De ontmoedigende wiskunde van klimaatverandering betekent dat we koolstofafvang nodig hebben

James-tempel

Bij het huidige tempo van de uitstoot van broeikasgassen zou de wereld kunnen: opsluiten 1,5 ˚C opwarming al in 2021, zo blijkt uit een analyse van de website Carbon Brief gevonden . We liggen op schema om tegen 2036 het CO2-budget van 2 C op te blazen.

Te midden van deze ontmoedigende klimaatwiskunde beweren veel onderzoekers dat het opvangen van koolstofdioxide uit energiecentrales, fabrieken en de lucht een grote rol zal moeten spelen bij alle realistische inspanningen om de gevaren van het broeikaseffect te beperken.

Als het economisch kan, biedt koolstofafvang en -opslag (CCS) de wereld extra flexibiliteit en tijd om de sprong naar schonere systemen te maken. Het betekent dat we grote delen van de wereldwijde energie-infrastructuur kunnen retrofitten in plaats van vervangen. En als we eenmaal rampzalige opwarmingsniveaus hebben bereikt, biedt de zogenaamde directe luchtopvang een van de weinige manieren om ons uit de problemen te graven, aangezien koolstofdioxide anders duizenden jaren in de atmosfeer blijft.

Julio Friedmann is naar voren gekomen als een van de meest fervente voorstanders van deze technologieën. Hij hield toezicht op onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen op het gebied van schone steenkool en koolstofafvang bij het Office of Fossil Energy van het Amerikaanse ministerie van Energie onder de laatste regering. Hij werkt nu onder meer samen met of adviseert het Global CCS Institute, het Energy Futures Initiative en klimwerk , een in Zwitserland gevestigd bedrijf dat al proefinstallaties bouwt die koolstofdioxide uit de lucht halen.

In een interview met MIT Technology Review , stelt Friedmann dat de technologie een kantelpunt nadert: a groeiend aantal projecten tonen dat het in de echte wereld werkt en dat het betrouwbaarder en betaalbaarder wordt. Hij voegt eraan toe dat het verhoogde Amerikaanse belastingkrediet voor het opvangen en opslaan van koolstof, eerder dit jaar aangenomen in de vorm van de Future Act als onderdeel van de federale begroting, veel meer projecten zal stimuleren en nieuwe markten zal helpen creëren voor producten die zijn afgeleid van koolstofdioxide ( zie Het koolstofvangsttijdperk kan eindelijk beginnen).

Luister hier naar meer van het interview (intro muziek: 'Glenn' van Anitek ) :

Maar er blijven serieuze uitdagingen. Zelfs met het belastingkrediet zullen bedrijven hoge kosten maken door CO2-afvangsystemen toe te voegen aan bestaande elektriciteitscentrales. En een veel geciteerde studie uit 2011 , co-auteur van MIT-onderzoeker Howard Herzog, ontdekte dat directe luchtopvang enorme hoeveelheden energie vereist en 10 keer zoveel kost als het wassen van koolstof uit energiecentrales.

(Dit interview is bewerkt voor lengte en duidelijkheid.)

Eind februari schreef je a Medium bericht zeggend dat we met het verstrijken van het verhoogde belastingkrediet voor het afvangen en opslaan van koolstof de klimaattegenaanval hebben gelanceerd. Waarom is dat erg?

Ministerie van Energie

Het stelt formeel een prijs op koolstof. Er staat dat je betaald moet worden om geen kooldioxide uit te stoten, en je zou ergens tussen $ 35 per ton en $ 50 per ton moeten worden betaald. Dat is dus al een enorme verandering. Daarnaast staat er dat je drie dingen kunt doen: je kunt CO2 opslaan, je kunt het gebruiken voor een betere oliewinning, of je kunt er iets van maken. In wezen zegt het dat niet-uitstoten waarde heeft.

Zoals ik al vaker heb gezegd, is het gebrek aan vooruitgang bij de implementatie van CCS tot nu toe geen kwestie van kosten. Het was echt een kwestie van financiën.

