CO₂ is een verbinding van één koolstofatoom (C) en twee zuurstofatomen (O). We noemen het ook wel koolstofdioxide, kooldioxide of koolzuurgas. Kooldioxide is bij kamertemperatuur een gas. Andere eigenschappen van CO₂ zijn dat het kleurloos, reukloos en smaakloos is. CO₂ is niet brandbaar.

CO₂ komt in ons dagelijks leven op vele plaatsen voor. Het is bijvoorbeeld een vast bestanddeel van de atmosfeer en een essentiële bouwstof voor planten. Mensen en dieren maken het bij de verbranding van suikers en vetten. Ook zit het in lage concentraties in frisdrank, bier en champagne.

CO₂ is ook een broeikasgas waadoor door het klimaat aan het veranderen is.  

Per Nederlands huishouden is in 2010 gemiddeld 8.160 kg CO₂-uitstoot vrijgekomen. Transport is verantwoordelijk voor het merendeel van deze CO₂-uitstoot, met gasverbruik op de tweede plaats en elektriciteitsverbruik als derde bron. (Bron: Energie in Nederland 2011; uitgave van Netbeheer Nederland, augustus 2011).

In 2012 is deze hoeveelheid gestegen naar 8.400 kg CO₂-uitstoot per huishouden. Om met bomen deze 'huishoud-CO₂' te compenseren, moeten ruim 400 bomen in de tropen een jaar lang groeien. (bron: Milieu Centraal geciteerd in artikel "Kunstgreep moet milieuvervuiling duurder maken", NRC Handelsblad 28 september 2012).

CO₂ is een gas dat van nature in de atmosfeer en in allerlei natuurlijke kringloopprocessen voorkomt. CO₂ ontstaat doordat koolstof (C) wordt verbonden met zuurstof (O₂). CO₂ ontstaat bijvoorbeeld door natuurlijke processen in planten en dieren, en ook bij vulkanische activiteiten.

Naast de natuurlijke oorsprong komt CO₂ ook voort uit allerlei menselijke activiteiten. De belangrijkste daarvan is het verbranden van fossiele brandstoffen: steenkool, olie en aardgas, bijvoorbeeld voor de opwekking van elektriciteit en warmte. CO₂ komt ook vrij in allerlei processen in de industrie, bijvoorbeeld bij de productie van staal, cement en waterstof.

Het kappen van bossen heeft ook invloed op de natuurlijke kringlopen van CO₂. Door het kappen wordt er minder CO₂ uit de atmosfeer opgenomen en neemt de CO₂-concentratie in de atmosfeer toe.

Zoals met alle stoffen is het afhankelijk van de concentratie of de stof gevaarlijk is. CO₂ komt van nature voor in de lucht die we inademen. In de buitenlucht is de concentratie CO₂ circa 0,04%. Binnenshuis zijn de concentraties hoger omdat wij CO₂ uitademen. Wanneer de ventilatie niet berekend is op het aantal mensen, loopt de CO₂-concentratie op (bijv. in een vergaderzaal of schoollokaal).

Zie ook: RIVM (noot redacteur: oorspronkelijke link gemaakt in 2011 werkt niet meer in 2013; nog op zoek naar juiste verwijzing).

Om een idee te geven wanneer welke CO₂-concentraties voorkomen is hieronder een kort overzicht gemaakt:

Het klimaat is aan het veranderen (zie Hoe beïnvloedt CO₂ het klimaat).

Om de concentratie CO₂ in de atmosfeer niet te veel te laten toenemen en ernstige klimaatverandering tegen te gaan, moet de uitstoot van CO₂ bij verbranding van fossiele brandstoffen fors omlaag.

Dit kan door energie te besparen en door hernieuwbare energie te gebruiken uit bijvoorbeeld zon, wind en biomassa. Daarnaast wordt CCS gezien als een extra mogelijkheid om de CO₂-uitstoot terug te brengen, terwijl we tegelijk fossiele brandstoffen kunnen blijven gebruiken.

Veel regeringen en andere instanties zien grootschalige toepassing van CCS als een relatief goedkope manier om de CO₂-uitstoot in de wereld snel genoeg naar beneden te brengen. Zij verwachten dat hernieuwbare bronnen niet snel genoeg goedkoper worden of geïmplementeerd kunnen worden om ernstige klimaatverandering te kunnen voorkomen.

