO2 uit de atmosfeer. Ze maken nog geen winst. Je kan er ook koolstofnanobuisjes of grafeen van maken, bestanddelen van kunstmest of schone brandstof.

Maar de gewone buitenlucht bevat slechts 0,04 procent CO2. Als je het wegvangt bij fabrieken dan praat je over 10 procent of meer.

In de periode tot 2100 zal naar verwachting zo'n vier- tot zesduizend gigaton CO2 worden uitgestoten als we zo doorgaan. Volgens afspraken in Parijs zou dat tot 2100 nog maar 420 gigaton extra mogen zijn.  Een hoeveelheid die we in ons huidige tempo, zo'n 40 gigaton per jaar, al rond 2030 hebben bereikt. 
Het IPCC gaat in zijn meest optimistische scenario voor het halen van de Parijs-doelstellingen uit van maximaal zo'n 700 gigaton aan negatieve emissies, zegt Van Vuuren. De rest, ruim 4.100 gigaton, moeten we dan besparen door het terugdraaien van de uitstoot, bijvoorbeeld door massaal over te schakelen op andere energiebronnen zoals zon-, wind- en kernenergie.
climeworks
 
Via herbebossing kun je maximaal 400 gigaton extra CO2 afvangen tot 2100. Daarvoor zijn overigens wel enorme landvlaktes nodig. Schattingen lopen op tot een gebied driemaal groter dan India. Of we die 400 gigaton gaan halen, is dus zeer de vraag. De rest van de afvang in de huidige scenario's komt hoofdzakelijk voor rekening van bio-energie, in combinatie met CO2-afvang aan de pijp, en ondergrondse opslag (in vakkringen samen beter bekend als BECCS), een technologie die volgens critici overigens minder goed werkt dan de scenario's hopen.

Om de zuigers van de Direct Air Capture-technologie te laten draaien, is nu eenmaal veel energie nodig. 'Gelukkig levert zonne-energie steeds goedkopere elektriciteit. Die zonne-energie kunnen wij omzetten in brandstof, die je ook kunt gebruiken op momenten dat de zon niet schijnt', zegt hij. En terwijl zijn fabrieken die brandstof maken, zuigt men ook CO2 uit de lucht.
Win-win, dus, maar zeker geen magie.
 

Zoals de houten abri’s en vangrails en de dynamische wegverlichting die ’s nachts dimt als er weinig verkeer op de weg is. Verkeersborden van bamboe. Op het fietspad zijn de rode tegels van geopolymeer als vervanger van cement.

In een ander deel van het fietspad zijn zonnepanelen geplaatst en er is een warmtecollector geïnstalleerd. De provincie omschrijft deze collector als een omgekeerde vloerverwarming. De warmtecollector wint zonnewarmte uit het weg-oppervlak en slaat die ondergronds op. Deze warmte wordt later gebruikt voor verwarming van bedrijfspanden.

CO2 opslag in de bodem.

Als CO2 in olie- en gasvelden wordt ingelaten kan het als drijfgas dienen om extra olie en gas te winnen. Men noemt dat Enhanced Oil Recovery.

Men wilde CO2 gaan opslaan in een veld bij Barendrecht. Wetenschappers zeggen dat de deklaag van anhydriet geen CO2 zal doorlaten en zeker niet zal breken door drukveranderingen op 3 4 km. diepte. Bewoners zijn er natuurlijke niet blij mee.

Opslag van CO2 is tijdelijke oplossing.

In 2017 gaan Shell e.a. CO2 opslaan dat wordt afgevangen bij industriële faciliteiten in het oosten van Noorwegen. De CO2 wordt vervolgens per schip naar een nabij gelegen faciliteit verscheept, van waar die, via een pijpensysteem, naar de opslagfaciliteit wordt getransporteerd.

Minister Cramer van Milieu is bijzonder enthousiast over het injecteren van het broeikasgas CO2 in lege gasvelden. Deze week gebruikte zij de voordelen van CO2-opslag als belangrijkste argument om te betogen dat vier nieuwe kolencentrales geen bedreiging vormen voor het klimaat.

Dat is opmerkelijk omdat kolencentrales van oudsher veel CO2 uitstoten, het broeikasgas dat verantwoordelijk wordt gehouden voor de opwarming van de aarde. Met de opslag is de uitstoot van broeikasgassen van nieuwe kolencentrales sterk te reduceren, zei Cramer deze week aan het parlement. Ze schat de kans dat energiebedrijven op die manier hun CO2 gaan opslaan op 90 procent. En dat terwijl slechts een van de vier centrales daadwerkelijk plannen heeft voor opslag. Is het optimisme van de minister gerechtvaardigd?

