De Grote Schoonmaak 3

Mijn Impact doet met enige regelmaat een ‘deep dive’ om de nieuwste inzichten te vinden over de beloftevolle ontwikkelingen rond een nog relatief onbekend duurzaamheids-terrein: Carbon Removal. In proper Nederlands: ‘De Grote Schoonmaak’. Ter inspiratie, voor ondernemers, overheid en investeerders publiceren we hierover, zonder echt wetenschappelijk te worden.  Dit derde deel gaat over hoe het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer en het nuttig hergebruiken kan worden vertaald in economische kansen. Een nieuw tijdperk eigenlijk, dat véél verder gaat dan de fit-for-55 Green Deal.

(Lees hier deel 1 en 2)

‘Als ons huis vies is, zullen we het toch een keer moeten schoonmaken? We zijn nu alleen nog maar bezig om ons minder vies te gaan gedragen.’

Eén van de 12 groeimarkten

Carbon Removal, ofwel het uit de lucht halen van CO2 en hergebruiken of opslaan, wordt een snel groeiende innovatieve loot aan de grote, brede boom van duurzaamheid in het komend decennium, zoals in de vorige delen is beschreven.

In opdracht van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) zijn recent voor Nederland de 12 meest kansrijke groeimarkten in beeld gebracht in het rapport ‘Groeimarkten van Nederland. ‘ (dec 2023). Een gedegen onderzoek, waarbij is gekeken naar marktvraag, technologie, Nederlands beleid en geopolitiek. En worden Nederlandse capaciteiten gekoppeld aan internationale trends. Leuk en leerzaam om te lezen overigens.

Als groeimarkten voor Nederland worden onder andere aangemerkt: biotech, procesindustrie, digitale transformatie en halfgeleiders. Opvallend dat 5 (van de 12) groeimarkten gelieerd zijn aan duurzaamheid in dit prominente lijstje. Dit zijn groene waterstof, klimaatadaptatie, duurzame infrastructuur en circulaire materialen. En jawel, ook Carbon Removal, het verwijderen van CO2 uit de atmosfeer en de opslag ervan, wordt als groeimarkt bestempeld (in de lijst genoemd CCS & CCU). 

We blijken als Nederland al veel in huis te hebben om deze duurzame groeimarkt snel te adopteren. Behalve onze toegepaste kennis zijn we ook best goed in het bouwen van allerlei apparatuur.  Onze complexe apparaten vinden wereldwijd gretig aftrek én we hebben we kennis in huis over chemische en CO2- procestechniek. Ook onze intensieve infrastructuur voor brandstoffen is een sterkte troef in de naar verwachting binnenkort exploderende CO2-markt. Wij hebben als land een aantal competenties en middelen in huis die (ook letterlijk) een uitstekende bodem vormen voor het ontwikkelen van instrumentarium om de klimaatopwarming tegen te gaan.

Kanttekening: de mindset in Nederland en Europa ten aanzien van dergelijke complexe technologische investeringen zijn ‘nogal risicomijdend’ (quote FD). Het gevolg is dat hightechbedrijven, die het komend decennium efficiënte CO2-schoonmaak-apparaten willen gaan ontwikkelen, relatief moeilijk aan kapitaal kunnen komen voor investering in R&D en bouwen van (nog dure) proefinstallaties.

Daar komt nog bij: de groeimarkt van Carbon Removal is voorlopig nog een overheidsmarkt. Dat wil zeggen dat de overheid fors moet investeren omdat in eerste instantie het opvangen en opslaan van CO2 zelf niet snel een verdienkans zal zijn. Nederland kan als  ‘pilot-land’ uiteindelijk via de export van kennis, expertise en apparatuur hier een economisch interessant model van maken.

