Terwijl de aarde verder opwarmt, net als de oproepen om de uitstoot van kooldioxide drastisch te verminderen om catastrofale klimaatverandering te voorkomen. Maar veel experts zeggen dat zelfs als alle emissies morgen zouden stoppen, de planeet zou blijven opwarmen en de zeeën zouden blijven stijgen.

Een belangrijk probleem is dat de atmosfeer nog steeds verstopt zou zijn met 200 jaar door de mens geproduceerde koolstofdioxide. "De vraag is, wat doen we met al deze overtollige CO2 in de atmosfeer?" zei Noah Deich, uitvoerend directeur en mede-oprichter van het non-profitcentrum voor koolstofverwijdering.

Een nieuwe toepassing van oude technologie kan het antwoord zijn. "Directe luchtafvang" die het gas uit de omgevingslucht verwijdert, is mogelijk sinds de jaren 1940, maar - tegen een kostprijs die in 2011 wordt geschat op maar liefst $ 1, 000 per ton CO2 - het is lang gezien als te duur om praktisch te zijn.

David Kees, de Gordon McKay hoogleraar toegepaste natuurkunde aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en hoogleraar openbaar beleid aan de Harvard Kennedy School, denkt dat het voor veel minder kan. Hij en zijn collega's schatten dat hun bedrijf, Koolstoftechniek, zou CO2 kunnen opvangen voor tussen $ 94 en $ 232 per ton. In het journaal Joule , het team schetste de materiaal- en engineeringkosten van hun systeem - de eerste keer dat de kosten van een commercieel direct-air-capture-proces zijn gepubliceerd.

Het papier zou grote gevolgen kunnen hebben voor de hele industrie.

"Tot nu, eigenlijk heeft niemand in de branche een openboeknummer gepubliceerd dat de geloofwaardigheid geeft dat directe luchtvangst minder dan de $ 500 tot $ 1 kost, 000 per metrische ton die is geschat, ' zei Deich.

CO2-moleculen vormen slechts 0,04 procent van de lucht - dat is één op de twee, 500 moleculen. Niettemin, "We hebben enorme hoeveelheden CO2-verwijdering nodig en om dat te bereiken, we hebben nauwkeurige economische analyse en harde technische gegevens nodig, " zei Julio Friedmann, CEO van Carbon Wrangler LLC en senior adviseur bij The Global Carbon Capture and Storage Institute. "Dit document biedt die transparantie."

Keith was mede-oprichter van Carbon Engineering in 2009, toen directe luchtopvang nog aan de rand van industriële klimaatoplossingen stond. Het doel van Carbon Engineering is om directe luchtafvang te gebruiken om koolstofneutrale brandstoffen te produceren en koolstofvrije energie om te zetten in energierijke brandstoffen voor voertuigen zoals vliegtuigen en binnenschepen, die moeilijk te elektrificeren zijn.

De aanpak van het Carbon Engineering-team verschilt van hun weinige concurrenten in het veld.

"We ontwikkelen geen fundamenteel nieuw product of eenheidsoperatie, "zei Keith. "Dat is de ontwerpkeuze die we hebben gemaakt. We maken iets dat nog nooit eerder is gedaan - commerciële grootschalige luchtvangst - maar we doen het op basis van technologie die al bestaat."

In het Carbon Engineering-systeem, een vernieuwde industriële koeltoren met daarin een vloeibare hydroxide-oplossing vangt CO₂ op en zet het om in carbonaat. Het carbonaat wordt vervolgens omgezet in pellets in apparatuur die oorspronkelijk is gemaakt om mineralen te extraheren in waterzuiveringsinstallaties. Eindelijk, de koolstofpellets worden verwarmd in een oven die oorspronkelijk is ontworpen voor het roosteren van goud, en omgezet in zuiver kooldioxidegas, die kan worden omgezet in synthetische brandstof.

Keith's team werkte rechtstreeks samen met commerciële leveranciers van elk stuk hergebruikte apparatuur om tests te ontwerpen, ingenieur wijzigingen, en het ontwikkelen van kostenramingen om de hardware aan te passen voor een commerciële installatie voor directe luchtafvang.

"In een post-Parijs akkoorden wereld, iedereen heeft het over koolstofverwijdering gehad, maar de meeste analyses zijn secundaire literatuur of beleidsperspectieven, "zei Keith. "Dit is het eerste document dat een schatting maakt van de kosten van directe luchtvangst op basis van een gedetailleerd technisch ontwerp en een kostenanalyse. Terwijl onzekerheden, natuurlijk, blijven, het feit dat het kan worden gebouwd met behulp van gevestigde processen en leveranciers geeft ons het vertrouwen om fabrieken op industriële schaal te ontwikkelen."

Met dat kostenoverzicht, directe luchtafvang, met name directe luchtafvang die kan worden gebruikt om synthetische brandstof te maken, lijkt misschien minder exotisch en aantrekkelijker voor investeerders en beleidsmakers.

In aanvulling, de technologie is locatie-onafhankelijk, die zou moeten bijdragen aan zijn allure, zei Joe Lassiter, gepensioneerd Senior Fellow en Senator John Heinz Professor of Management Practice in Environmental Management aan de Harvard Business School.

"Een commerciële koolstofafvanginstallatie zou overal ter wereld kunnen staan ​​waar hernieuwbare of nucleaire installaties goedkoop zijn, "zei Lassiter. "Dit is een voorbeeld van hoe techniek en menselijke slimheid economisch haalbare en duurzame oplossingen kunnen vinden voor de problemen waarmee de samenleving wordt geconfronteerd."

Daten, Keith en het Carbon Engineering-team hebben ongeveer $ 30 miljoen opgehaald. De volgende stap is om fondsen te werven voor een fabriek die brandstoffen op de markt kan brengen, die afhankelijk is van het vinden van een leverancier van hernieuwbare energie die stroom met een hoge capaciteit wil leveren tegen een lage prijs en van stimulansen voor koolstofarme brandstoffen.

"I hope this paper will launch 1, 000 master's students to figure out how to create an even better future using this technology, " said Friedmann.

This story is published courtesy of the Harvard Gazette, Harvard University's official newspaper. For additional university news, visit Harvard.edu.