De Toekomstwet zorgt voor die financiering.

Ik identificeerde een aanvullende bepaling waarin stond dat je niet alleen een elektriciteitscentrale als een bron of een industrieel terrein als een bron kunt beschouwen, maar dat je de lucht ook als een bron kunt beschouwen.

Zelfs als we vandaag al onze uitstoot op nul hebben gezet, hebben we nog steeds een erfenis van twee biljoen ton CO2 in de lucht, en daar moeten we iets aan doen.

En deze wet zegt: ja, dat zouden we moeten doen. Er staat dat we koolstofdioxide uit de lucht kunnen halen en er dingen van kunnen maken.

In de Petra Nova-fabriek in Texas heb ik begrepen dat de kosten voor het afvangen van koolstof zoiets zijn als: $60 tot $70 een ton, die vandaag nog steeds de belastingvermindering zal overtreffen. Hoe gaan we die kloof dichten?

Er zijn veel verschillende manieren om er mee om te gaan. Bijvoorbeeld, de staat New Jersey heeft vandaag een norm van 90 procent schone energieportfolio gehaald. Door het beleid te wijzigen van een duurzame portfoliostandaard [die CCS-technologieën zou uitsluiten] naar een schone energiestandaard [waardoor ze in staat zouden zijn] werd hogere ambitie mogelijk.

In die context kan iemand die een CCS-project zou bouwen en een contract zou krijgen om die stroom te leveren, of die emissiereductie te leveren, daadwerkelijk opnieuw worden ingezet, gefinancierd en gebouwd worden. Dat kan gebeuren zonder enige technologische vooruitgang.

De technologie van vandaag is al kostenconcurrerend. CCS is tegenwoordig, als een retrofit, goedkoper dan een hele reeks dingen. Het is goedkoper dan nieuwbouw nucleair, het is goedkoper dan offshore wind. Het is goedkoper dan een heleboel dingen die we leuk vinden, en het is bijna overal goedkoper dan zonne-energie op het dak. Het is goedkoper dan vrijwel overal zonne-energie op nutsschaal, en het is goedkoper dan wat zon en wind 10 jaar geleden waren.

Wat vindt u van de kritiek dat dit allemaal de fossiele brandstofindustrie alleen maar in stand zal houden?

De vijand zijn geen fossiele brandstoffen; de vijand is emissies.

In een plaats als Californië met geweldige hernieuwbare bronnen en een goede infrastructuur voor hernieuwbare energie, kun je op een dag misschien nul [fossiele brandstoffen] bereiken.

Als je in Saskatchewan bent, kun je dat echt niet doen. Het is te koud voor een te groot deel van het jaar, en ze hebben geen zonnebronnen, en hun windbronnen zijn problematisch omdat ze zo sterk zijn dat ze de turbines verscheuren. Daarom deden ze de CCS-project in Saskatchewan. Voor hen was het de juiste oplossing.

Overschakelen naar directe luchtvangst, de basiswiskunde zegt dat je 2500 moleculen verplaatst om een ​​van CO2 op te vangen. Hoe goed komen we hierin en hoe goedkoop kunnen we dit op dit moment doen?

Als u de manier wilt optimaliseren waarop u de CO2-uitstoot in de hele economie zou verminderen, is directe luchtafvang het laatste dat u zou aanpakken. Het blijkt echter dat we niet in die samenleving leven. We optimaliseren op geen enkele manier iets.

Dus in plaats daarvan realiseren we ons dat we deze erfenis van emissies in de atmosfeer hebben en dat we hulpmiddelen nodig hebben om dat te beheren. Er zijn dus bedrijven zoals klimwerk , Carbon Engineering , en Globale thermostaat . Die jongens zeiden dat we weten dat we deze technologie nodig zullen hebben, dus ik ga nu aan het werk. Ze hebben een behoorlijke financiering, en de kosten dalen en verbeteren (zie Kan CO2 uit de atmosfeer zuigen echt werken? ).

