Nu de wereld steeds dichter bij de grens van 1.5 °C komt die is vastgelegd in het Klimaatakkoord van Parijs uit 2015 , is de urgentie om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen groter dan ooit. Hoewel het terugdringen van de CO2-uitstoot cruciaal blijft, is het duidelijk dat dit alleen niet voldoende zal zijn om de ergste gevolgen van klimaatverandering af te wenden. Om dit gat te dichten, richten wetenschappers en innovators zich steeds vaker op technologieën voor koolstofdioxideverwijdering (CDR) – systemen die zijn ontworpen om koolstof uit de atmosfeer of de oceanen af ​​te vangen en op te slaan. Binnen deze inspanningen krijgt mariene koolstofdioxideverwijdering (MCDR) veel aandacht vanwege het potentieel om de klimaatcrisis op grote schaal aan te pakken.

In deze blog verkennen we het bloeiende vakgebied van de verwijdering van koolstofdioxide uit zeewater, de opkomende technologieën en de uitdagingen en kansen die het biedt. We kijken ook naar een van de toonaangevende spelers op dit gebied, Equatic, een bedrijf dat de grenzen van de mariene koolstofafvang verlegt met zijn ambitieuze projecten in Singapore en Quebec.

De noodzaak van koolstofverwijdering: verder dan emissiereductie

De wereldwijde CO₂-uitstoot blijft stijgen, ondanks een breed bewustzijn en beleidsafspraken om deze te verminderen. De overgang van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energiebronnen verloopt traag en broeikasgassen – met name koolstofdioxide (CO₂) – blijven zich ophopen in de atmosfeer, wat de opwarming van de aarde bevordert. Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) moet de wereld jaarlijks tientallen gigatonnen koolstof uit de atmosfeer verwijderen om te voorkomen dat de wereldwijde temperatuur met meer dan 1.5 °C boven het pre-industriële niveau stijgt . De huidige inspanningen om de uitstoot te verminderen zijn onvoldoende om dit doel te bereiken.

Afbeeldingbron: Ocean Visions

Deze realiteit heeft een golf van innovatie in koolstofverwijderingstechnologieën teweeggebracht, waaronder zowel land- als oceaanoplossingen. Hoewel landgebaseerde technologieën zoals directe luchtafvang (DAC) en koolstofopslag in de bodem of bossen al jaren in ontwikkeling zijn, is koolstofverwijdering in de zee een nieuwere, maar veelbelovende ontwikkeling. Oceanen absorberen van nature ongeveer 30% van de CO₂ die door menselijke activiteiten wordt uitgestoten , waardoor ze een essentieel onderdeel vormen van de koolstofcyclus van de aarde. Bedrijven zoals Equatic onderzoeken nu hoe ze de enorme koolstofabsorptiecapaciteit van de oceanen kunnen benutten om de inspanningen in de strijd tegen klimaatverandering op te schalen.

Lees ook: Koolstofverwijdering moet verviervoudigen om klimaatdoelen te bereiken: waarschuwen onderzoekers

De opkomst van Equatic: een pionier in mariene koolstofafvang

Equatic begon als een onderzoeksproject aan de Universiteit van Californië, Los Angeles (UCLA), gefinancierd door het Amerikaanse Ministerie van Energie . In slechts drie jaar tijd is het uitgegroeid tot een van de meest veelbelovende spelers in de maritieme koolstofafvangindustrie. Met pilotprojecten die al lopen in Los Angeles en Singapore, is Equatic nu van plan een enorme koolstofafvanginstallatie te bouwen in Quebec, die zal concurreren met enkele van de grootste koolstofverwijderingsinstallaties op land ter wereld.

De aanpak van het bedrijf voor het afvangen van koolstof uit zeewater is innovatief en relatief eenvoudig. Zeewater wordt in een tank gepompt, waar het elektrolyse ondergaat – een elektrisch proces dat watermoleculen splitst in zuurstof- en waterstofgas. Dit proces produceert ook een alkalische suspensie die reageert met atmosferische CO₂ en deze omzet in twee bijproducten: calciumcarbonaat (een wit poeder dat wordt gebruikt in landbouwkalk) en bicarbonaten , die terug in de oceaan worden gebracht. Deze afgevangen koolstof zal naar verwachting duizenden jaren stabiel blijven, wat betekent dat deze niet langer bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde.

