Een voorgestelde methode voor het verminderen van kooldioxide (CO ₂ ) niveaus in de atmosfeer - en het verminderen van het risico op klimaatverandering - is om koolstof uit de lucht te halen of te voorkomen dat het daar komt. Echter, onderzoek van Mark Z. Jacobson aan de Stanford University, gepubliceerd in Energie- en milieuwetenschappen , suggereert dat koolstofafvangtechnologieën meer kwaad dan goed kunnen doen.

"Er zijn allerlei scenario's ontwikkeld in de veronderstelling dat het afvangen van koolstof daadwerkelijk aanzienlijke hoeveelheden koolstof vermindert. uit dit onderzoek blijkt dat het slechts een klein deel van de CO2-uitstoot vermindert, en het verhoogt meestal de luchtvervuiling, " zei Jacobson, die hoogleraar civiele en milieutechniek is. "Zelfs als je 100 procent opname hebt van de opnameapparatuur, het is nog erger, vanuit het oogpunt van sociale kosten, dan het vervangen van een kolen- of gascentrale door een windmolenpark, omdat koolstofafvang nooit de luchtvervuiling vermindert en altijd kosten voor afvangapparatuur met zich meebrengt. Wind die fossiele brandstoffen vervangt, vermindert altijd de luchtvervuiling en heeft nooit kosten voor afvangapparatuur."

Jacobson, die ook senior fellow is bij het Stanford Woods Institute for the Environment, onderzocht openbare gegevens van een kolen-met-koolstofvangst-elektriciteitscentrale en een installatie die koolstof direct uit de lucht haalt. In beide gevallen, elektriciteit om de koolstofafvang te laten draaien kwam van aardgas. Hij berekende de netto CO ₂ vermindering en totale kosten van het koolstofafvangproces in elk geval, rekening houden met de elektriciteit die nodig is om de koolstofafvangapparatuur te laten werken, de verbrandings- en stroomopwaartse emissies als gevolg van die elektriciteit, en, in het geval van de kolencentrale, zijn stroomopwaartse emissies. (Upstream-emissies zijn emissies, inclusief door lekken en verbranding, van mijnbouw en het transporteren van een brandstof zoals steenkool of aardgas.)

Gemeenschappelijke schattingen van koolstofafvangtechnologieën - die alleen kijken naar de koolstof die wordt opgevangen door de energieproductie in een fabriek voor fossiele brandstoffen zelf en niet naar de stroomopwaartse emissies - zeggen dat koolstofafvang 85-90 procent van de koolstofemissies kan herstellen. Nadat Jacobson alle emissies van deze fabrieken had berekend die zouden kunnen bijdragen aan de opwarming van de aarde, hij rekende ze om naar de equivalente hoeveelheid kooldioxide om zijn gegevens te vergelijken met de standaardschatting. Hij ontdekte dat de apparatuur in beide gevallen het equivalent van slechts 10-11 procent van de uitstoot die ze produceerden, opving. gemiddeld over 20 jaar.

In dit onderzoek werd ook gekeken naar de maatschappelijke kosten van koolstofafvang, inclusief luchtvervuiling, mogelijke gezondheidsproblemen, economische kosten en algemene bijdragen aan klimaatverandering - en concludeerden dat die altijd vergelijkbaar zijn met of hoger zijn dan het runnen van een fabriek voor fossiele brandstoffen zonder koolstofafvang en hoger dan helemaal geen koolstof uit de lucht halen. Zelfs wanneer de afvangapparatuur wordt aangedreven door hernieuwbare elektriciteit, Jacobson concludeerde dat het altijd beter is om hernieuwbare elektriciteit te gebruiken in plaats van kolen of aardgas te vervangen of om niets te doen, vanuit een maatschappelijke kostenperspectief.

Gezien deze analyse, Jacobson voerde aan dat de beste oplossing is om in plaats daarvan te focussen op hernieuwbare opties, zoals wind of zon, fossiele brandstoffen vervangen.

Efficiëntie en stroomopwaartse emissies

Dit onderzoek is gebaseerd op gegevens van twee echte koolstofafvanginstallaties, die beide op aardgas rijden. De eerste is een kolencentrale met apparatuur voor het opvangen van koolstof. De tweede fabriek is niet gekoppeld aan een energieproducerende tegenhanger. In plaats daarvan, het haalt bestaande koolstofdioxide uit de lucht met behulp van een chemisch proces.

