Lost de steen des uitstoots ons C02-probleem op?

'We kunnen het hele klimaatprobleem een stuk sneller oplossen dan de bloedeloze weg van klimaatconferentie naar klimaatconferentie.'

Was getekend: Olaf Schuiling, 82 jaar, en emeritus hoogleraar geochemie aan de Universiteit Utrecht. Een krasse uitspraak van een krasse knar, zo je wilt - de vitale Schuiling fietst nog dagelijks twee keer heen en weer van zijn woonplaats De Bilt naar de campus van de universiteit. En hij roept al vijftien jaar dat de opwarming van de aarde relatief eenvoudig is op te lossen. Maar noem hem vooral geen zonderling, laat staan een lid van het genootschap van klimaatsceptici. Hij is net terug van een conferentie in Australië, leidt overal workshops en publiceert zich een slag in de rondte.

Zijn oplossing voor het klimaatprobleem: olivijn. Dat is een keihard gesteente, dat overal ter wereld in grote hoeveelheden voorkomt. Olivijn is een mineraal dat bestaat uit silicaat, magnesium, ijzer en een beetje nikkel. En de truc is: olivijn verweert. Water en CO2 breken olivijn af tot een oplossing van een siliciumverbinding, magnesium en - zeg maar - het zuiveringszout bicarbonaat. In dat bicarbonaat is de CO2 opgesloten. Met andere woorden: met olivijn kun je CO2 vangen.

'Rechtstreeks of via rivierwater wordt het permanent in de oceaan opgeslagen, vertelt Schuiling in zijn werkkamer - kaliber bezemkast. 'Want de mariene fauna is blij met bicarbonaat - koralen, schelpen en andere organismen maken er hun skeletjes van. Die vormen na hun afsterven kalksteen.'

Olivijn is het snelst verwerende gesteente op aarde. Door het gesteente te vermalen denkt Schuiling dat verweringsproces nog flink te kunnen versnellen. 'Als poeder of grindkorrels uitgestrooid in de buurt van water kan het lekker snel CO2 binden. Als je een berg van olivijngesteente tot korrels vermaalt, verweert hij miljoenen malen sneller.

Reken even mee. Duizend kilogram olivijn bindt 1.250 kilogram CO2. Vijfentwintig miljard ton olivijn per jaar bindt dus alle dertig miljard ton CO2 die jaarlijks vrijkomt uit menselijke bronnen, aldus Schuiling. 'Vijftig olivijnmijnen op strategische plaatsen in de wereld kunnen jaarlijks 500 miljoen ton olivijn leveren. Uitgesmeerd op twee miljoen vierkante kilometer (grofweg de oppervlakte van Algerije, of vijftig keer Nederland - red.) volstaat een laagje van 3,5 millimeter olivijnpoeder.'

En het wondermiddel hoeft ons financieel de kop niet te kosten, denkt Schuiling. Het kost ongeveer vier euro per ton om olivijn te delven, en dan nog twee euro per ton om het tot zandkorreltjes te vermalen. 'De CO2 die door dat malen ontstaat, bedraagt vier procent van de CO2 die ermee wordt vastgelegd.'

Een koopje, ook in geld, aldus de geleerde, vergeleken met andere CO2-opslagmethoden. Olivijn levert tijd op om dure duurzame energievormen als zonne- en windenergie te ontwikkelen en af te kicken van de olie- en gasverslaving. 'Ook besparen we ons de hoofdpijn en frustratie die gepaard gaat met de troosteloze parade van klimaatconferenties, zoals recent weer in Peru en dit jaar ongetwijfeld in Parijs.'

Kritiek

Kritiek is er natuurlijk ook op Schuilings olivijntheorie. 'Schuiling kan zijn grootschalige idee met veel overtuiging brengen,' zegt René Rietra, bodem-chemicus van Wageningen UR. 'Maar er valt wel wat op af te dingen. Utrechtse collega's van Schuiling hebben in 2009 op basis van theoretische exercities ontdekt dat olivijn in zee en op het strand slechts zeer langzaam CO2 bindt. Het klopt wel dat dat sneller gaat als zeer fijn gemalen olivijn wordt uitgestrooid, maar de energiekosten voor het malen zijn enorm,' denkt Rietra. Hij is op basis van eigen praktijkonderzoek bovendien sceptisch over de snelheid. 'Het gaat gewoon heel erg langzaam, zelfs bij redelijk fijn materiaal.' Ook stelt hij vraagtekens bij de kosten voor het delven van olivijn in de zeer grootschalige mijnen en de transportkosten ervan naar relevante locaties op aarde.