Lees ook: Innovaties op het gebied van koolstofafvang: zijn we klaar om op te schalen?

Waarom de Quebec-faciliteit belangrijk is

De faciliteit van Equatic in Quebec zal uitgroeien tot een van 's werelds grootste installaties voor de afvang van koolstof uit zeewater, met een capaciteit van 110,000 ton koolstof per jaar – het equivalent van de uitstoot van 24,000 auto's per jaar. Hoewel dit slechts een klein deel is van de wereldwijde koolstofuitstoot die moet worden verwijderd om de klimaatdoelen te halen, is het een belangrijke stap voorwaarts voor de industrie. De faciliteit zal 300 elektrolyzers huisvesten, een aanzienlijke toename ten opzichte van de 10 die in de pilotinstallatie van Equatic in Singapore worden gebruikt , waar jaarlijks 4,000 ton CO₂ wordt afgevangen.

Quebec werd gekozen als locatie voor de nieuwe fabriek vanwege de toegang tot hernieuwbare elektriciteit en de krachtige inspanningen op het gebied van decarbonisatie. De fabriek zal naar verwachting in 2027 operationeel zijn en cruciale gegevens opleveren over de schaalbaarheid van technologie voor koolstofafvang uit zeewater. Indien succesvol, zou het als blauwdruk kunnen dienen voor toekomstige installaties wereldwijd.

De voordelen van mariene koolstofafvang

Volgens Edward Sanders , Chief Operating Officer van Equatic, heeft het proces voor koolstofverwijdering in de zee van het bedrijf verschillende voordelen ten opzichte van traditionele koolstofafvangtechnologieën. Een belangrijk voordeel is de relatief lage energie-intensiteit in vergelijking met systemen voor directe luchtafvang (DAC), die grote hoeveelheden energie nodig hebben om CO₂ uit de atmosfeer te filteren. Bovendien is het, omdat Equatic alle metingen en carbonisatie op land uitvoert, gemakkelijker om te volgen en te verifiëren hoeveel koolstof er wordt vastgelegd. Dit staat in contrast met andere methoden voor koolstofverwijdering in de zee, zoals zeewierkweek, waarbij het volgen van koolstofafvang en -opslag lastiger is.

Zeewierkweek , een veelbesproken methode om koolstofdioxide uit de zee te verwijderen, houdt in dat grote hoeveelheden zeewier worden gekweekt om CO₂ uit zeewater te absorberen. Hoewel het vaak wordt gezien als een milieuvriendelijke optie, wijst Jaime Palter , oceanograaf aan de Universiteit van Rhode Island, erop dat er ecologische risico's aan verbonden zijn. Grootschalige zeewierkwekerijen kunnen de voedingsstoffen in het water uitputten, waardoor de fytoplanktonpopulaties worden aangetast en het mariene voedselweb wordt verstoord. Bovendien is het lastiger om te controleren hoeveel koolstof zeewierkweek daadwerkelijk uit de atmosfeer verwijdert in vergelijking met chemische methoden zoals die van Equatic.

Lees ook: De VS moeten mogelijk jaarlijks 100 miljard dollar uitgeven aan het verwijderen van koolstofdioxide.

Andere belangrijke spelers in de mariene koolstofverwijderingssector

Equatic is niet het enige bedrijf dat vooruitgang boekt op het gebied van koolstofverwijdering uit zeewater. De in Californië gevestigde bedrijven Captura en Ebb Carbon werken ook aan veelbelovende projecten. Het proces van Captura, vergelijkbaar met dat van Equatic, gebruikt zeewater en elektriciteit om CO₂ te verwijderen. In een pilotproject in Los Angeles heeft de technologie van Captura CO₂ uit zeewater afgevangen, wat, toen het terug in de oceaan werd gebracht, leidde tot extra koolstofopname uit de atmosfeer. Het bedrijf bereidt zich voor om het systeem volgend jaar in Hawaï te testen , met plannen om het op te schalen naar een grotere commerciële installatie.

