Wie energie-opwekking uit fossiele brandstoffen klimaatneutraal wil maken, moet de CO₂ afvangen en opslaan. Een veelgenoemde methode is de ondergrondse opslag van het broeikasgas in lege gasvelden of zoutlagen. Maar dat kost energie, zodat de efficiëntie van de energie-opwekking flink daalt. Hoogleraar Hans Geerlings van de Technische Universiteit Delft stelt een alternatieve manier voor: CO₂-mineralisering. De natuur doet het zelf al en Geerlings wil nu een versnelde variant ontwikkelen om op grote schaal CO₂ op te kunnen slaan.

Wereldwijd gaan westerse landen de strijd aan met het broeikasgas CO₂. Via het verbranden van fossiele brandstoffen pompen we immers grote hoeveelheden kooldioxide in de atmosfeer. Die houdt daardoor veel meer warmte vast dan wenselijk is en voilá: we hebben klimaatproblemen. Als we nou dat CO₂ zouden afvangen en buiten de atmosfeer opslaan, zo is de gedachte, dan kunnen we uit olie, gas en kolen vrijwel klimaatneutraal energie opwekken.

Maar dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Je haalt die kooldioxide niet zomaar even uit de rookgassen van een elektriciteitscentrale. Wereldwijd is men daarom koortsachtig op zoek naar methoden voor CO₂-afvang. Ook in Nederland. Anderhalve maand geleden opende minister Cramer van Milieu bijvoorbeeld een proefinstallatie bij de kolencentrale van Eon op de Maasvlakte, waar verschillende technieken worden uitgetest. De techniek die de Delftse hoogleraar Hans Geerlings nu voorstelt, is daar nog niet bij. Terwijl het volgens hem toch zeker een techniek met perspectief is. Geerlings stelt dat in zijn intreerede die hij vorige week uisprak voor een publiek van studenten, collega-onderzoekers, familieleden en vrienden. Hij wil CO₂ binden aan gesteenten zoals olivijn. Mineralisering heet dat proces en de natuur doet het al vele jaren. Eigenlijk al hele tijdperken.

Anorganische cyclus
De Delftse hoogleraar legt uit dat de minderalisering onderdeel is van de ‘anorganische CO₂ cyclus’. Deze is complementair aan de organische cyclus die bekend is van levende materie: planten nemen CO₂ op uit de atmosfeer en splitsen het molecuul in zuurstof die wij inademen en in koolstof die ze tijdens hun groei opslaan. Mensen en dieren halen hun energie uit die planten, waarbij ze de koolstof als CO₂ weer uitademen.Bij de anorganische cyclus is dode materie betrokken: gesteenten en mineralen. Water speelt er ook een belangrijke rol in. In de cyclus lost CO₂ uit de atmosfeer op in water, onder de vorming van koolzuur. Dit koolzuur reageert met basische gesteenten zoals bijvoorbeeld olivijn, een magnesiumsilicaat. Dit is een klassieke zuur-base reactie waarbij waterstofionen worden uitgewisseld.

Bij de reactie wordt de koolstof uit het CO₂ vastgelegd in het opgeloste magnesiumbicarbonaat. In de natuurlijke, anorganische cyclus is het dan voor minstens enkele tienduizenden jaren uit de atmosfeer verwijderd. Die ’truc’ wil Geerlings nu proberen geschikt te maken voor industriële toepassing.

Versnellen
De Delftse hoogleraar betoogt in zijn rede dat via mineralisering veel méér CO₂ is op te slaan dan er door menselijk toedoen in de atmosfeer terechtkomt. Dit komt doordat er genoeg olivijn en andere geschikte basische gesteenten te vinden zijn; het komt op vele plaatsen aan het aardoppervlak voor. Het probleem is natuurlijk dat de mineraliseringsreactie in de natuur uiterst langzaam verloopt. Geerlings: “Als wij van deze vinding van de natuur gebruik willen maken om CO₂ op te slaan, dan zullen we de reactie drastisch moeten versnellen.”Eén van de manieren is om het benodigde gesteente tot een poeder te malen, zodat het reactieoppervlak vergroot wordt. Daar wordt in de wetenschappelijke literatuur al het één en ander over vermeld; oliegigant Shell heeft er ook al proeven mee gedaan. Volgens Geerlings werkt de gerapporteerde mineralisering het best als er sprake is van een stroom zuivere CO₂. “Dat laatste is nogal spijtig, omdat dit een separate energievragende CO₂ afvangstap impliceert, en daar wilden we nu juist vanaf.”

Geerlings wil in zijn onderzoek bij de TU Delft daarom vooral aandacht besteden aan de mineralisering van verdunde CO₂ stromen zoals die in industriële rookgassen voorkomen. Hij gaat onderzoeken hoe de geschikte mineralen bewerkt of gemodificeerd moeten worden, of welke aanpassingen er in het proces nodig zijn, om ervoor te zorgen dat de verdunde CO₂ stromen met een acceptabele snelheid zijn vast te leggen.