Rietra voegt eraan toe dat in gebieden zoals in Nederland waar van nature geen olivijn voorkomt, de hoeveelheid nikkel die bij de verwering vrijkomt op strand en op land wel degelijk tot problemen kan leiden. 'Met 2 gram nikkel per kilogram grond wordt de norm toch twee tot drie keer overschreden.'

Bij het RIVM deelt Job Spijker de onzekerheden over vooral de grootschalige toepassingen, zoals de discussie over de CO2-uitstoot van het malen van olivijn en over de snelheid van de binding. 'Een probleem is ook dat je niet weet hoe ecosystemen op verhoogde nikkelconcentraties reageren', zegt Spijker. 'En als het dan niet blijkt te werken, kun je niet zomaar even duizenden vierkante kilometers zee schoonmaken.'

Het RIVM staat wel positief tegenover kleinschalige experimenten waar ervaring kan worden opgedaan. Zo kunnen de CO2-emissies van een weg worden gecompenseerd door olivijn in de wegbermen te strooien. 'In een Rotterdams park worden boomspiegels (de stukken niet-bestrate grond rond een boomstam) met olivijn bestrooid. Mocht dat niet werken, kun je het materiaal weer weghalen.'

Maar ondanks de bedenkingen geeft Schuiling niet op. Om olivijn beter verteerbaar te maken, heeft hij vijftien toepassingen bedacht waarbij naast het vastleggen van CO2 andere nuttige doelen meeliften. We presenteren er vijf.

1. Wadden beschermen

Door de zeespiegelstijging zullen slikken of getijdenplaten zoals aan de Waddenkust of in Zeeland steeds minder vaak droog komen te staan. Ook zal er meer zand van de kusten afslaan.

Als op deze ondiepe kuststroken elk jaar een dunne laag olivijn wordt aangebracht, vreten wadpieren zich verschillende malen door de mineraallaag heen. 'Ze verteren het olivijn in hun maagdarmkanaal en poepen het verweerde materiaal uit. De kleinere uitgepoepte korreltjes binden CO2 versneld doordat ze samen een groter reactieoppervlak hebben', aldus Schuiling.

Bij het NIOZ in Yerseke voert marien bioloog Francesc Montserrat proeven uit met olivijn. Kleine testaquaria met zand, zeewater, olivijn met wadpieren en zonder wadpieren bemonstert hij elke week. Montserrat kan eerste, voorlopige resultaten bekendmaken. 'Olivijn verweert langzaam in zeewater en neemt daarbij CO2 op. De wadpieren lijken inderdaad met al hun gewroet en gevreet de afbraak en verwering van olivijn te versnellen. Ze leveren eigenlijk schonere olivijnkorrels die meer CO2 binden', vertelt hij.

Montserrat ziet mogelijkheden om wellicht een olivijnachtige 'zandmotor' te bouwen, die met de stroming en de wind zandachtig materiaal als kustverdediging verspreidt en tegelijk een CO2-sink vormt.'Van het daarbij vrijkomende magnesium en silicaat heeft de mariene flora vermoedelijk voordeel, maar we moeten er nog veel aan onderzoeken. Ook van de weliswaar lage doses nikkel in olivijn moeten we nog eventuele ecotoxische effecten onderzoeken.'

De geschatte hoeveelheid weggevangen CO2 als de jaarlijkse Nederlandse zandsuppletie met olivijn wordt uitgevoerd: 30 miljoen ton CO2 (15 procent van de Nederlandse uitstoot)

undefined

2. Biodiesel uit zee

Diatomeeën of kiezelwieren vormen een familie van zich zeer snel vermenigvuldigende eencellige organismen in zee. Olaf Schuiling stelt voor om deze kiezelwieren nog eens extra lekker vet te mesten met olivijn. Het silicaat uit het olivijn gebruiken ze om hun skeletjes te bouwen. 'In een lagune voor een strand met een halve meter olivijn erop, maken we een afgedamde lagune. Kiezelwieren groeien daar, waarbij ze door de getijdewerking voortdurend vers olivijn van het strand krijgen aangevoerd. Na verloop van tijd sterven ze af en vangen we de dode biomassa in een slim geconstrueerd afvoerputje.'