De milieuorganisatie Greenpeace zet grote vraagtekens bij 'dumping' van broeikasgas onder de grond. Het zou gevaarlijk en milieubelastend voor de zee kunnen zijn. De voor- en nadelen van opslag van CO2 op een rij:
Voordelen

Opslag reduceert uitstoot
Als CO2 onder de grond wordt gestopt, komt er minder broeikasgas in de lucht. In theorie kan bijna alle CO2 uit energiecentrales uit de lucht worden gehouden, waarmee Nederland ineens aan de klimaatdoelen van Kyoto voldoet.

Kolen worden weer aantrekkelijk
Opslag van CO2is een handige manier om steenkolen weer aantrekkelijk te maken. Het verstoken van kolen levert veel meer CO2 op dan het verbranden van gas. Steenkool was daarom lang uit de gratie. Maar kolen zijn verhoudingsgewijs goedkoop. Doordat met opslag het klimaatprobleem valt op te lossen, kunnen energiebedrijven kolen gebruiken. De stroomprijs zal daardoor voor consumenten lager uitvallen.

Minder angst voor Poetin
Kolen hebben een groot voordeel boven gas: ze zijn overal ter wereld verkrijgbaar. Aangezien de gasvoorraden in Nederland opraken, krijgen politiek instabiele gas- en olielanden als Rusland, Algerije en Libimeer macht. Kolen zitten overal in de grond, ook bij betrouwbare partners als Australi Brazili en Canada. Met een beetje goede wil is zelfs in Limburg nog steenkool uit de grond te halen. Ons helemaal afzonderen van Poetin is overigens onmogelijk, want voor de verwarming van gebouwen wordt gas gebruikt.

Goed voor de economie
Nederland zit vol lege gasvelden. Instituten als TNO en bedrijven als Shell beschikken bovendien over veel technische kennis van de opslag van CO2 onder de grond. Dit voordeel kan Nederland uitbuiten. Door de lege gasvelden aan bijvoorbeeld Duitsland te verhuren en de kennis te exporteren, valt met de opslag van CO2 geld te verdienen.

Opslag helpt de overgang naar bio-energie
Op de lange termijn moet energie uit zon, wind, biomassa en water Nederland van de verslaving aan olie, gas en kolen afbrengen. Maar het duurt nog wel vijftig jaar voordat duurzame energiebronnen volwassen genoeg zijn om voldoende energie te leveren tegen een redelijke prijs. Kolen zijn het ideale middel om de komende vijftig jaar te overbruggen, zeggen de energiebedrijven. Opslag is een tijdelijke oplossing en helpt bij de overgang naar bio-energie.
Nadelen

Opslag is duur
Het is heel duur om CO2 uit de rook van energiecentrales te filteren, te vervoeren en op te slaan. Vooral het afvangen van CO2 bij de schoorsteen is een kostbare zaak. Daarnaast moeten nieuwe leidingen worden aangelegd om CO2 te vervoeren. Nadat het in een leeg gasveld is gejecteerd, moeten controleurs het veld voor eeuwig in de gaten houden. Opslag kost mimimaal 40 euro per ton CO2, terwijl op het recht om een ton CO2 uit te stoten in de lucht nog geen 20 euro kost. Opslag zonder overheidssubsidie is commercieel niet haalbaar. Niet voor niets maakte Shell deze week bekend dat een prestigieus project met de opslag van CO2 in een Noors gasveld niet doorgaat. Maar ook met subsidie staan bedrijven niet te springen. De belangstelling voor het subsidiepotje van Economische Zaken om CO2 op te slaan, is beperkt. Van de vier grote oliebedrijven heeft alleen Shell een aanvraag ingediend. Om de CO2 te verwijderen heb je een kolencentrale extra nodig op 4 centrales. Het kost 2-4 ct per kWh

De techniek staat in de kinderschoenen
Met het afvangen en opslaan van CO2 is nauwelijks ervaring opgedaan. Het is onduidelijk welke techniek de handigste is. Met de huidige kennis kan zo'n 80 procent van het CO2 worden opgevangen. Nog meer afvangen kost veel energie en geld. Ook de techniek van opslaan is nog in ontwikkeling. Nederland mikt op het gebruik van lege gasvelden. Opslaan kan ook diep in de grond onder een waterlaag. En er is een techniek om broeikasgas om te zetten in kristallen. Het duurt nog zeker een jaar of tien voordat de techniek genoeg is ontwikkeld om op grote schaal toe te passen. Het is de vraag of de opslag van CO2 al voor 2020, zoals het kabinet wil, op grote schaal de uitstoot van broeikasgassen kan reduceren.

