Kooldioxide is een krachtig broeikasgas. Maar we kunnen de stof ook nuttig gebruiken. Nuttig gebruik van CO2 kan zelfs bijdragen aan vermindering van de uitstoot.
Voor nuttige toepassingen is kooldioxide verrassend veelzijdig. Natuurlijk gebruiken we het voor prik in frisdrank, als brandblusmiddel, voor reductie van de pH, als chemische grondstof, en als droogijs. En dit zijn nog maar een paar nuttige toepassingen.
Groene toepassingen
We halen veel informatie uit een artikel in Biofuels Digest. Interessant genoeg besteedt dit artikel vooral aandacht aan ‘groene’ toepassingen. Het wordt gebruikt voor het verrijken van de lucht in broeikassen, om plantengroei te stimuleren. Of om algengroei te stimuleren, wat kan worden beschouwd als vastleggen. En voor het zuiveren van graan. CO2 kan worden gebruikt voor het verhogen van de opbrengst van aardolie en voor het winnen van methaan uit steenkoollagen. Of voor de superkritische extractie van bepaalde stoffen. En CO2 wordt steeds vaker gebruikt bij de productie van plastics, polymeren en tussenproducten.
Een van deze toepassingen is ‘enhanced oil bed methane recovery’ (EOR). Een bestaande techniek, waarvan de toepassing echter afhankelijk is van de olieprijs. Waarschijnlijk rendabel bij een olieprijs van tenminste $ 60 per vat. Kooldioxide vervangt methaan in de poriën; het werkt ook als zwak koolzuur, waarbij sommige carbonaten worden opgelost en de viscositeit van olie wordt verminderd.
Superkritisch CO2
CO2 kan ook worden gebruikt als oplosmiddel bij het stomen van kleren. Hier vervangt het perc (perchlooretheen), beter voor de gezondheid omdat CO2 onschadelijk is. Ook wordt superkritisch CO2 gebruikt voor het winnen van oliën uit plantaardige grondstoffen. En we kunnen de lucht in broeikassen verrijken met CO2 – dat stimuleert de plantengroei. We kunnen de hoeveelheid CO2 in de lucht bijna verdubbelen, met versterkte groei tot gevolg. Ook algen kunnen we op deze manier extra hard laten groeien.
CO2 wordt ook gebruikt voor het ontsmetten van graan. Hier komt het in de plaats van tetra (koolstoftetrachloride), een tamelijk giftig goedje. De hoeveelheid CO2 in de lucht wordt verhoogd tot zo’n 60%. Blootstelling loopt uiteen van een dag tot zestig dagen, afhankelijk van de temperatuur van het graan. Bij deze toepassing blijft er niets achter.
Vermindering van uitstoot
CO2 wordt ook veel gebruikt bij verlaging van de pH. Bijvoorbeeld bij het neutraliseren van basische oplossingen. Carbonaten die hierbij ontstaan, zijn onschuldige stoffen en kunnen vaak in oplossing worden gehouden. En CO2 wordt veel gebruikt voor het doorblazen van leidingen – wat oplosmiddel scheelt.
En dan zijn er nog de vele technologieën waarbij CO2 wordt opgenomen in een proces. Zoals fotosynthese (zie boven). Of het maken van brandstoffen. Bij zulke technologieën wordt CO2 verwerkt, waardoor de uitstoot vermindert. Zoals ook bij verbetering van de structuur van cement door CO2 toe te voegen aan de tras. De auteur van het stuk uit Biofuels Digest, Sam A. Rushing, is er zeker van dat er nog meer groene mogelijkheden voor CO2-opname naar voren zullen komen.
Meer mogelijkheden
Naast deze mogelijkheden genoemd in Biofuels Digest zijn er nog veel andere technieken om CO2 vast te leggen. We kunnen bijvoorbeeld landbouw bedrijven op een manier waarbij biomassa in de grond terecht komt. Wikipedia noemt de volgende mogelijkheden. We kunnen een extra gewas laten groeien in plaats van het land tussen oogsten braak laten liggen. Gewassen als simpel gras. We kunnen vee op kleine stukken land laten grazen en deze afwisselen. Ze grazen dan licht maar gelijkmatig. Wortels zullen dan dieper doordringen in de grond. En we kunnen vervallen, marginaal en verlaten land herstellen. Dan zal er minder kooldioxide worden uitgestoten.
Boeren hebben ook mulching gebruikt als methode om vervallen land te herstellen. Bij mulching bedekken we de grond rond planten met een ‘mulch’ van houtsnippers of stro. Of we kunnen plantenresten laten liggen om te verteren. Of compost gebruiken, voor dit doel. Compost legt koolstof vast in een stabiele (niet gemakkelijk toegankelijke) vorm. Hierdoor kan het vermogen van de grond om koolstof op te slaan stijgen met 25-70%.
Biochar
En er is ook de wonderbaarlijke stof biochar. Biochar is een koolstofrijk product dat lijkt op houtskool. Het ontstaat bij verhitting van biomassa bij afwezigheid van zuurstof. Biomassa als mest, gewasresten of hout. Biochar legt ongeveer 50% van koolstof in de biomassa vast. Later oxideert het, heel langzaam, waardoor het als koolstofopslag werkt.
En we kunnen ook nog koolstof opslaan in de bodem door bebossing. De hoeveelheid koolstof die we zo vastleggen zal afhangen van leeftijd en type van het bos, de mate van biodiversiteit en het beheersysteem. Bossen met meer soorten zullen in het algemeen meer koolstof opslaan, waarmee biodiversiteit een hulpmiddel wordt bij koolstoflandbouw.
Koolmonoxide
Een innovatieve methode van verwerking is ontwikkeld door het Belgische bedrijf D-CBRN. Zij zetten CO2 om in CO, een belangrijke grondstof voor de chemische industrie. Ze hebben voor opschaling van dit proces kort geleden een Europese subsidie gekregen van € 2,5 miljoen. Daarmee gaan ze een mobiele demonstratie-unit voor hun plasmatechnologie ontwikkelen, met een capaciteit om 10.000 ton CO2 per jaar te converteren naar CO.
Plasma is een hoog reactieve aggregatietoestand, die bijvoorbeeld ontstaat bij het optreden van bliksem. Door kooldioxide in deze toestand te brengen, kan dit worden gesplitst in CO en zuurstof. Sinds een half jaar heeft het bedrijf een pilotinstallatie met een capaciteit van 1000 ton CO2 per jaar in bedrijf in Blueapp, een open innovatie hub van de Universiteit Antwerpen.
Opschalen
Met de nu verkregen subsidie willen ze de technologie verder opschalen van demonstratie naar commerciële toepassing. Want vooralsnog is de technologie alleen op kleine schaal onderzocht. Een belangrijk voordeel is dat CO2 niet zuiver hoeft te zijn – gas met een zuiverheid van 98,5%, zoals nu behaald bij de industriële CO2-afvang is voldoende. Het bedrijf wil eind 2025, begin 2026 met een commercieel product op de markt komen.
De mensheid pompt inderdaad teveel koolstof in de atmosfeer. Maar er zijn vele manieren waarop we deze uitstoot kunnen matigen, waarvan sommige nog niet onderzocht. Door kooldioxide nuttig toe te passen, of verder te verwerken. Zo kunnen we hopelijk alsnog de koolstofboekhouding van de Aarde kloppend maken.
Interessant? Lees dan ook:
Waardoor hebben vele jaren van klimaatbeleid geen invloed gehad op de wereldwijde uitstoot?
Afvang en hergebruik van kooldioxide (CCU)
Naar netto nul uitstoot van kooldioxide