In de komende decennia zal onze economie en samenleving zullen de uitstoot van broeikasgassen drastisch moeten verminderen, zoals gevraagd in de Overeenkomst van Parijs. Maar zelfs een toekomstige koolstofarme economie zal enkele broeikasgassen uitstoten, zoals bij de productie van cement, staal, in de vee- en akkerbouw, en in de chemische en farmaceutische industrie. Om de klimaatdoelstellingen te halen, deze uitstoot moet worden gecompenseerd. Hiervoor zijn "negatieve emissies"-technologieën nodig, waarmee CO ₂ wordt uit de atmosfeer verwijderd en permanent opgeslagen in ondergrondse depots.

Onderzoekers van ETH Zürich hebben nu het potentieel van een van deze technologieën voor Europa berekend:de combinatie van energiewinning uit biomassa met het afvangen en opslaan van CO ₂ , of bio-energie met koolstofafvang en -opslag (BECCS) zoals het bekend staat. Uit de berekeningen bleek dat als BECCS volledig zou worden benut, het zou de CO2-uitstoot in Europa met 200 miljoen ton per jaar verminderen. Dit vertegenwoordigt 5% van de Europese uitstoot in 2018 en een aanzienlijk deel van de 7,5 miljard ton CO ₂ dat Europa tegen 2050 cumulatief moet besparen om zijn klimaatdoelstellingen te halen. Zoals de auteurs van de studie ook aangeven, echter, het volledig benutten van het berekende potentieel van BECCS zal in de praktijk een uitdaging zijn.

Technologie klaar voor actie

BECCS omvat het afvangen van CO ₂ op de puntbronnen waar het wordt geproduceerd uit biologisch materiaal. In Europa, bedrijven in de pulp- en papierindustrie bieden het grootste potentieel. Andere sectoren met potentieel zijn afvalverbrandingsinstallaties (waar ongeveer de helft van het afval afkomstig is van biomassa), warmtekrachtkoppelingscentrales die op hout draaien, en biogasinstallaties die composteerbaar stedelijk afval gebruiken of plantaardige en dierlijke bijproducten van de voedselproductie die niet geschikt zijn om te eten. Andere bronnen zijn afvalwaterzuiveringsinstallaties en dierlijke mest.

"De technologie voor het opvangen van koolstofdioxide bij dergelijke puntbronnen is klaar voor gebruik, " legt Marco Mazzotti uit, Professor aan het Institute of Energy and Process Engineering en hoofd van de studie. De koolstof zou dan via een nog aan te leggen netwerk naar opslaglocaties moeten worden getransporteerd - in pijpleidingen, bijvoorbeeld. “Dit is een grote uitdaging, " zegt Lorenzo Rosa, wetenschapper in de groep van Mazzotti en hoofdauteur van de studie. Ten slotte, CO ₂ wordt ongelijkmatig geproduceerd in heel Europa. Slechts op enkele plaatsen zijn nu geschikte opslagplaatsen aanwezig, ver van de CO ₂ punt bronnen, zoals onder de zeebodem van de Noordzee. Echter, deze uitdaging is oplosbaar als zo'n transportnetwerk zo snel mogelijk wordt opgebouwd, zegt Rosa.

Papierindustrie

Zoals de berekeningen van de ETH-onderzoekers onthulden, het potentieel van BECCS verschilt sterk van land tot land. Aan het ene uiterste is Zweden, die een sterke pulp- en papierindustrie heeft. Door BECCS te gebruiken, Zweden zou bijna drie keer zoveel koolstofdioxide uit biomassa (en dus atmosferische oorsprong) kunnen opvangen als het tegenwoordig uit fossiele brandstoffen uitstoot. "Als Zweden zijn volledige BECCS-potentieel zou benutten, het zou emissiecertificaten kunnen verhandelen en zo emissies in andere landen kunnen compenseren, " zegt Rosa. Finland en Estland kunnen hun CO . verminderen ₂ uitstoot gehalveerd, ook mogelijk dankzij een sterke pulp- en papierindustrie. In veel andere Europese landen, het potentieel is lager, met emissiereducties van ongeveer 5% of minder.

Voor hun berekeningen de ETH-wetenschappers hielden alleen rekening met biomassa die ontstaat als bijproduct van industrie of landbouw of als afval. Ze hebben bewust geen rekening gehouden met gewassen die zijn geteeld voor het primaire doel van energieproductie, een praktijk die in andere regio's van de wereld meer voorkomt dan in Europa. Omdat dergelijke landbouw in directe concurrentie staat met voedselgewassen, het wordt niet als erg duurzaam beschouwd. "Aangezien de wereldwijde vraag naar voedsel naar verwachting zal verdubbelen in 2050, er is een dringende behoefte aan de ontwikkeling van BECCS-technologieën die niet afhankelijk zijn van speciaal gekweekte bio-energieplantages, " zegt Rosa.

Afval als grondstof

In Zwitserland, het BECCS-potentieel is ongeveer 6%. Afvalverbrandingsinstallaties zouden een groot deel van dit totaal kunnen uitmaken. "In veel andere regio's van Europa, daarentegen, dit potentieel ligt inactief, aangezien afval ongebruikt op stortplaatsen wordt gedumpt, " zegt ETH-professor Mazzotti.

Afvalverbrandingsinstallaties vervullen vandaag al drie belangrijke functies:ze voeren afval af; ze recyclen grondstoffen zoveel mogelijk; en ze wekken stadsverwarming en elektriciteit op. "Nutsvoorzieningen, een vierde functie wordt toegevoegd:als significante negatieve emissiefaciliteiten, afvalverbrandingsinstallaties kunnen helpen de ecologische voetafdruk van onze samenleving te verkleinen, " zegt Mazzotti. Op dit moment, dit potentieel blijft onbenut. Voor het grootste gedeelte, er wordt nog geen koolstofdioxide vastgelegd in papier, verbrandings- of biogasinstallaties. Naar de mening van de ETH-onderzoekers, daar moeten we zo snel mogelijk mee beginnen.