Energiebedrijf geeft geen garanties
Nuon wil bij zijn kolencentrale in de Groningse Eemshaven CO2 gaan afvangen en opslaan. Als de experimenten met opslag moeizaam verlopen of duur blijken te zijn, moet worden afgewacht of en hoe het afvangen gebeurt. Bij de drie andere kolencentrales waarvoor minister Cramer toestemming heeft verleend, bestaan geen plannen om de CO2 op te slaan. Zij zullen pas broeikasgas gaan opslaan als de Europese Unie strenge afspraken maakt over de uitstoot van CO2.

Opslaan is gevaarlijk
In een horrorscenario kan opgeslagen CO2 ontsnappen. Niet alleen verdwijnt de CO2 dan alsnog in de lucht, een te hoge CO2-concentratie (> 7 %) in de lucht is dodelijk. Deskundigen achten het risico op zo'n ongeluk zeer klein. Iets reer is het gevaar waar Greenpeace op wijst: als CO2 in minieme hoeveelheden ontsnapt uit gasvelden op zee, kan de zeebodem verzuren.

Straks zijn alle velden vol
De wereld bevat genoeg steenkool voor driehonderd jaar. Maar het aantal gasvelden om CO2 in op te slaan, is beperkt. Er is ruimte voor vijftig jaar. Daarmee is opslaan van broeikas hoogstens een tijdelijke oplossing van het klimaatprobleem.

IJsland heeft nu een centrale die CO2 direct uit de lucht haalt om die vervolgens op te slaan in basalt. Dit bij een van de grootste geothermische krachtcentrales ter wereld, genaamd Hellisheidi, in het zuidwesten van IJsland. De CO2 die deze module uit de lucht haalt, wordt verwerkt in water dat vervolgens 700 meter onder de grond wordt opgeslagen. Door het basalt in de IJslandse grond wordt de CO2 omgevormd tot solide mineralen. De CO2 wordt daarmee permanent opgeslagen.

Een proeflocatie in Japan voor de afvang en opslag van CO2 laat betere resultaten zien dan andere projecten. Volgens de ontwikkelaar van het project zijn de kosten lager en efficiency van afvang hoger. Dat energiekosten liggen tot twee derde lager dan bij andere CCS-projecten. Ook is de efficiency om CO2 af te vangen verhoogd.

Zie ook hier

CO2 absorberen en geven aan planten in kassen

Je kan CO2 absorberen aan materialen. Op basis daarvan wordt onderzocht hoe het systeem in de kas kan worden geïntegreerd. Men denkt dat het moetn kunnen voor € 40 per ton.

Wereldwijde oplossingen om CO2 te besparen:

Herstel landbouwgronden

Op deze wereld is er aan landbouwgrond omgerekend zo’n een miljard aan voetbalvelden verloren gegaan. Volgens het wetenschappelijke team van Hawken kunnen daarvan 424 miljoen voetbalvelden hersteld worden. Dat biedt niet alleen kansen voor boeren, ecosystemen en biodiversiteit. Geschat wordt dat deze herstelde landbouwgrond vele gigatonnen aan CO2 opnemen, want dat doet een gezonde toplaag.

+ Kosten: 72,2 miljard dollar
+ Opbrengsten: 1,35 biljoen dollar
+ CO2-reductie: 14,08 gigaton

Planten van bomen met nuttige vruchten

Dat er miljoenen bomen op onze planeet geplant moeten worden om te functioneren als CO2-vreters, dat is bekend. Maar dat het ook nutsbomen kunnen zijn, zoals fruit- en notenbomen, daar hoor je nooit over. Ook niet over plantprogramma’s van de in Afrika bekende ‘olifantsboom’ (Sclerocarya birrea), waar ook giraffes en neushoorns graag van snoepen.
Het voordeel van bomen boven planten is dat ze meer CO2 uit de atmosfeer halen dan ze uitstoten.
Sommige fruitbomen functioneren zelfs als basisvoedsel voor mensen, zoals de banaan, de avocado, en de kokosnoot. Het zou daarom voor het klimaat goed zijn om eenjarige planten op grote schaal om te wisselen voor nutsbomen. Doe dat met een oppervlakte van 153 miljoen voetbalvelden en de wereld staat er ineens een stuk beter voor.
+ Kosten: 120,1 miljard dollar
+ Opbrengsten: 627 miljard dollar
+ CO2-reductie: 20,19 gigaton