Tijdens hun leven leggen de olivijnvretende kiezelwieren CO2 vast, na het afsterven zijn uit de organismen met gemak vetzuren te winnen. 'Uit die vetzuren kan biodiesel worden vervaardigd, zonder dat dit de teelt van koolzaad op landbouwgrond vergt', aldus Schuiling.

In Qatar doet het Qatar Environmental & Energy Research Institute proeven en in India is de Andhra University betrokken. Schuiling: 'De Arabieren hebben heus door dat hun olie een keer opraakt.'

Op de botanische faculteit van de Andhra University in Visakhapatnam voert Thomas Kiram diatomeeën met allerhande bronnen van silicaat. 'Olivijn helpt zeker', zegt hij aan de telefoon. 'We hebben op kleine schaal proeven gedaan door het afvalwater van garnalenkwekerijen te verrijken met olivijn en daarop diatomeeën te kweken.' Het vergt volgens hem vooral vers water en weinig energie. De diatomeeën maken bovendien het afvalwater schoon. 'Dit nieuwe concept kan op termijn zeker bijdragen aan een duurzame vorm van biodiesel als transportbrandstof in India.'

De geschatte hoeveelheid gebonden CO2 komt overeen met de uitgespaarde CO2 door de huidige biodieselconsumptie. In Nederland was dit 259 miljoen liter in 2012.

undefined

3. Alternatieve nikkelmijn

Verschillende plantenfamilies kunnen een bijzonder kunstje. Op olivijnhoudende bodems nemen meerjarige planten uit bijvoorbeeld het geslacht Alyssum (schildzaad) uit de mosterdfamilie en sommige leden van de wolfsmelkfamilie nikkel op in hun weefsel. 'Nadat ze zijn geoogst, gedroogd en verbrand, kan de overblijvende as wel 6,5 tot 10 procent nikkel bevatten', zegt Schuiling terwijl hij een grote grijze zak over tafel schuift. 'Deze as komt van een proef op Cyprus en is nikkelrijker dan het rijkste nikkelerts, dat hooguit 4 procent nikkel bevat.'

De nikkeldelvende planten versnellen door hun wortelgroei bovendien de verwering van olivijn doordat ze zuurstof en CO2 uit de bodem halen. De plantaardige mijnwerkers halen al delvend CO2 uit de bodematmosfeer, die meer CO2 bevat dan de buitenlucht.

Het scheelt volgens Schuiling karrevrachten energie en vervuiling ten opzichte van de traditionele nikkelmijnbouw, die bovendien op steeds nikkelarmere ertsen stuit. 'De mooie gele plantjes kunnen ook uitstekend worden ingezet bij het landschapsherstel van oude mijnen', zegt Schuiling.

Afgelopen voorjaar zijn de hellingen van een oude asbestmijn op Cyprus met schildzaad ingezaaid. Daar onderzoekt Wijnand Schonewille de mogelijkheden voor economisch aantrekkelijke nikkelwinning. 'Alyssum is vooral aangelegd om erosie op de instabiele, steile mijnhellingen tegen te gaan', zegt de adviseur biobased-projecten. 'Op vlakkere gedeelten zouden we door ploegen en bemesten nikkelmijnbouw kunnen ontwikkelen. Het is eigenlijk een combinatie van mijnbouw en landbouw.'

Veel energie hoeft het niet te kosten. 'De planten groeien vanzelf en kunnen na snoei in de zon drogen. Bij de verbranding tot nikkelhoudende plantenas kunnen we zelfs energie terugwinnen', zegt Schonewille. Hij hoopt op subsidie van de Cypriotische overheid en de EU om in het groeiseizoen van dit jaar de marktkansen en techniek verder te ontwikkelen.

Als één procent van de klassieke nikkelmijnbouw wordt vervangen door plantaardige mijnbouw, scheelt dat 7,5 miljoen ton CO2.