Zie ook: IEA World Energy Outlook 2009 en Argumentenkaart CCS

CCS is niet dé oplossing voor het klimaatprobleem, net zo min als andere technieken dat zijn. Het klimaatprobleem kan niet worden opgelost met één enkele techniek.

Het tegengaan van ernstige klimaatverandering is zo'n grote opgave dat we verschillende technieken en strategieën nodig hebben.

CO₂-afvang en -opslag wint de tijd die duurzame energie en energiebesparing nodig hebben om de volledige energievoorziening te kunnen overnemen. CO₂-afvang en -opslag wordt vaak in verband gebracht met de productie van elektriciteit. De technologie kan echter ook worden toegepast in de industrie waar duurzame alternatieven nog moeilijker zijn, zoals in de staal- en cementindustrie.

Zie ook: Argumentenkaart CCS

In het Kyoto Protocol is afgesproken dat de industrielanden hun uitstoot van broeikasgassen in de periode 20008-2012 met 5% verlagen ten opzichte van 1990. Momenteel wordt er gewerkt aan een opvolger van het Kyoto Protocol.

Binnen de internationale klimaatakkoorden onder de vlag van de Verenigde Naties mag permanente ondergrondse opslag van CO₂ meetellen voor het halen van de reductiedoelstellingen.

Tijdens de klimaattop te Cancún (eind 2010) is besloten dat ook de ondergrondse opslag van CO₂ in ontwikkelingslanden mee mag tellen voor het halen van de reductiedoelstellingen van de industrielanden. De ontwikkelingslanden hebben zelf nog geen verplichting tot het beperken van hun uitstoot van broeikasgassen.

Via het Clean Development Mechanism (CDM) kunnen industrielanden projecten in ontwikkelingslanden opzetten die CO₂-emissies reduceren. In ruil daarvoor krijgen ze compensatie in de vorm van credits (CER's), die zij mogen gebruiken om van hun eigen emissies af te trekken. Dit mechanisme stond al open voor duurzame energie en energiebesparingsprojecten en is nu dus ook van toepassing op CCS.

De precieze voorwaarden worden naar verwachting in de loop van 2011 uitgewerkt.

Zie ook: WP 2.3 en COP-16 verdrag m.b.t. CCS

Bij een kolencentrale kan CCS de netto-CO₂-uitstoot bijna naar nul terugbrengen. Zodra biomassa wordt ingezet (brandstof gemaakt van planten en bomen), kan de netto-uitstoot van CO₂ zelfs negatief worden Dat wil zeggen: de gehele keten, dus van productie van biomassa tot en met de energieomzetting en het opslaan van de CO₂, onttrekt CO₂ aan de atmosfeer. Dat komt doordat de biomassa (planten en bomen) die in een centrale wordt gebruikt, eerst CO₂ uit de atmosfeer heeft gebruikt voor de groei. Bij verbranden wordt die CO₂ weer teruggebracht, maar CCS houdt die hoeveelheid CO₂ uit de atmosfeer.

Dat kan interessant zijn als de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer een ernstige klimaatverandering gaat veroorzaken. Internationaal is afgesproken dat de gemiddelde temperatuur op aarde niet meer dan 2°C mag stijgen ten opzichte van het begin van de Industriële Revolutie (negentiende eeuw). Als de uitstoot niet snel genoeg wordt gereduceerd, kunnen negatieve emissies nodig zijn. 

De reden waarom dit niet op grote schaal gebeurt is economisch. Biomassa is relatief duur. Bovendien zorgt het meestoken van biomassa in een kolencentrale voor een verlaging van het rendement van een centrale. Centrales die 100% biomassa stoken hebben al een lager rendement dan kolen- of gascentrales. CCS verlaagt dat rendement nog meer. Deze effecten zorgen voor hogere productiekosten van de elektriciteit.

Afhankelijk van doelstellingen is het op termijn toch mogelijk dat de combinatie CCS en biomassa economisch haalbaar wordt. Hoe strenger de doelen, hoe meer voordelen CCS bij biomassa oplevert.

Zie ook: Wanneer wordt het aantrekkelijk om biomassa en CCS te combineren?

Eind 2010 was er een bewezen oliereserve van 1.383.000.000.000 vaten, wat neerkomt op een potentiële CO₂-uitstoot van 570 gigaton (Gton).

Voor aardgas is dit 250 Gton CO₂, en voor steenkool 2.300 Gton CO₂. In totaal zit er in de bewezen voorraden fossiele brandstoffen dus nog meer dan 3.200 Gton CO₂.