Verwant verhaal

Verwant verhaal Analyse van een nieuw goedgekeurd belastingkrediet laat zien dat het een onmiddellijke deuk in de industriële emissies kan veroorzaken en het financiële gat voor elektriciteitscentrales kan verkleinen.

De kosten voor al deze dingen tegenwoordig, all-in kosten, liggen ergens tussen de $ 300 en $ 600 per ton. Ik heb in al die bedrijven gekeken en ik geloof dat ze allemaal op een glijpad zitten om ergens tussen 2022 en 2025 onder de $ 200 per ton te komen. En ik geloof dat ze tegen 2030 zullen dalen tot $ 100 per ton Op dat moment zijn dit reële opties.

Voor $ 200 per ton weten we vandaag ondubbelzinnig dat het veel goedkoper is om CO2 uit de lucht te halen dan te proberen een koolstofvrij vliegtuig te maken. Het wordt dus een optie die je gebruikt om achter koolstof aan te gaan in de moeilijk te reinigen delen van de economie.

Gaat het ooit werken als een bedrijf, of zal het altijd een soort van door de overheid gesteunde onderneming zijn om onszelf uit klimaatrampen te kopen?

Directe luchtafvang is tegenwoordig in grote lijnen niet concurrerend, maar er zijn plaatsen waar de waardepropositie reëel is. Dus laat me je een paar voorbeelden geven.

In veel delen van de wereld zijn er geen bronnen van CO2. Als je een Pepsi- of een Coca-Cola-fabriek in Sri Lanka runt, verbrand je letterlijk dieselbrandstof en vang je de CO2 op om in je cola te stoppen, tegen een waanzinnige prijs. Het kan $ 300 tot $ 800 per ton kosten om die CO2 te krijgen. Er zullen dus al plaatsen zijn in de toeleveringsketen van sommige mensen waar directe luchtafvang goedkoper zou kunnen zijn.

We praten met bedrijven als Goodyear, Firestone of Michelin. Ze maken banden, en op dit moment is de manier waarop ze hun carbon black krijgen [een materiaal dat wordt gebruikt bij de productie van banden dat is afgeleid van fossiele brandstof] in feite dat je pyrolyseert bunker brandstof in de Golfkust, wat een afschuwelijk, milieuvernietigend proces is. En dan verstuur je het met treinwagons naar de plek waar ze de banden maken.

Als ze zich van die markt kunnen loskoppelen door CO2 te verzamelen waar ze zich ook bevinden en dat in carbon black kunnen veranderen, kunnen ze marktschokken eigenlijk vermijden. Dus zelfs als het iets meer kost, kan de waarde voor dat bedrijf hoog genoeg zijn om het op de markt te brengen. Dat is waar ik zie dat directe lucht de komende jaren echt grip krijgt.

Het zal niet genoeg zijn voor het klimaat. We weten zeker dat we aan koolstofopslag zullen moeten doen, als we de uitstoot in de lucht echt willen beheersen. Maar er is veel grond om dit na te jagen, en we weten nooit precies waar technologie heen gaat.

In een van je eerdere Medium berichten u zei dat we uiteindelijk elk jaar 10 miljard ton CO2 uit de atmosfeer moeten halen. Climeworks doet er ongeveer 50 [in hun proeffabriek in IJsland]. Hoe ziet die opschaling eruit?

U hoeft niet alle 10 miljard ton te krijgen met directe luchtafvang. Dus laten we zeggen dat je gewoon een miljard wilt.

Op dit moment verplaatst Royal Dutch Shell als bedrijf jaarlijks 300 miljoen ton geraffineerd product. Dat betekent dat je drie tot vier bedrijven ter grootte van Royal Dutch Shell nodig hebt om CO2 uit de atmosfeer te halen.

Het goede nieuws is dat we die miljard ton vandaag niet nodig hebben. We hebben 10 of 20 of 30 jaar om tot een miljard ton directe luchtvangst te komen. Maar in feite hebben we dat soort schaalvergroting gezien in andere soorten cleantech-markten. Er is niets in de wetten van de natuurkunde of scheikunde dat dat stopt.

zich verstoppen