Tegengaan voedselverspilling

Het is niet mogelijk uit te rekenen wat het voorkomen van voedselverspilling kost of wat de opbrengsten ervan zullen zijn. Maar het zullen forse bedragen zijn, want een-derde van wat er aan voeding van het land komt, bereikt nooit de maag. Dat resulteert in een onnodige uitstoot van 4,4 gigaton CO2 per jaar, 8 procent van alle broeikasgassen wereldwijd. Het is dan ook niet voor niets dat ook in de SDG’s van de VN een halvering van de verspilling in de retail en bij consumenten als doel is opgenomen. Voedselverspilling is dus geen aaibare activiteit die warme gevoelens oproept, zoals de initiatiefnemers van Instock en Kromkommer in Nederland dat doen. Het staat bij Hawken op nummer 4 van de prioriteitenlijst.
+ Kosten: niet uit te rekenen
+ Opbrengsten: niet uit te rekenen
+ CO2-reductie: 70,53 gigaton

Combineren veeteelt en bosbouw

Voor het combineren van veeteelt en bosbouw bestaat zelfs een woord: silvopasture. En het ziet er prachtig uit, die grazende stiertjes in de schaduw van de bomen. De combinatie druist in tegen alle huidige denken, dat resulteert in het compleet neerhalen van tropische regenwouden in ruil voor kale landbouwvlaktes. Nog wat ouder is de praktijk van silvopasture op het Iberische schiereiland, waar het vee niet zo onder de ongenadig schijnende zon staat. Tot op de dag van vandaag hebben we hier het vlees van de zwarte Spaanse varkens aan te danken, een delicatesse.
+ Kosten: 41,6 miljard dollar
+ Opbrengsten: 699,4 miljard dollar
+ CO2-reductie: 131,19 gigaton

Bamboe aanplanten

Geen plant die zo snel groeit en zoveel CO2 uit de atmosfeer opzuigt als bamboe. Er zijn soorten van dit hoge gras die 75 tot 300 ton CO2 (per acre, ofwel voetbalveld) kunnen opnemen en opslaan. Zelfs eendenkroos en algen blijven hierbij achter. Wie in de lente een uur heel geconcentreerd naast een bamboestengel gaat zitten, kan de plant zien groeien:
I can see the grass grow. Van de jaarlijkse oogst kan van alles en nog wat gemaakt worden: vloeren, papier, meubels, houtskool, dierenvoeding. En kleding, niet te vergeten. Bamboe groeit bovendien ook op gedegradeerde bodems.
+ Kosten: 23,8 miljard dollar
+ Opbrengsten: 264,8 miljard dollar
+ CO2-reductie: 7,22 gigaton

Meisjes scholen

Ook opmerkelijk. Het goed onderwijs geven aan meisjes voorkomt een enorme CO2-uitstoot. Dat heeft met bevolkingsgroei te maken. Geschoolde meisjes krijgen minder kinderen en weten ze ook nog gezonder te houden. De overbevolking op deze planeet is zorgwekkend en een belangrijke veroorzaker van CO2-uitstoot. Uit onderzoek blijkt dat het verschil tussen een 12 jaar lang geschoold en een ongeschoold meisje zowat vier of vijf kinderen is. Zouden alle landen ter wereld goed onderwijs bieden, dan komen er in 2050 zo’n 843 miljoen mensen minder die moeten eten, wonen en leven.
+ Kosten: 39 miljard dollar per jaar
+ Opbrengsten: niet te calculeren
+ CO2-reductie: 59,6 gigaton

1 Bouw van windmolenparken op land 139.31 gigaton
2 Behoud van tropische wouden 105.60 gigaton
3 Vloeistof airco’s vervangen 96.49 gigaton
4 Voorkomen voedselverspilling 92.89 gigaton
5 Verminderde vleesconsumptie 87.86 gigaton
6 Combinatie bosbouw en veeteelt 63.81 gigaton
7 Aanleg zonneparken 60.48 gigaton
8 Scholing meisjes 59.60 gigaton
9 Familieplanning 59.60 gigaton
10 Aanplant tropische nutsbomen 46.70 gigaton

“Global warming is the transformation that transforms everything” (Karen O’Brien)