Een dergelijke innovatieve kans uitwerken in Nederland kan dus wel een steuntje in de rug gebruiken. Er wordt overigens gezinspeeld op een apart tech-fonds én overheidsgaranties om de voedingsbodem voor ‘strategische R&D’ in Nederland vruchtbaarder te maken. Want daarin staan we niet zo hoog in de ranking en dreigen we achterop te raken in Europa en wereldwijd. Op tijd inspringen op deze toekomstkansen is een nog niet zo onderkende, maar wel grote uitdaging voor de Nederlandse economie.

Daarom is het des te interessanter om met een al wat langer bestaande startup in Nederland eens te verkennen wat zij nodig hebben om hun volgende ontwikkelingsfase rond een kansrijke marktpropositie zoals CO2-schoonmaak goed door te komen. Zoals Carbyon, een echte Hollandse startup die al vanaf 2019 met deze techniek bezig is. Aansluitend worden besproken: het fenomeen van negatieve emissies, de opkomende handel in CO2 én mogelijkheden van CO2-opslag.

De praktijk: Carbyon

Een mooi staaltje van Nederlands koolstof-vernuft is gevestigd op de inmiddels al 60 jaar oude, maar nog steeds bruisende én internationaal competitieve Tech Campus in Eindhoven. Wij bezochten daar het bedrijf Carbyon, waar inmiddels meer dan 40 gespecialiseerde technici werken aan iets moois. Hun ambitieuze doel is om apparaten te bouwen waarmee CO2 zo efficiënt en goedkoop mogelijk uit de lucht kan worden gehaald. Wereldwijd. En daarmee willen ze een belangrijke bijdrage gaan leveren aan het verminderen van het broeikaseffect van onze planeet. Hun planning is om de schoonmaak-apparaten in 2026 op de markt te brengen (‘commercial launch’) en rond 2030 al miljoenen tonnen CO2 uit de lucht verwijderd te hebben. En ze liggen hiervoor aardig op schema. Carbyon heeft voor hun innovatieve technologie, die ze toepassen in hun koolstof-apparaten, recent een innovatieprijs van 1 miljoen dollar ontvangen. Met de complimenten van Elon Musk himself. Dat geld kon goed voor de R&D-versnelling worden gebruikt, maar voor de markintroductie zijn grotere investeerders nodig. Die zich gelukkig nu aandienen. Ook ASML en TNO participeren in deze innovatie.

De crux van deze innovatieve stofzuiger zit ‘m in een hele dunne absorptie-laag van één molecuul dik, die slim wordt aangebracht op vezels, waardoor een grote opname-oppervlakte wordt gecreëerd. Deze zogeheten ‘sorbent’ kan in een chemische verbinding CO2 stevig kan vastgrijpen én bij een stroomstoot het ook snel weer loslaten (desorptie). Waardoor je in relatief kleine systemen, met beperkte energie- en materiaalkosten een hoge ‘carbonefficiency’ kan realiseren. Ieder jaar is het streven van Carbyon om een hogere efficiency te bereiken, waardoor uiteindelijk een prijs onder de €100 per verwijderde ton CO2 kan worden behaald. Daar zitten ze nu al dichtbij.

‘We moeten alle foute techniek vervangen door goede techniek om deze planeet te redden.’

Je zou het niet zo verwachten, maar belangrijke klanten voor de schoonmaakapparaten van Carbyon kunnen onder andere pensioenfondsen en overheden worden, die klimaatdoelen hoog op de agenda hebben staan. Interessante startlanden voor Carbyon zijn landen met een lage energieprijs, zoals Australië, Chili en Canada.  De eerste productielocatie zal waarschijnlijk in Canada komen te staan, met een exacte kopie op de Eindhovense Tech Campus. Want voor de doorontwikkeling lijkt dit stukje hig-tech-NL gelukkig een ideale ‘broedplaats’ te blijven. Idem geldt dat voor Europa als ‘save heaven’ in de wereld. Voor Carbyon is het verder erg relevant hoe de handel in CO2 zich gaat ontwikkelen in de komende jaren. Hier beweegt momenteel veel, ook al is het grotendeels ‘achter de schermen’.   