Maar de bewezen reserves vertellen niet het hele verhaal. De schatting is dat er 5x zoveel fossiele brandstoffen in de aarde aanwezig zijn. Hiervan zal een deel in de toekomst beter (economisch) winbaar worden, door nieuwe technologie. Een voorbeeld is schaliegas, waarvan de winning op dit moment controversieel is. Hiervan is 2,5x zoveel aanwezig in de ondergrond als van aardgas, wat neerkomt op 870 megaton CO₂ extra.

Bij de opwarming van de aarde zijn meerdere broeikasgassen betrokken, die ieder een sterk verschillende broeikaswerking hebben. Om de bijdrage van verschillende broeikasgassen onder één noemer te kunnen brengen, zijn twee nieuwe begrippen gemaakt.

CO₂-equivalente emissies drukken uit hoe groot de bijdrage van een broeikasgas in de komende honderd jaar is, uitgedrukt in termen van CO₂.

De stijging van het CO₂-gehalte in de atmosfeer draagt het meest bij aan de door mensen veroorzaakte klimaatverandering. CO₂ is echter niet het enige broeikasgas.

Methaan (CH₄), lachgas (N₂O), al dan niet verzadigde chloorfluorkoolstofverbindingen (CFK's en HFK's), de gehalogeneerde fluorkoolwaterstoffen (HFKs) en andere gehalogeneerde koolstofverbindingen die chloor en/of fluor bevatten zijn gezamenlijk verantwoordelijk voor bijna veertig procent van het totale broeikaseffect door alle broeikasgassen samen, hoewel de concentratie van deze stoffen in de atmosfeer veel lager is dan die van CO₂. Het broeikaseffect van deze gassen per molecuul is namelijk tot duizenden keren krachtiger.

CO2-equivalente concentraties zijn de optelsom van alle broeikasgassen en aerosolen die op dit moment in de atmosfeer voorkomen. Met andere woorden: dit is de CO₂-concentratie die een broeikaseffect zou veroorzaken die overeenkomt met de broeikaswerking van alle gassen samen.

In de jaren negentig is in Japan uitgebreid onderzocht of het, om de uitstoot van CO₂ tegen te gaan, zinvol is om (afgevangen) kooldioxide te koppelen aan waterstof door hier methanol van te maken  en dit te gebruiken als brandstof, bijvoorbeeld ter vervanging van benzine.

Voor het oplossen van het klimaatvraagstuk  is de productie van methanol uit kooldioxide en waterstof doorgaans geen goede aanpak. Waterstof is een schone en hoogwaardige brandstof die direct gebruikt kan worden om elektriciteit op te wekken en ook is te gebruiken als brandstof in een brandstofcelauto.  Als je het samen met kooldioxide gebruikt om methanol te maken, kost dat proces energie., Deze energie is meestal afkomstig uit fossiele brandstoffen en leidt tot CO₂ uitstoot. Bovendien levert de verbranding van methanol veel CO₂-uitstoot naar de lucht op. Ook moet worden opgemerkt dat het gebruik van waterstof bij elektriciteitsproductie en in een brandstofcelauto meestal een hoger omzettingsrendement kent dan gebruik van methanol in een verbrandingsmotor; ook dat is een nadeel. 

Wat wel een duurzaam toekomstbeeld kan zijn, is een waterstofeconomie. Daarin wordt bijvoorbeeld aardgas of steenkool (en later misschien biomassa) gebruikt om waterstof te maken. De CO₂ die hierbij vrijkomt wordt afgevangen en ondergronds opgeslagen. Maar je moet dan dus geen processen verzinnen om deze CO₂ weer aan waterstof te koppelen.

In specifieke situaties kan het maken van methanol uit waterstof en CO₂ echter wel bijdragen aan het verminderen van de CO₂-uitstoot. Een voorbeeld is de productie van waterstof met behulp van  elektriciteit uit een geothermische energiecentrale waarvan de geproduceerde elektriciteit niet direct is te gebruiken. Bij de winning van energie uit geothermische bronnen kan ook CO₂ vrijkomen. Door een deel van de geothermische energie te gebruiken om deze CO₂ afvangen en te koppelen aan waterstof, kun je methanol maken. Door deze methanol vervolgens te gebruiken ter vervanging van benzine, verminder je het gebruik van fossiele brandstof en daarmee de uitstoot van CO₂ naar de lucht.

