Een jaar geleden heeft de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) – het agentschap van de Verenigde Naties dat de scheepvaart reguleert – de emissiedoelstellingen voor de scheepvaartsector aangescherpt, waardoor deze sector in lijn is gekomen met andere sectoren die streven naar netto nul emissies in 2050. Maar emissiearme brandstoffen zoals methanol, waterstof en ammoniak zijn niet in voldoende hoeveelheden beschikbaar.
Momenteel gelooft Jess Adkins, een chemisch oceanograaf van het California Institute of Technology (Caltech), dat hij kan helpen door vrachtschepen uit te rusten met reactoren die kooldioxide (CO2) dat vrijkomt bij de verbranding van brandstof, kunnen omzetten in zeezout. Volgens hem kan dit zeezout 100.000 jaar worden bewaard.
Dit proces is vergelijkbaar met wat er van nature in de oceanen gebeurt. "Dit is de reactie die de planeet al miljarden jaren ondergaat," aldus Adkins, oprichter van Calcarea, een startup die reactoren ontwerpt en test.
"Als we dit proces kunnen versnellen, hebben we een kans om een veilige en duurzame methode te vinden voor de opslag van CO2," zei hij.
Een prototype reactor in de haven van Los Angeles. Foto: Pierre Forin
Natuurlijke simulatietechnologie
Zeewater absorbeert van nature ongeveer een derde van de CO2 uit de atmosfeer, waardoor het zuurder wordt en calciumcarbonaat oplost, een stof die in overvloed in de oceaan voorkomt. Adkins legt uit: "Calciumcarbonaat is de bouwsteen van koraalskeletten, schelpen en al het andere waaruit het grootste deel van het sediment op de oceaanbodem bestaat."
Calciumcarbonaat lost op en reageert vervolgens met CO2 in het water tot bicarbonaatzouten, die de CO2 binden. Adkins voegde eraan toe: "Er bevindt zich momenteel 38.000 gigaton (38 biljoen ton) bicarbonaat in de oceaan."
Calcarea wil dit natuurlijke proces nabootsen door de uitlaatgassen van het schip naar een reactor in de romp te leiden, waar de gassen krachtig worden gemengd met zeewater en kalksteen – een gesteente dat voornamelijk bestaat uit calciumcarbonaat en een veelvoorkomend bestanddeel van beton. De CO2 in de uitlaatgassen reageert met het mengsel, waardoor zout water ontstaat dat de CO2 vasthoudt in de vorm van bicarbonaatzouten. Adkins zegt dat hij met een reactor op ware schaal ongeveer de helft van de CO2-uitstoot van het schip wil opvangen en opslaan.
Volgens Adkins duurt de reactie in de natuur meer dan 10.000 jaar, maar in de ovens van Calcarea duurt het slechts ongeveer een minuut. Dit wordt bereikt door CO2 en kalksteen dicht bij elkaar te brengen.
Adkins zei dat de resulterende pekel in de oceaan zou worden geloosd, waar het geen bedreiging vormt voor het zeeleven of het chemische evenwicht van het zeewater. Hij voegde eraan toe dat het bedrijf ook overweegt een voorfilter aan het systeem toe te voegen om andere verontreinigingen te verwijderen die in het water kunnen oplossen, zoals deeltjes en onverbrande brandstof.
Na twee jaar aan het project te hebben gewerkt, splitste hij het bedrijf in januari 2023 af van Caltech. Hij sloot zich aan bij drie medeoprichters: Melissa Gutierrez, een studente aan Caltech; ingenieur Pierre Forin; en professor en geochemicus Will Berelson van de University of Southern California (USC).
De oprichters van Calcarea, Pierre Forin, Will Berelson, Melissa Gutierrez en Jess Adkins, staan voor de prototype-reactor genaamd Ripple 1. Foto: Pierre Forin
Ze haalden 3,5 miljoen dollar aan financiering op en richtten zich op de scheepvaartindustrie. "Het mooie is dat het schip een natuurlijke waterpomp is," zei Adkins, en hij merkte op dat het systeem vereist dat het water constant in beweging is zodat er reacties tussen verschillende elementen kunnen plaatsvinden, iets wat van nature wordt geleverd door de beweging van het schip.
De reactoren zullen op maat worden ontworpen voor verschillende scheepsgroottes, waaronder "de grootste schepen die momenteel beschikbaar zijn", de "Newcastlemax"-klasse, die 180.000 ton vracht kunnen vervoeren. "Op een van deze schepen zullen we ongeveer 4 tot 5% van de laadruimte in beslag nemen en zo'n 4.000 ton kalksteen vervoeren. Maar we zullen dat niet allemaal gebruiken", aldus Adkins.
Koolstof vastleggen op zee
Voordat Calcarea klaar was om de eerste reactor te installeren, moesten er nog verschillende technische uitdagingen worden aangepakt. Bijvoorbeeld hoe de reactor correct op het schip te monteren voor het laden van kalksteen en hoe de toeleveringsketen voor het transport op te zetten.
De huidige schattingen geven aan dat het systeem ongeveer 100 dollar per ton afgevangen en uitgestoten CO2 kost, inclusief gederfde inkomsten doordat het schip ruimte moet maken voor de reactor in plaats van commerciële lading.
Sommige vrachtschepen hebben al soortgelijke apparatuur aan boord, zogenaamde scrubbers. Deze zijn ontworpen om zwavelgassen, die schadelijk zijn voor de gezondheid en het milieu, op te vangen en af te voeren, maar niet CO2.
Naast Calcarea zijn er andere bedrijven met technologie voor koolstofafvang. Zo produceert het Britse bedrijf Seabound bijvoorbeeld een apparaat dat tussen de 25% en 95% van de CO2-uitstoot van een schip afvangt. Dit apparaat produceert echter vaste carbonaatkorrels die in de haven moeten worden gelost.
Adkins is van mening dat Calcarea de decarbonisatie-industrie kan helpen bij de overgang naar groenere brandstoffen, en dat er in de verdere toekomst zelfs reactoren ontworpen zouden kunnen worden om afgevangen CO2 buiten de atmosfeer te houden, in plaats van het ondergronds op te slaan.
Ngoc Anh (volgens CNN)
Bron: https://www.congluan.vn/cong-nghe-bien-co2-thanh-muoi-bien-giup-giam-phat-thai-nganh-hang-hai-post306728.html