Jacobson onderzocht verschillende scenario's om de werkelijke en mogelijke efficiëntie van deze twee soorten installaties te bepalen, inclusief wat er zou gebeuren als de koolstofafvangtechnologieën zouden worden gebruikt met hernieuwbare elektriciteit in plaats van aardgas, en als dezelfde hoeveelheid hernieuwbare elektriciteit die nodig is om de apparatuur te laten werken, in plaats daarvan zou worden gebruikt om de elektriciteit van kolencentrales te vervangen.

Hoewel de standaardschatting voor de efficiëntie van koolstofafvangtechnologieën 85-90 procent is, geen van deze planten voldeed aan die verwachting. Zelfs zonder rekening te houden met de stroomopwaartse emissies, de uitrusting van de kolencentrale was slechts 55,4 procent efficiënt over 6 maanden, gemiddeld. Met de stroomopwaartse emissies inbegrepen, Jacobson ontdekte dat gemiddeld meer dan 20 jaar, de apparatuur dekte slechts 10-11 procent van de totale CO2-equivalentemissies op die zij en de kolencentrale droegen. De luchtafvanginstallatie was ook slechts 10-11 procent efficiënt, gemiddeld meer dan 20 jaar, zodra Jacobson rekening hield met zijn stroomopwaartse emissies en de niet-afgevangen en stroomopwaartse emissies die voortkwamen uit de exploitatie van de fabriek op aardgas.

Vanwege de hoge energiebehoefte van apparatuur voor het opvangen van koolstof, Jacobson concludeerde dat de maatschappelijke kosten van steenkool met koolstofafvang op aardgas ongeveer 24 procent hoger waren, meer dan 20 jaar, dan de steenkool zonder koolstofafvang. Als het aardgas in diezelfde centrale zou worden vervangen door windenergie, de maatschappelijke kosten zouden nog steeds hoger zijn dan die van niets doen. Pas toen wind zelf steenkool verving, namen de maatschappelijke kosten af.

Voor beide soorten planten suggereert dit dat, zelfs als apparatuur voor het opvangen van koolstof 100 procent van de koolstof kan opvangen die het moet compenseren, de kosten van de productie en het gebruik van de apparatuur plus de kosten van de luchtvervuiling die het blijft toestaan ​​of toeneemt, maken het minder efficiënt dan het gebruik van diezelfde bronnen om hernieuwbare energiecentrales te creëren die steenkool of gas rechtstreeks vervangen.

"Niet alleen werkt koolstofafvang nauwelijks bij bestaande fabrieken, maar het kan op geen enkele manier beter worden dan steenkool of gas direct te vervangen door wind of zonne-energie, "zei Jacobson. "Dat laatste zal altijd beter zijn, maakt niet uit wat, wat betreft de maatschappelijke kosten. Gezondheidskosten of klimaatkosten kun je niet zomaar negeren."

Deze studie hield geen rekening met wat er met kooldioxide gebeurt nadat het is afgevangen, maar Jacobson suggereert dat de meeste toepassingen tegenwoordig, die voor industrieel gebruik zijn, resulteren in extra lekkage van kooldioxide terug in de lucht.

Focus op hernieuwbare energie

Mensen stellen voor dat koolstofafvang in de toekomst nuttig kan zijn, zelfs nadat we zijn gestopt met het verbranden van fossiele brandstoffen, om het koolstofgehalte in de atmosfeer te verlagen. Zelfs als we aannemen dat deze technologieën op hernieuwbare energiebronnen draaien, Jacobson stelt dat het slimmer is om te investeren in opties die momenteel zijn losgekoppeld van de fossiele brandstofindustrie, zoals herbebossing - een natuurlijke versie van luchtopvang - en andere vormen van oplossingen voor klimaatverandering die gericht zijn op het elimineren van andere bronnen van emissies en vervuiling. Deze omvatten het verminderen van de verbranding van biomassa, en reducerend halogeen, lachgas- en methaanuitstoot.

"Er is veel afhankelijkheid van koolstofafvang in theoretische modellering, en door daarop te focussen als zelfs een mogelijkheid, die middelen afleidt van echte oplossingen, "zei Jacobson. "Het geeft mensen hoop dat je elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen in leven kunt houden. Het vertraagt ​​actie. In feite, CO2-afvang en directe luchtafvang zijn altijd alternatieve kosten."