Voor het uitstoten van CO2 dienen rechten te worden gekocht. De CO2-prijzen onder het Europese CO2-emissieshandelssysteem ofwel EU Emissions rading System(EU ETS) liggen de laatste jaren tussen rond de € 5 per ton CO2. De kosten van CCS liggen afhankelijk van de specifieke toepassing in de ordegrootte van € 50 € per ton CO2. De toepassing van CCS in de energiesector en de industrie vergt grote investeringen en het EU ETS geeft op dit moment aan bedrijven onvoldoende economische prikkels.

Mensen gebruiken grote hoeveelheden fossiele brandstoffen, zoals aardolie en aardgas voor hun energievoorziening. Door verbranding van deze brandstoffen komt heel veel CO₂ vrij en stijgt de concentratie van dit broeikasgas in de atmosfeer gestaag. Dit zorgt ervoor dat de aarde opwarmt.

Planten zetten met behulp van zonlicht CO₂ om in suikers (dit proces heet fotosynthese) en die suikers worden benut voor de groei. Je zou dus inderdaad kunnen zeggen dat meer CO₂ in de lucht goed voor planten is, want daardoor kunnen ze sneller groeien en kunnen voedselgewassen meer opbrengst leveren. In het laboratorium, waar we voldoende water en voedingsstoffen kunnen aanbieden, lukt het doorgaans goed om planten harder te laten groeien met meer CO₂.

Helaas werkt dit maar heel beperkt voor veel plantensoorten in de natuur en in de landbouw. Het geval wil namelijk dat veel planten hun fotosynthese juist verlagen als er meer suikers worden aangemaakt dan er verwerkt kunnen worden. Bij meer CO₂ en daardoor snelle suikertoename, wordt de fotosynthese sneller geremd en wordt het groei-effect van CO₂ onderdrukt.

De fotosynthese wordt door vele regelsystemen aangestuurd en door fundamenteel onderzoek bij onder andere de Universiteit Utrecht begrijpen we steeds beter hoe dit proces werkt. Dat is belangrijk, want met deze kennis kunnen meer robuuste gewassen worden geteeld die het beschikbare CO₂ beter kunnen benutten en die het liefst ook bestand zijn tegen hogere temperaturen. Een hoge concentratie CO₂ in de atmosfeer en het daarmee gepaard gaande warmere klimaat kunnen er eenvoudig toe leiden dat opbrengsten van landbouwgewassen afnemen. Met een alsmaar groeiende wereldbevolking is dat slecht nieuws.

Bronvermelding

Prof. dr. Sjef Smeekens

Afdeling Moleculaire Plantenfysiologie

Faculteit Bètawetenschappen

Universiteit Utrecht

Met zijn toestemming overgenomen uit De Telegraaf  van zaterdag 24 maart 2012

Zonnestralen die de aarde bereiken, worden aan het aardoppervlak teruggekaatst. De warmte van deze teruggekaatste stralen wordt opgenomen door een aantal gassen in de atmosfeer, waaronder CO₂. Deze gassen, die de warmte van de zon op de aarde vasthouden, worden broeikasgassen genoemd. De broeikasgassen warmen op en houden daarmee een deel van de zonnewarmte op aarde.

Dit effect is noodzakelijk voor het leven op aarde. Zonder broeikasgassen zoals koolstofdioxide (CO₂), waterdamp (H₂O) en methaan (CH₄) in de atmosfeer zou de gemiddelde temperatuur van de aarde -18ºC zijn; te koud om te leven.

Als er meer broeikassen in de atmosfeer terecht komen, wordt dit broeikaseffect logischerwijs versterkt. Tegenwoordig noemt men dit klimaatverandering, omdat de effecten veel verder reiken dan alleen maar temperatuurverandering.

Voor wetenschappers staat vast dat het CO₂-gehalte in de atmosfeer door toedoen van de mens sterk is toegenomen, dat CO₂ een opwarmend effect heeft en dat de gemiddelde wereldtemperatuur is gestegen met circa 0,8 graden Celsius sinds het begin van de industriële revolutie. Verder acht het IPCC het zeer waarschijnlijk (meer dan negentig procent kans) dat het grootste deel van de opwarming van de laatste vijftig jaar kan worden toegeschreven aan door de mens uitgestoten broeikasgassen.

