(Bloomberg, 13 november 2023) -Een startup die wordt gesteund door Bill Gates’ Breakthrough Energy Ventures heeft een hybride technologie ontwikkeld die techniek combineert met natuurlijke fotosyntheseprocessen om kooldioxide uit de atmosfeer te halen en ondergronds op te slaan.
“Het is belangrijk om te begrijpen dat koolstofverwijdering geen excuus is om te blijven uitstoten of om onze overgang naar een schone energie-economie te vertragen. We moeten zo snel mogelijk blijven innoveren”, schrijft Gates in het vandaag gepubliceerde rapport State of the Transition 2023 van zijn bedrijf.
“Maar het is duidelijk geworden dat het verwijderen van koolstof een noodzakelijk instrument zal zijn in onze gereedschapskist.”
Planten halen van nature CO2 uit de atmosfeer en slaan het op in hun weefsel, maar die CO2 komt weer vrij in de atmosfeer wanneer de plant ontbindt. De startup Graphyte, die vandaag van start gaat, neemt afvalbiomassa zoals afgedankte houtresten of rijstdoppen, droogt en steriliseert het om ontbinding te voorkomen.
Vervolgens condenseert het in dichte koolstofblokken, omhult het in een gepatenteerde polymeerbarrière en slaat het ondergronds op in een opslaglocatie. De koolstof wordt opgesloten en kan niet opnieuw vrijkomen.
Het idee voor het koolstofverwijderingsproces, dat Graphyte ‘koolstofgieten’ noemt, werd voor het eerst bedacht door BEV-partner Chris Rivest, die medeoprichter en Chief Executive Officer Barclay Rogers inhuurde om de technologie te commercialiseren en de startup te leiden.
“Hij en ik begonnen te praten over een dergelijke aanpak om te proberen het meeste te halen uit de koolstof in de biomassa en dan manieren te bepalen om ervoor te zorgen dat die koolstof niet opnieuw vrijkomt”, aldus Rogers.
“En door deze gezamenlijke discussies werd Graphyte geboren.”
Wat Rivest aansprak aan deze benadering was het potentieel voor duurzame, betaalbare en direct schaalbare koolstofverwijdering. “Er is bezorgdheid over de energie- en kapitaalintensiteit van sommige van de bestaande benaderingen, met name de technische benaderingen,” zei hij.
Graphyte is van plan afvalbiomassa op te kopen van lokale bronnen en zijn diensten voor koolstofverwijdering te verkopen aan zakelijke kopers.
Op dit moment zijn die kopers meestal technologiebedrijven zoals Microsoft en Shopify, die honderden miljoenen dollars hebben toegezegd om de opkomende koolstofverwijderingsindustrie te helpen opschalen en die het als cruciaal beschouwen om hun duurzaamheidsbeloften na te komen.
Bestaande koolstofverwijderingstechnologie zoals directe luchtafvang kost momenteel honderden tot duizenden dollars per ton verwijderde CO2 en vereist grote hoeveelheden hernieuwbare energie op schaal.
Goedkopere, op de natuur gebaseerde opties zoals het planten van bomen hebben ook nadelen op het gebied van duurzaamheid en meetproblemen.
Ter vergelijking: Graphyte zegt dat zijn genivelleerde productiekosten momenteel minder dan 100 dollar per ton bedragen, een moonshot-doelstelling voor koolstofverwijdering die met directe opvang in de lucht nog lang niet bereikt is.
Het vergt ook een tiende van de energie van directe luchtafvang en de koolstofblokken zullen naar verwachting meer dan duizend jaar meegaan, deels dankzij de gepatenteerde polymeerbarrière die ze beschermt, aldus Rogers.
Het proces is ook landefficiënt, met het potentieel om 10.000 ton CO2-equivalent per hectare te verwijderen, zei hij.
Graphyte is bezig met de bouw van zijn eerste fabriek in Pine Bluff, Arkansas, in de buurt van lokale hout- en rijstmolens die als biomassabronnen kunnen dienen, aldus Rogers.
Het bedrijf is ook bezig met het ondertekenen van afnameovereenkomsten met klanten, of een contractuele verbintenis om koolstofverwijderingsdiensten te kopen tegen een vooraf bepaalde prijs bij levering.
De eerste koolstofblokken worden naar verwachting in januari 2024 geproduceerd. De startup verwacht dat het project de capaciteit zal hebben om 5000 ton CO2 per jaar te verwijderen tegen eind 2023 en 50.000 tegen juli 2024.
De weg naar snelle opschaling is zeker niet gegarandeerd. Er zijn veel uitdagingen op het gebied van commercialisering, van het aantrekken van voldoende kopers die bereid zijn te betalen voor deze verwijderingsdiensten tot het verkrijgen van regelgeving en steun van de gemeenschap.
Het is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de blokken begraven blijven en dat de CO2 die erin opgesloten zit niet vrijkomt, hetzij door afbraak, hetzij door ontbinding.
Lekkage is in deze scenario’s mogelijk als de biomassa nat wordt of als er veel microbiële activiteit plaatsvindt, volgens Dan Sanchez, assistent-professor aan de Universiteit van Californië in Berkeley, die wetenschappelijk adviseur is van Graphyte.
De polymeerbarrière droogt en condenseert de blokken en fungeert als “een nuttige verzekeringspolis” om afbraak van de blokken te voorkomen, aldus Sanchez.
Die verzekeringspolis is essentieel om ervoor te zorgen dat de CO2 begraven blijft en de blokken geen methaan produceren en afgeven, volgens Brian Snyder, universitair hoofddocent aan het departement milieuwetenschappen van Louisiana State University.
Een belangrijk risico van op biomassa gebaseerde benaderingen voor koolstofverwijdering is dat deze biomassabronnen, net als stortplaatsen, methaan kunnen vrijmaken, een schadelijk broeikasgas, als ze worden blootgesteld aan bacteriën die het materiaal anaeroob verteren.
Graphyte’s benadering van het drogen, condenseren en verpakken van de biomassa zal helpen voorkomen dat dit proces plaatsvindt, zei hij.
Om de CO2 in de blokken te monitoren en te meten, zal Graphyte sensoren en eigen traceringsystemen installeren in de opslaglocaties.
Het bedrijf heeft ook Puro.earth gekozen als koolstofregister, een eerste stap in de richting van onafhankelijke verificatie van de verwijderingen.
Een ander belangrijk punt voor koolstofverwijderingstrajecten waarbij biomassa wordt gebruikt, is de beschikbaarheid van het materiaal. Volgens Sanchez is er in de VS genoeg restbiomassa voor de doeleinden van Graphyte en “meer dan genoeg voor elk bedrijf om mee te werken”.
De koolstofblokken van Graphyte, die in wezen koolstofstortplaatsen zijn, zullen ondergronds worden begraven, volgens vergelijkbare vergunningsvereisten als stortplaatsen voor bouwafval.
Hoewel het land boven de begraven blokken bruikbaar zou kunnen zijn voor bijvoorbeeld zonneparken, is het vaak een uitdaging om “de regelgeving te laten instemmen met grootschalige koolstofverwijderingsprojecten”, aldus Rogers.
“Als er zorgen zijn, dan pakken we die aan”, zei hij over de betrokkenheid van het bedrijf bij de lokale gemeenschap van Pine Bluff.
