Perspectieven: Hergebruik van koolstofdioxide als biobrandstof

Het recyclen van de CO2 die in enorme hoeveelheden in de atmosfeer wordt uitgestoten, is ongelooflijk moeilijk, maar veel wetenschappers zijn van mening dat het niet alleen de moeite waard is, maar ook noodzakelijk. De dreiging van klimaatverandering voor de planeet is zo groot dat ze zeggen dat het onmogelijk is om het probleem aan te pakken zonder deze technologieën.

Het idee om de door kolengestookte energiecentrales en andere bronnen geproduceerde kooldioxide af te vangen en ondergronds op te slaan, heeft al aanhang gekregen; er zijn al verschillende proefprojecten in uitvoering of gaande.

Het voorstel om koolstofdioxide te hergebruiken heeft tot nu toe minder succes gehad: hoewel de wetenschap al lang weet dat brandstof geproduceerd kan worden door koolstof met waterstof te mengen, schrikken velen terug voor de hoge energie-intensiteit van dit proces. "Er is geen gratis lunch", zegt Hans Ziock van het Los Alamos National Laboratory (VS). "Daar komt nog bij dat de productie nooit 100% efficiënt is, waardoor je uiteindelijk meer energie verbruikt dan je eruit haalt." Vanwege deze energievloek, zegt hij, is het logischer om brandstof uit aardolie te gebruiken. "Als de natuur het ons gratis heeft gegeven, waarom zouden we het dan niet gebruiken?", concludeert de expert.

Maar de oliereserves raken uitgeput. Ze moeten in diep water boren, teerzanden uitpersen en hun blik op het Noordpoolgebied richten. Is het tijd voor een alternatief? Nou, voor de VS zou koolstofdioxideverwerking een goede manier zijn om van de oliecrisis af te komen, maar het is zinloos om het klimaat te redden, benadrukt Ziok, totdat het proces energiezuiniger is.

Gelukkig zijn er ook op dit gebied pioniers. Volgens hen is de technologie niet perfect, maar ze bestaat al. Het is mogelijk om niet eens de uitstoot van energiecentrales of auto's te verzamelen, maar om koolstofdioxide rechtstreeks uit de lucht te halen. "Ze zeggen: 'Pers het samen en begraaf het!' En wij zeggen: 'Nee, geef het ons, en wij maken er benzine van!'" - dit zijn de woorden van Byron Elton, CEO van Carbon Sciences uit Santa Barbara. "Stel je een toekomst voor waarin water en koolstofdioxide brandstofbronnen zijn!" roept Peter Eisenberger uit, oprichter van het Earth Institute aan Columbia University (VS) en een van de oprichters van Global Thermostat.

Eén manier om het probleem op te lossen is door gebruik te maken van zonne-energie. Ellen Stechel en haar collega's van het Sandia National Laboratory (VS) ontwikkelen een zeer efficiënte chemische warmtemotor die werkt op de geconcentreerde energie van de zon. Alle energie (inclusief die in koolwaterstoffen) komt immers van de zon, dus waarom zouden we de natuur niet steeds opnieuw proberen na te bootsen?

Onderzoekers hebben een prototype van een zonnereactor ontwikkeld. Het is een enorme reeks spiegels die zonlicht bundelt tot een krachtige straal gericht op ringen van een metaaloxide. De ringen draaien en worden verhit tot 1400˚C, waarna ze afkoelen tot 1100˚C. Koolstofdioxide of water wordt erin gevoerd. Bij hoge temperaturen geven de ringen zuurstof af, en bij relatief lage temperaturen nemen ze het juist op. Het resultaat is koolmonoxide of waterstof – componenten van koolwaterstofbrandstof.

Het prototype beslaat ongeveer 20 m² en bedient een reactor ter grootte van een biervat. Om het equivalent van een miljoen vaten olie per dag in de vorm van zonlicht te verzamelen, zijn 121,4 duizend hectare spiegels nodig (groter dan de oppervlakte van Moskou). Tussen haakjes staat dat de wereld ongeveer 86 miljoen vaten vloeibare brandstoffen per dag verbruikt, inclusief biobrandstoffen.

Het bovengenoemde Carbon Sciences mengt koolstofdioxide met aardgas (of methaan als hoofdbestanddeel) in aanwezigheid van een metaalkatalysator. Deze laatste zou bestaan uit onedele metalen - nikkel en kobalt, aangevuld met aluminium en magnesium. De omzetting van het resulterende synthetische gas in transportbrandstof is al een gevestigde technologie. Het verschil met de aanpak van Carbon Sciences is dat het droog gebeurt. Het bedrijf werkt al aan de eerste batch dieselbrandstof.

Het is belangrijk om te weten dat een deel van de koolwaterstoffen in dit proces afkomstig is van aardgas. Anderen, zoals het Britse bedrijf Air Fuel Synthesis, proberen hetzelfde te doen zonder methaan en met behulp van windenergie. Het doel is een liter vliegtuigbrandstof per dag (als technologische demonstratie).

Onderzoekers merken op dat een van de belangrijkste voordelen van dergelijke energie is dat we hiermee de volledige huidige infrastructuur kunnen behouden, omdat het dezelfde brandstof zal zijn die we nu gebruiken. Laten we niet vergeten dat juist de noodzaak om te investeren in de herbouw van de infrastructuur de ontwikkeling van zonne- en windenergie sterk vertraagt.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]