4. Kunstrif

In ondiepe zeeën zoals in de zuidelijke Noordzee, het Kanaal en een deel van de Ierse Zee stroomt het water zeer snel. 'Als daar op een oppervlakte van 75 duizend vierkante kilometer - dat is slechts een stukje van de zee - een laagje olivijngrind wordt gestort, zorgt de beweging van het water dat de olivijndeeltjes schuren en botsen, en binnen tien dagen in flinters uiteenvallen en verweren', heeft Schuiling experimenteel aangetoond.

De aldus afnemende hoeveelheid CO2 in het water wordt vanzelf aangevuld door CO2 uit de lucht. Dit proces legt volgens hem evenveel CO2 vast als de gezamenlijke uitstoot van Nederland, België, Frankrijk, Engeland en Ierland. Alstublieft! Elk jaar weer. Voordeel is dat de schepen de olivijn direct vanuit de mijnen en maalderijen uit hun ruimen kunnen lossen.

Een variant hierop is om het olivijn in grovere brokken aan te brengen als kunstrif, om de kust onder water te beschermen tegen al te drastische stroming en afslag. Er wordt CO2 vastgelegd, ter plaatse stijgt de zuurgraad waardoor kalk neerslaat en de riffen aangroeien. Schuiling: 'De olivijnriffen kunnen kraamkamers worden voor vissen en schelpdieren zoals mosselen en oesters. Op grotere diepte zou het olivijnkoraal een leuke toeristische attractie kunnen worden voor zeeduikers.'

Rijkswaterstaat volgt het onderzoek 'met belangstelling', maar stelt 'volgens een internationaal protocol niet zomaar stoffen in zee te mogen brengen'. Bij onderzoeksinstituut Deltares voert Jos Vink onderzoek uit naar olivijn. 'We zien vooralsnog heel weinig negatieve effecten in zee. Naast de CO2-binding is het een aangetoond voordeel dat het zeewater niet verzuurt. Geen stoffen in zee of op land brengen vind ik een wat apart standpunt. Ga wandelen in de Eifel: je loopt over olivijn en je drinkt daar prachtig mineraalwater. Ga snorkelen langs de hele kust van Zuid-Amerika en je zwemt over olivijnbodems.'

5. Bosbrandbestrijding

Je zou het niet zeggen, maar bosbranden zijn na de verbranding van olie, kolen en gas de tweede bron van CO2-uitstoot in de wereld. Door serpentijn - gehydrateerde olivijn - met water te mengen en dit als een papje met sproeivliegtuigen over de brandende bossen te sproeien, is de brand sneller gedoofd. 'Het gehydrateerde olivijn zorgt er direct voor dat er geen zuurstof meer bij het vuur komt en geen brandbare gassen kunnen ontwijken', zegt Olaf Schuiling.

Een papierdun afdeklaagje volstaat, zo bleek vorig jaar bij een test op het landelijk brandweerterrein in Wijster en Wijchen. 'Dat waren best grote vuren, echt leuk testvuur', zegt Schuiling. 'Met een gietertje van anderhalve liter serpentijnpap kreeg ik het vuur in twee seconden uit.'

En dat gebakken laagje dan, op dat smeulende bos? 'Het is een onzichtbaar laagje dat na een paar regenbuien is verweerd, CO2 uit de lucht vastlegt en als bicarbonaat afvoert', aldus Schuiling. Bij bosbranden komt jaarlijks 6 miljard ton CO2 vrij.

Toch is Brandweer Nederland volgens woordvoerder Frank Huizinga niet enthousiast. 'Het had onvoldoende effect, was te klonterig en gaf rommel. Er is geen rapport van de test gemaakt.' Vanuit New South Wales (Australië) dat als altijd in december en januari met grote bosbranden kampt, mailt Warwick Kidd van de nationale brandweer dat serpentijn een interessant concept is. 'We hebben in het nieuwe jaar een aantal kleine experimenten op het programma staan om de effectiviteit bij bluswerk te testen. I'm happy to keep you informed.'

Geschatte hoeveelheid weggevangen CO2 bij alle bosbluswerk ter wereld: 0,5 tot 1 miljard ton CO2.

undefined