CO2-opslag in aardlagen kan tot twee derde van industriële uitstoot neutraliseren

"Zonder extra technologische oplossingen zullen we er waarschijnlijk niet in slagen om de uitstoot tegen 2030 met 35 procent terug te dringen", becijferde Welkenhuysen. "Net zo min slagen we daarzonder er tegen 2050 in om de uitstoot met 80 procent te verminderen. Daarover bestaat bij wetenschappers een consensus. De klimaatdoelstelling van Parijs, om de gemiddelde temperatuurstijging op aarde te beperken tot 2 graden Celsius, wordt volgens de voorspellingen van het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) zonder drastische maatregelen een onbegonnen zaak."

Door de verbranding van fossiele brandstoffen sturen we wereldwijd elk jaar ettelijke miljarden tonnen CO2 de atmosfeer in, die miljoenen jaren in de ondergrond waren opgeslagen onder de vorm van steenkool, aardolie of gas. Welkenhuysen bestudeerde manieren om die broeikasgassen weer onder de grond te krijgen.

"Er zijn plaatsen diep onder grond, bijvoorbeeld in poreuze gesteentelagen die gevuld zijn met zout water, die geschikt zijn deze hoeveelheden CO2 in op te slaan. Een reservoir in de ondergrond is dus geen gat in de grond... Watervoerende lagen met zoet water zijn uitgesloten voor opslag vermits drinkwater een schaars goed is."

"Mogelijks geschikte reservoirs bevinden zich in België onder andere in de Kempen, en in de steenkoolbekkens en oude mijnexploitaties", zegt Welkenhuysen. "Steenkoollagen lenen zich normaal goed voor opslag van CO2. Het probleem is dat de steenkool in eerste instantie opzwelt, waardoor de poriën kleiner worden wat het opslagproces aanzienlijk bemoeilijkt. Verder kunnen in ons land zogenaamde aquifers - watervoerende geologische lagen - in zowel Vlaanderen als Wallonië gebruikt worden voor de injectie van het broeikasgas. De poriën en barsten in diepe zand- en kalksteenlagen zijn van nature gevuld met grote hoeveelheden zout water. Daarin kan je een grote hoeveelheid CO2 in oplossen."

Samen met de economische waarde is ook de kennis van deze lagen in België beperkt. Theoretisch ligt de geologische opslagcapaciteit in de Belgische ondergrond in de honderden miljoenen tonnen. De onzekerheid hierover is echter groot: van slechts honderd miljoen ton in een worstcasescenario, tot meer dan een miljard ton in het meest gunstige geval. Als je weet dat er jaarlijks door de Belgische industrie rond de 50 miljoen ton CO2 de lucht in wordt geblazen, dan besef je tegelijk dat opslag énkel op ons eigen grondgebied misschien een utopie is. Gelukkig verschilt de opbouw van de ondergrond sterk van plaats tot plaats. Voornamelijk de Noordzee, gekend om zijn gas- en oliereservoirs, herbergt binnen Europa een enorme capaciteit."

"Als we wereldwijd alle mogelijkheden benutten, komen we voor honderden jaren toe", besluit Welkenhuysen. "Het is nu aan de beleidsmakers om mee na te denken over hoe we het CO2-probleem gaan aanpakken. Met ons onderzoek reiken wij hen in ieder geval nieuwe inzichten en tools aan om doordachte beslissingen te nemen. Op termijn kunnen we er zelfs in slagen om meer koolstof op te slaan dan dat we er alles samen hebben uitgehaald. Maar dat zal tijd kosten. En middelen."

Er werd ook nagedacht over hoe je de CO2 in de ondergrond van de buitenwereld afsluit. "Hoewel op zich CO2 vrij ongevaarlijk is - het zit in elk flesje frisdrank - zijn hoge concentraties wel gevaarlijk. Mensen die dergelijke concentraties inademen, kunnen stikken. Daarom staat bij de opslag van grote hoeveelheden veiligheid voorop: een uitgebreide geologische studie van de potentiële opslagplaatsen en monitoring vóór, gedurende en na de injectie zijn noodzakelijk en verplicht voor elk project. Een grote diepte, doorgaans meer dan 1 kilometer, moet zorgen voor afscheiding van leefmilieu en atmosfeer. Bovendien is het nodig dat er natuurlijke barrières in de ondergrond aanwezig zijn: dikke afsluitende lagen die bestaan uit schalies of klei, die voorkomen dat de CO2 zich zou verplaatsen." "Het voordeel van de grote diepte is dat door de hoge temperatuur en de immense druk de densiteit van de CO2 sterk toeneemt: ze wordt superkritisch, bijna vloeibaar, waardoor het volume CO2 dat kan worden opgeslagen vele malen groter wordt dan onder atmosferische omstandigheden aan de oppervlakte."

Technisch is het injecteren van de CO2 in de ondergrond doenbaar. Er zijn al tal van voorbeelden, onder meer in Noorwegen, waar sedert de jaren negentig de bijproductie van CO2 in aardgas uit een groot gasreservoir in de Noordzee terug ondergronds wordt gestockeerd. In Canada wordt een deel van de CO2 afkomstig van een steenkoolcentrale gebruikt als drijfgas voor oliewinning, de rest wordt elders ondergronds opgeslagen.

Het is niet vanzelfsprekend om CO2 af te vangen bij de industrie. Daar waar zuivere CO2 wordt geproduceerd bij industriële processen is het relatief simpel. Maar bij de verbranding van fossiele brandstoffen krijg je een mengsel van CO2, stikstof, en andere, soms zeer agressieve componenten. Het scheiden ervan is duur en moeilijk.

"Op dit ogenblik stellen zich de evidente problemen", aldus Welkenhuysen. "Het procedé lijkt duur, want het biedt in de meeste gevallen geen direct economisch voordeel. Maar alternatieve scenario's om klimaatverandering tegen te gaan zonder CCS zullen een netto kost hebben die de prijs van geologische CO2-opslag ruim overstijgt."

Bij hun nieuw onderzoek hielden de wetenschappers rekening met de economische waarde én de onzekerheden van de ondergrondse opslagruimte. Hieruit blijkt dat CCS ook voor België een waardevolle optie is.