Ebb Carbon , een ander bedrijf uit Californië, kiest voor een iets andere aanpak. Met behulp van elektrodialyse wil Ebb Carbon CO₂ uit de atmosfeer verwijderen en in de oceaan opslaan als bicarbonaten. De proefinstallatie van het bedrijf in Port Angeles, Washington , zal naar verwachting gedurende twee jaar jaarlijks 500 ton CO₂ verwijderen.

Deze bedrijven maken deel uit van een groeiende beweging om de kracht van de oceanen te benutten in de strijd tegen klimaatverandering. Het potentieel voor het opschalen van mariene koolstofverwijdering is aanzienlijk, maar er zijn ook uitdagingen en onzekerheden die moeten worden aangepakt.

Lees ook: Koolstofverwijdering moet verviervoudigen om klimaatdoelen te bereiken: waarschuwen onderzoekers

Zorgen en uitdagingen aanpakken

Hoewel de verwijdering van koolstofdioxide uit de zee veelbelovend is, is deze niet zonder risico's. Milieuactivisten, wetenschappers en lokale gemeenschappen hebben hun bezorgdheid geuit over de mogelijke ecologische gevolgen van deze projecten. Sara Nawaz , een sociaal wetenschapper op het gebied van milieu en expert in beleid rond koolstofverwijdering aan de American University, heeft inwoners van kustgebieden, waaronder Brits-Columbia en de staat Washington , ondervraagd over hun mening over de verwijdering van koolstofdioxide uit de zee. Velen uitten hun bezorgdheid over de mogelijke impact van grootschalige industriële activiteiten op kwetsbare kustecosystemen, zoals koraalriffen, mangrovebossen en visbestanden.

Het onderzoek van Nawaz benadrukt een belangrijk probleem: de noodzaak van transparantie en communicatie. Naarmate deze projecten zich uitbreiden, zal het essentieel zijn om met lokale gemeenschappen in contact te komen en ervoor te zorgen dat alle belanghebbenden op de hoogte zijn van de potentiële voordelen en risico's. Op dit moment bevindt het onderzoek naar de milieu-impact van MCDR zich nog in een vroeg stadium en zijn er meer studies nodig om de langetermijneffecten van deze interventies volledig te begrijpen.

Lees ook: Haalbaarheid van koolstofafvang: de uitdaging van de EPA voor energiecentrales

De toekomst van koolstofverwijdering in de zee

Terwijl de wereld worstelt met de omvang van de klimaatcrisis, ontpopt het verwijderen van mariene koolstof zich tot een van de meest veelbelovende tools in het koolstofafvangarsenaal. Naarmate de prille industrie groeit, zal het echter een complex web van milieu-, sociale en technische uitdagingen moeten navigeren. Startups als Equatic, Captura en Ebb Carbon nemen het voortouw, maar hun inspanningen zijn slechts het begin van wat een lange reis zal worden om mariene koolstofverwijdering een gangbare oplossing te maken.

Volgens Philip Boyd , een mariene ecoloog aan de Universiteit van Tasmanië, zijn chemische methoden voor het vastleggen van koolstof in de oceaan waarschijnlijk de meest veelbelovende aanpak, vooral in vergelijking met biologische methoden zoals zeewierkweek. Deze chemische methoden kennen echter ook hun eigen uitdagingen. Naarmate projecten zoals de faciliteit van Equatic in Quebec vorderen, zullen ze waardevolle gegevens opleveren over de haalbaarheid en effectiviteit van deze methoden op grote schaal.

Uiteindelijk is het verwijderen van mariene koolstof een belangrijk puzzelstukje in de strijd tegen klimaatverandering. Hoewel geen enkele oplossing voldoende zal zijn om de opwarming van de aarde terug te draaien, zal een combinatie van koolstofafvang, emissiereducties en duurzame praktijken essentieel zijn. Naarmate deze industrie groeit, zal het ambitie en voorzichtigheid in evenwicht moeten brengen, om ervoor te zorgen dat het pad vooruit zowel schaalbaar als milieuverantwoord is.

Dit verhaal werd oorspronkelijk gepubliceerd door Hakaimagzine.