Bijna elk groot plan om de schade door klimaatverandering te beperken, is gedeeltelijk gebaseerd op het combineren van bio-energie met het opvangen en opslaan van koolstof, een technologie in vroege ontwikkeling die bekend staat als "BECCS." Grondstofplanten zouden groeien door koolstofdioxide uit de lucht op te nemen, en de kooldioxide die wordt gegenereerd door de verbranding van biomassa om elektriciteit te produceren, zou worden opgevangen en permanent ondergronds worden opgeslagen. Het produceren van elektriciteit die daadwerkelijk CO2 vermindert, heeft een duidelijke aantrekkingskracht.

Echter, schattingen van het potentieel voor BECCS in een bepaald land zijn grotendeels gebaseerd op de beschikbare biomassa, of het nu gaat om landbouwafval, bosbeheer of de capaciteit om planten te kweken die bestemd zijn voor energieproductie. Eerdere BECCS-schattingen hebben bijna altijd over het hoofd gezien of de biomassateeltgebieden zich in de buurt van goede ondergrondse locaties voor de opslag van CO2 bevinden. Dat is een probleem, omdat het transport van biomassa of CO2 duur kan zijn of onderhevig kan zijn aan regelgevende complicaties.

Een nieuwe studie onderzoekt voor het eerst in detail biomassateeltlocaties, CO2-opslagplaatsen, co-locatie en transport om het BECCS-potentieel in de Verenigde Staten in te schatten. Op korte termijn, de technologie zou, indien snel ingezet, mogelijk 100-110 miljoen ton CO2 per jaar kunnen verwijderen, de studie vindt. Dat is momenteel ongeveer 1,5% van de totale Amerikaanse uitstoot.

Vragen over de haalbaarheid van transport maken het belangrijk om de mogelijkheden voor co-locatie van biomassa en geschikte opslag te begrijpen. Momenteel, ongeveer een derde van de goede biomassagebieden in de VS bevindt zich in de buurt van goede opslaglocaties, de studie vindt. Tegen het midden van de eeuw, een drievoudige opschaling van de biomassavoorziening in bassins met goede CO2-opslaglocaties zou kunnen leiden tot een potentieel in de VS van 360-630 miljoen ton, volgens de studie, vandaag gepubliceerd door de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"BECCS kan zeker helpen een bron van negatieve emissies te vormen, maar er zullen ook andere benaderingen nodig zijn om de negatieve emissies te bereiken die volgens modellen nodig zullen zijn om de opwarming tot 2o C te beperken, " zei co-auteur, Sally Benson, een professor in engineering van energiebronnen aan de Stanford University.

VS als bellwether

"Naast het beoordelen van het BECCS-potentieel, we identificeren ook de meest veelbelovende, goedkope locaties om BECCS in te zetten, " zei de hoofdauteur van de studie, Ejeong Baik. "De Amerikaanse gebieden die het meest effectief zouden zijn voor inzet op korte termijn, zijn in Illinois, westelijk Noord-Dakota, en sommige Golfstaten, als de Golfstaten een aanzienlijke hoeveelheid energiegewassen zouden gaan verbouwen."

Hoewel de studie een manier laat zien voor elk land om zijn BECCS-potentieel in te schatten, de Verenigde Staten is een goede plaats om te focussen op realistische verwachtingen. Het heeft een relatieve overvloed aan vooruitzichten voor zowel biomassateelt als CO2-opslag.

Om een ​​koolstofvastleggingslocatie geschikt te maken voor het BECCS-project of de projecten die erin zullen worden opgenomen, de opslaglocatie moet de juiste opslagcapaciteit en het vermogen hebben om de verwachte injectiesnelheid aan te kunnen. Sneller CO2 injecteren dan de formatie aankan, kan het deksteen van de locatie beschadigen of breuken activeren. Over het algemeen, grote opslagcapaciteit en hoge injectiesnelheden maken opslaglocaties minder duur in het gebruik.

"In de VS, slechts 30% van de biomassa bevindt zich samen met geschikte opslaglocaties, beperking van het inzetpotentieel op korte termijn, " zei Baik, een doctoraat kandidaat in energiebronnen engineering.

Geen perfecte foto

Scenario's om te voldoen aan het potentieel van 100 miljoen ton CO2 per jaar variëren van het tot stand brengen van meer dan 1 000 gelokaliseerde BECCS-projecten met een co-located elektriciteitscentrale en injectieplaats, om BECCS-projecten samen te voegen door biomassa en CO2 over lange afstanden naar gecentraliseerde faciliteiten te transporteren. Beide uiteinden van het spectrum bieden uitdagingen.

Aan het gelokaliseerde einde van het spectrum, transportkosten worden geminimaliseerd, maar bijna alle BECCS-projecten zijn klein. Gemiddeld, een enkel project zou 60 verwijderen, 000 ton CO2 per jaar, vergeleken met een mediaan van 1,8 miljoen ton bij bestaande projecten voor het afvangen en opslaan van koolstof, (bijvoorbeeld, in gasverwerkings- en kolencentrales). Ook, de lokale BECCS-projecten zouden gemiddeld 12 megawatt elektriciteit opwekken, vergeleken met een mediaan van 23 MW bij momenteel in bedrijf zijnde Amerikaanse biomassacentrales, die geen koolstofafvang en -opslag hebben. De kleine BECCS-projecten zouden de schaalvoordelen missen die nodig zijn om de kosten te beheersen.

Afwezig co-locatie, BECCS-ontwikkelaars zouden over het algemeen ofwel een elektriciteitscentrale bouwen in de buurt van de biomassa en de CO2 via pijpleidingen naar de opslaglocatie transporteren, ofwel een elektriciteitscentrale bouwen bij de opslaglocatie en de biomassa transporteren. Het transporteren van biomassa is duur vanwege de lage energiedichtheid in vergelijking met fossiele brandstoffen. Voor enkele van de meest voorkomende biomassakandidaten - maïsafval en miscanthus - kan transport onbetaalbaar zijn voor afstanden van slechts 12 mijl, zegt de studie.

Als ontwikkelaars energiecentrales zouden bouwen - of andere processen om waarde uit de centrale te halen - in de buurt van biomassabronnen zonder co-locaties voor opslag, pijpleidingen zouden nodig zijn om CO2 naar opslaglocaties te transporteren. De Verenigde Staten hebben ongeveer 5, 000 mijl aan CO2-pijpleidingen gebouwd voor CO2-versterkte oliewinning. Ze hebben een beperkte overcapaciteit om CO2 naar de beste locaties te vervoeren, puur voor opslag, zoals grote zoute watervoerende lagen en uitgeputte olie- en gasreservoirs. Het aanleggen van veel nieuwe pijpleidingen zou duur zijn en het verlenen van vergunningen is tijdrovend, stuiten op stormachtige "niet in mijn achtertuin" weerstand.