Net Zero en negatieve emissies

Een interessante ontwikkeling in deze ‘schoonmaakmarkt’ is de handel in CO2-emissies. Er bestaat al enige jaren zowel een vrijwillige als een verplichte handel in zogeheten carbon credits. Dat is eigenlijk een soort belasting op CO2-uitstoot op basis van het principe ‘de vervuiler betaalt’. De voorraad carbon credits wordt aangevuld vanuit bedrijven die zorgen dat er CO2 uit de lucht wordt gehaald. Zoals bijvoorbeeld bomen planters. Dit is de vrijwillige handel. De handel in emissies neemt steeds serieuzere vormen aan en kan daardoor de basis gaan vormen voor een omvangrijk CO2-businessmodel.  Met name de ontwikkelingen en resultaten van de het verplichte handelssysteem (ETS) voor de grote CO2-uitstoters in Europa zet de laatste jaren echt zoden aan de dijk. Dit systeem is zo opgezet dat ieder jaar er minder CO2-rechten kunnen worden gekocht door deze bedrijven, waardoor de CO2-prijs gaat oplopen. In 2040 zou deze CO2-bank ongeveer leeg zijn. Hierdoor ontstaan een bekende vraag-aanbod marktbeweging, die ook geldt voor deze CO2-schoonmaak:

• Vraag neemt toe. Grote CO2-uitstoters gaan de toekomstige risico’s van hun uitstoot materialiseren. De CSRD (Europese rapportagerichtlijn) vereist namelijk een verplichte duiding van materialiteiten, dat wil zeggen toekomstige risico-terreinen voor de bedrijfsvoering, veroorzaakt door klimaatverandering. Uitgedrukt in de kans op waardevermindering van bepaalde bedrijfsassets (bv door overstroming) of het stijgen van bedrijfskosten (bv door hoge CO2-belasting).  De accountants gaan zich hier tegenaan bemoeien en deze risico’s krijgen dus een financiële vertaling. Dit zal een extra stimulans geven om de CO2-uitstoot te gaan reduceren, ook al ben je als bedrijf nog niet verplicht om rechten te kopen voor je CO2-emissies. Hierdoor zal de vraag naar CO2-reducerende of -compenserende maatregelen en technieken gaan toenemen. Zeker nu steeds meer bedrijven voor zichzelf een zogeheten ‘Net-zero’ missie hebben geformuleerd.

• Aanbod is krap. Het aanbieden van zogeheten ‘negatieve emissies’ wordt door deze ontwikkeling een steeds interessanter handelsmodel. Negatieve emissies betekent permanente CO2-verwijdering, die je dus mag aftrekken van je CO2-uitstoot (positieve emissies). Het planten van bomen, dat momenteel door een aantal bedrijven wordt gebruikt als CO2-compensatie,  wordt in deze definitie niet als negatieve emissie gezien, want het is geen permanente verwijdering van CO2. Bomen kunnen immers in brand vliegen of afsterven, waarbij de CO2 die zij hebben opgenomen weer in de atmosfeer komt. Hieronder een toelichting op wat als permante opslag wordt aangemerkt. Vanwege de complexe technologie rond permanente CO2-verwijdering is het momenteel nog niet zo gemakkelijk is om op grote schaal negatieve emissies aan te bieden op de markt. Want je moet wel een technologie in huis hebben die aantoonbaar, betaalbaar én via duurzame energie op redelijk grote schaal CO2-schoonmaak kan garanderen.

Door deze twee ontwikkelingen ontstaat er nu veel meer vraag dan aanbod naar negatieve emissies op deze markt. Het schetst een ideaal momentum voor pioniers, innovators en durfinvesteerder om in te stappen.