Waartoe dit leidt in de toekomst, is veel onzekerder omdat dit afhangt van diverse factoren. Enerzijds weten we nog niet hoe sterk de toekomstige uitstoot van broeikasgassen zal toenemen (dit hangt af van wat mensen in de toekomst gaan doen). Anderzijds is er onzekerheid over de manier waarop het complexe klimaatsysteem daarop zal reageren (de zogenaamde klimaatgevoeligheid). Met het eerste punt wordt rekening gehouden door uit te gaan van een brede range van toekomstige emissiescenario's; het tweede punt door een brede range van het temperatuurverloop bij elk van deze scenario's mee te nemen. Samen geeft dit uiteenlopende uitkomsten voor de schatting van de mogelijke opwarming in de komende eeuw: volgens de IPCC-schattingen tussen de 1,1 en 6,4 graden Celsius.

Zie ook: IPCC-rapport (The Physical Science Basis) en Milieucentraal en Staat van het klimaat 2010, hoofdstuk 2. Ook de KNAW-brochure Klimaatverandering, wetenschap en debat geeft een helder beeld van de wetenschappelijke feiten en onzekerheden.

Rekenmodellen wijzen erop dat de gemiddelde temperatuur van de aarde in 2100 tussen de 1,0 - 6,5ºC zal zijn gestegen. Maar opwarming op zichzelf is niet het enige effect. Door de opwarming zullen zich vaker extreme weersomstandigheden voordoen die tot hittegolven, droogtes of juist zware wateroverlast kunnen leiden.

De afgelopen eeuw zijn er al belangrijke veranderingen in het klimaat waargenomen, zoals stijging van de gemiddelde luchttemperatuur, kleiner wordende gletsjers en de afname van het zee-ijs rond de Noordpool. Ook stijgt de zeespiegel als gevolg van klimaatverandering.

Zie ook: Energieportaal; KNAW-brochure Klimaatverandering, wetenschap en debat en IPCC-rapport (Engels). Er is consensus bij het overgrote deel van de klimaatwetenschappers dat er inderdaad sprake is van klimaatverandering. Via een speciaal webforum, http://www.climatedialogue.org/, wisselen 'alarmisten' en 'skeptici' wetenschappelijke argumenten uit over dit onderwerp (november 2012).

Tijdens de VN-klimaattop in Kopenhagen (2009) zijn afspraken gemaakt om de opwarming van de aarde te beperken tot twee graden Celsius. Op basis van huidige inzichten is er 50% kans dat een broeikasgasconcentratie van 550 ppm CO₂ (eigenlijk: CO₂ én andere broeikasgassen omgerekend naar CO₂-waarden, ook wel CO₂-equivalenten genoemd) in de atmosfeer leidt tot ongeveer 3° Celsius temperatuurstijging en dat 450 ppm CO2 zorgt voor een stijging van net iets meer dan 2° Celsius (de huidige concentratie is ongeveer 430 ppm).

Lees meer over dit onderwerp in bronnen zoals deze. Niet alles is voor een leek even toegankelijk; De staat van het klimaat 2010, of de samenvatting van het IPCC-rapport uit 2007, is waarschijnlijk een goed startpunt.

Staat van het klimaat 2010

Wetenschappelijk artikel van Meinshausen in Nature, 2009 over berekening van de hoeveelheid CO₂-uitstoot die samenhangt met het 450 ppm/2 graden niveau.

Samenvatting van het IPCC-rapport uit 2007, waarin de link wordt uitgelegd tussen 2 graden Celsius temperatuurstijging en 450 ppm CO₂.

Tijdens de VN-klimaatconferentie van Kopenhagen (2009), die werd bezocht door 192 landen, is afgesproken dat de temperatuurstijging beperkt moet blijven tot twee graden Celsius. Dan mag het aandeel van broeikasgassen, waaronder CO2, niet boven 450 deeltjes per miljoen (450 ppm) uitkomen. Op dit moment is het aandeel van broeikasgassen in de atmosfeer ongeveer 430 ppm. In 2050 moet de mondiale uitstoot van broeikasgassen dan 35-55% lager zijn dan in 1990. (bron: Staat van het klimaat 2010). 

Als er wereldwijd meer dan 1.440 Gigaton (Gt) CO₂ wordt uitgestoten in de periode 2000-2050, is er 50% kans dat de tweegraden-doelstelling niet wordt gehaald en dat de aarde meer dan 2 graden opwarmt. (bron: Meinshausen). Van dit CO₂-budget is tenminste 300 Gt al gebruikt in de jaren 2000-2010. Dit betekent dat slechts eenderde van de huidige bewezen reserves aan fossiele brandstoffen verbruikt mag worden om deze klimaatdoelstelling te halen.

Lees meer over dit onderwerp in bronnen zoals deze. Niet alles is voor een leek even toegankelijk; De staat van het klimaat 2010, of de Samenvatting van het IPCC-rapport uit 2007, is waarschijnlijk een goed startpunt.

Staat van het klimaat 2010

Wetenschappelijk artikel van Meinshausen in Nature, 2009 over berekening van de hoeveelheid CO2-uitstoot die samenhangt met het 450 ppm/2 graden niveau.

Samenvatting van het IPCC-rapport uit 2007, waarin de link wordt uitgelegd tussen 2 graden Celsius temperatuurstijging en 450 ppm CO2.

De CO₂-concentratie in de lucht wordt al sinds 1958 wereldwijd en voortdurend met grote precisie gemeten op verschillende observatiestations zoals op Hawaï, in Alaska, Samoa, Californië en op Antarctica.

Het observatiestation op Hawaï meet de CO₂-concentratie in de atmosfeer sinds 1958. In mei 2010 werd daar een concentratie van 393 ppm (deeltjes per miljoen deeltjes) gemeten. De jaarlijkse toename van CO₂ in de lucht was de afgelopen tien jaar 1,9 ppm.

De concentratie rond 1800 is af te leiden uit luchtbelletjes in oud ijs, en was ongeveer 280 ppm. De concentratie is door industrialisering en houtkap dus al met 40 procent toegenomen sinds de industriële revolutie rond 1860 startte.

Zie ook: Klimaatportaal

Wereldwijd wordt er jaarlijks 30.000 miljoen ton (Mt) CO₂ uitgestoten. In Nederland komt jaarlijks 170 miljoen ton (Mt) CO₂ vrij door menselijk handelen. Ongeveer 1/3 van die hoeveelheid komt vrij bij elektriciteitsopwekking.

Om een idee te geven van hoeveel CO₂ dat is: bekijk het overzicht met natuurlijke en menselijke activiteiten waarbij CO₂ betrokken is. De getallen zijn omgezet naar afstanden in meters om ze begrijpelijker te maken; hierbij geldt de uitstoot van een Nederlander als 1 meter. U kunt ook nalezen waar deze getallen vandaan komen. 

Het CCS-proces bestaat uit 3 stappen, namelijk het afvangen, transporteren en opslaan van CO₂.

De eerste stap in de keten van CCS-technieken is het afvangen van CO₂ (zie Hoe kan CO₂ worden afgevangen?). De CO₂ komt vrij bij de verbranding van fossiele brandstoffen in elektriciteitscentrales, maar ook bij industriële processen zoals raffinage en de productie van staal, cement en ammonia. Bij sommige industriële processen zoals waterstof- of ammoniaproductie komt CO₂ vrij in zuivere vorm. Bij kolen- en gascentrales komt CO₂ terecht in de rookgassen en is de CO₂ nog niet zuiver genoeg om te kunnen worden getransporteerd en opgeslagen. Deze CO₂ moet dus eerst uit de rookgassen worden onttrokken.

Na die eventuele zuivering volgt de tweede stap: het transporteren van de CO₂ naar de opslaglocatie (zie Hoe wordt afgevangen CO₂ vervoerd?). Dit kan via pijpleiding, tankwagen of schip.

De derde stap is het opslaan in de diepe ondergrond (zie Hoe en waar wordt CO₂ in de bodem opgeslagen?). Dat kan in een (bijna) leeg gas- of olieveld zijn, in een aquifer (ondergrondse waterhoudende laag) of in een kolenlaag.

Bij elektriciteitscentrales bestaat het grootste deel van de rookgassen voor een klein deel uit CO₂ en merendeels uit stikstof (N₂), dat afkomstig is uit de lucht waarmee kolen of aardgas verbrand worden (lucht bestaat immers voor ongeveer 80% uit stikstof). Voordat de CO₂ getransporteerd en opgeslagen kan worden, moet het gas worden gescheiden van andere rookgassen. Daar zijn veel manieren voor. De meest gangbare methode is het ‘binden' van CO₂ met andere materialen, meestal vloeistoffen (solvents).