Enkele voorbeelden van negatieve emissieketens:

• Het produceren van Bio-energie door biomassacentrales, waarbij de hierbij geproduceerde CO2 wordt afgevangen en opgeslagen. Dit wordt ook wel afgekort als BECCS. Bestaande kolencentrales kunnen hiervoor relatief eenvoudig geschikt worden gemaakt. Deze methode staat de laatste tijd wel steeds meer ter discussie.
• CO2-afvang bij bijvoorbeeld de elektriciteitscentrales en de staalindustrie. Pilotprojecten in de VS, Australië, Spanje en Duitsland gaan nu worden opgeschaald naar een commerciële toepassing.
• Toepassing van biomassa als grondstof in de kunststoffenproductie, biobrandstoffenproductie en in de belangrijkste bulkchemicaliën. Biomassa dient hiervoor vergast te worden; dit noemt men ook wel een thermische omzetting.
• Directe toepassing van CO2 als grondstof voor productieprocessen; dan wordt de opgevangen CO2 dus hergebruikt, bijvoorbeeld voor de prik in limonade of voor de groei van gewassen in de glastuinbouw. Idem voor koolstof, bijvoorbeeld voor het maken van carbon fietsframes.
• Direct Air Capture (DAC,)en Direct Ocean Capture (DOC), in combinatie met CO2-opslag. Momenteel wordt hiermee door verschillende startups in Nederland met nieuwe, efficiëntere technieken geëxperimenteerd. Een voorbeeld hiervan is het bedrijf Carbyon, dat hiervoor besproken is.  Als DAC wordt gecombineerd met opslag zijn er diverse mogelijkheden, zoals de opgevangen CO2 mineraliseren in bouwmaterialen. Of de CO2 laten reageren met gesteentes zoals olivijn en serpentijn.

‘Negatieve emissies is niks anders dan terug stoppen waar het vandaan kwam.’

Stel dat iedere wereldburger recht heeft op de uitstoot van een gelijke hoeveelheid CO2-emissies, dan moet bij een mondiaal 2°C-doel in 2050, volgens het Planbureau voor de Leefomgeving, Nederland 85 tot 95% reduceren.  Om het 1,5°C-doel nog te behalen zouden we zelfs 100% moeten reduceren. ‘Een reductie van 80% zou mogelijk kunnen zijn zonder negatieve emissies in Nederland, maar zoals bovenstaand figuur laat zien is een reductie van 95% (of meer) vrijwel ondenkbaar zonder negatieve emissies, zeker als we de kosten niet buitenproportioneel willen laten oplopen.’ , volgens het PBL.

Permanente opslag

Omdat er altijd veroorzakers van broeikasgassen zullen blijven, met name in de Nederlandse landbouw en industrie, leidt dit vrijwel onvermijdelijk tot de noodzaak van ‘negatieve emissies’ op grote schaal; het actief verwijderen én vastleggen van CO2 uit de atmosfeer. Want het decarboniseren van deze sectoren is lastig vanwege hun specifieke processen en/of hoge energiebehoefte.

Er zijn nog veel verschillende interpretaties van wat nou precies écht negatieve emissies zijn. Zoals gezegd is de aantoonbare permanente opslag een belangrijke voorwaarde. Dat geldt voor de hierboven genoemde emissieketens zoals BECCS, CO2-afvang, DAC, DOC en biomassa.

Opslag in olie- en gasvelden is de verst ontwikkelde opslagmethodiek voor CO2. Ook is opslag in waterhoudende lagen en zoutlagen (aquifers) mogelijk, een relatief nieuwe techniek die zich in de pilotfase bevindt, met erg veel capaciteit-potentie. Een derde opslagtechniek is mineralisatie van CO2 in ondergrondse basaltlagen. Daar maakt DAC-specialist Climeworks gebruik van met hun CO2-opvanginstallatie in IJsland. Nederland beschikt niet over dergelijke basaltformaties. Een steeds meer toegepast mogelijkheid van permanente opslag is het mineraliseren van CO2 in bouwmaterialen.

Verschillende gesteentes kunnen reageren met CO2 en vormen dan stabiele carbonaten. Dit is een natuurlijk én permanent opslagproces, dat je kan versnellen door het gesteente extreem fijn te malen. Dat geldt onder andere voor olivijn en serpentijn. Deze zijn op grote schaal in de aardkorst te vinden; Zo heeft alleen al Groot-Brittannië genoeg van dit gesteente om in theorie 25.000 megaton CO2 vast te leggen.  Voor Nederland is de vervanging van ophoogzand door olivijn langs de hele kust een interessante mogelijkheid voor negatieve emissies.

De wereldwijde opslagcapaciteit is enorm, met schattingen die uitkomen op ongeveer 11 miljoen megaton CO2. De waterhoudende zoutlagen bieden veruit de meeste opslagcapaciteit. Nederland is goed geoutilleerd wat betreft de opslagcapaciteit voor CO2. De geschatte hoeveelheid opslagcapaciteit in gasvelden, uitgezonderd het Groninger gasveld, is alleen al zo’n 3.000 megaton CO2, waarvan grofweg 2/3 onder land en 1/3 onder zee. Ter vergelijking: Nederland stoot momenteel zo’n 154 megaton CO2 (equivalenten) uit per jaar; streven in 2030 is een daling naar zo’n 100 megaton. In 1990 was dit trouwens nog 223 megaton, dus we dalen al aardig en zitten zelfs op onze streefcijfers qua CO2-reductie, wat ook blijkt uit onderstaand schema.

Maar met het behalen van deze klimaatdoelen blijft het CO2-gehalte in de lucht nog steeds hoog;  door de CO2 weer uit de lucht halen én op te slaan wordt pas een klimaatverbetering merkbaar. In Nederland wordt momenteel nog geen CO2 onder land opgeslagen. Wel gaat er gebruik gemaakt worden van lege gasvelden onder de Noordzee. Vorig jaar is de definitieve investeringsbeslissing voor het Porthos-project genomen; zonder projecten zoals Porthos zouden we onze klimaatdoelen nooit kunnen halen. De bedoeling is dat er in dit project 37 megaton CO₂ wordt opgeslagen onder de zeebodem. Binnenkort start de bouw van een 20 kilometer lange pijpleiding; van de Maasvlakte via de zeebodem naar een platform in de Noordzee. Daar wordt de CO₂ geïnjecteerd in een leeg gasveld, op 3 kilometer diepte. Naar verwachting is het systeem operationeel vanaf 2026. Overigens wordt al langer CO2 in de grond geïnjecteerd, vooral om de oliewinning te stimuleren als een veld wat leger raakt. Maar wordt in dit verband niet als een duurzame toepassing beschouwd.  

Er lopen nog veel onderzoeken naar de betrouwbaarheid en veiligheid van ondergrondse opslag. Voordat CO₂ wordt geïnjecteerd in een bepaald veld in de bodem, wordt eerst goed onderzocht of er geen kans is op lekkage via breuken of scheuren in de aardlagen. Sinds de eerste ondergrondse opslag van gas door olie- en gasexploitanten begon  in 1972, is er geen geval van lekkage bekend. De fysieke beschikbaarheid van de opslagcapaciteit zal niet de beperkende factor zijn voor negatieve emissies, maar het tempo waarin het ontsloten én maatschappelijk geaccepteerd wordt. Ook de kosten van opslag en transport zullen een factor van betekenis gaan vormen, hoewel de opslag relatief kosten efficiënt kan plaatsvinden.

Tot zover de bespreking van een aantal voor Nederland relevante economische factoren van Carbon Removal, met de bedoeling de lezer meer inzicht te geven in de aanknopingspunten die dit fenomeen biedt voor een duurzame toekomst. Dat wil zeggen: toekomstbestendig, goed voor de bv Nederland én goed voor de planeet.

In het vierde en laatste deel zal worden ingegaan op de verwachte Europese bewegingen en kansen rond Carbon Removal, mede in verband met de NetZero Green Deal. Met als afsluiting een aantal algehele beschouwingen.

(lees hier ook deel 1 en 2)

Alje Kuiper

Reacties naar: info@mijnimpact.nl