Het is ook mogelijk om het aardgas of de kolen in de elektriciteitscentrale te verbranden met 'pure' zuurstof in plaats van lucht, zodat er geen vervuiling met stikstof optreedt. In dat geval moet de pure zuurstof echter wel zelf geproduceerd worden.

Daarnaast bestaan er industriële processen waarbij vrijwel zuiver CO₂ uit de schoorsteen komt. Deze zuivere CO₂ wordt gebruikt door frisdrankenfabrikanten bij de productie van koolzuurhoudende dranken (bv. cola) en in kassen in het Westland om de groei van gewassen te versnellen. De hoeveelheid CO₂ die deze toepassingen nodig hebben is echter veel kleiner dan de hoeveelheid CO₂ die elektriciteitscentrales en industrieën uitstoten.

De CO₂-afvang is in het algemeen de duurste schakel in de keten van afvang, transport en opslag. Bij installaties waar CO₂ geconcentreerd vrijkomt is afvangen goedkoper dan bij rookgassen met lage concentraties.

Afgevangen CO₂ kan op verschillende manieren worden vervoerd  van de locatie waar de CO₂ is afgevangen naar de plaats waar de CO₂ permanent opgeslagen wordt. Meestal gaat CO₂-transport per pijpleiding, maar het kan ook per schip of per tankwagen. De wijze van transport die gekozen wordt is van veel aspecten afhankelijk, bijvoorbeeld van de hoeveelheid CO₂ en de transportafstand.

Voor het gangbare transport via pijpleidingen wordt de afgevangen CO₂ eerst gecomprimeerd tot een vloeistof, omdat die aanzienlijk minder ruimte inneemt dan een gas. Oliemaatschappijen in de Verenigde Staten beschikken al over zo'n 3000 kilometer pijpleiding voor het vervoeren van CO₂. Zij injecteren CO₂ in de olievelden om meer olie te produceren.

Met behulp van een compressor wordt de CO₂ onder druk gebracht en via een boorgat, meestal op grote diepte (1500- 2500 meter) in de bodem geïnjecteerd.

Opslag van CO₂ kan in verschillende soorten ondergrond. De volgende soorten ondergrond worden onderzocht op de mogelijkheid van CO₂-opslag. Opslag kan bijvoorbeeld plaatsvinden in lege gasvelden. Dit is poreus gesteente dat eerst aardgas vasthield voordat dat gewonnen werd. Voor Nederland is dat op dit moment de meest veelbelovende optie. In lege aardgasreservoirs heerst een relatieve onderdruk (zie Hoe ziet een aardgasreservoir er uit?). De CO₂ verblijft op eenzelfde manier in het reservoir als voorheen het aardgas.

Opslaan van CO₂ kan in grote delen van de wereld in watervoerende lagen (aquifers). In dit geval lost de CO₂ uiteindelijk op in het aanwezige water.

CO₂ wordt nu al in grote delen van de wereld gebruikt voor het winnen van de laatste restanten olie uit bijna lege olievelden De CO₂ perst de olie eruit en blijft zelf grotendeels achter in het olieveld.

Een andere opslagmethode is die in kolenlagen. Ondergrondse kolenlagen bevatten van nature ook aardgas. Door de injectie van CO₂ kan dit aardgas gewonnen worden terwijl de CO₂ achterblijft in de kolen. Een praktisch probleem is de lage doorlaatbaarheid van de kolenlagen, die het moeilijk maken om CO₂ te injecteren.

Nee. De gelijkenissen zijn treffend, maar strikt genomen is dat niet zo. Het grootste theoretische verschil zit in de chemische reactie van CO₂ in de ondergrond met bijvoorbeeld water. Dat gebeurt bij aardgas niet. In de praktijk zijn de chemische effecten in de Nederlandse ondergrond van CO₂  zo langzaam en/of klein dat CO₂-injectie zeer dicht in de buurt komt van het omgekeerde van gasproductie. Verder wordt er altijd minder koolzuurgas in de grond opgeslagen dan de maximale capaciteit van het eerdere gasveld, om ervoor te zorgen dat alle CO₂ in dat veld opgeslagen kan blijven.

Het is dan ook niet zo dat CO₂-injectie de bodemdaling die eerder is veroorzaakt door gaswinning kan compenseren. De bodemstijging door CO₂-injectie is altijd minder groot dan de oorspronkelijke bodemdaling.

Bij beide technieken wordt CO₂ gebruikt. Bij enhanced oil recovery (EOR), ofwel verbeterde oliewinning, wordt koolstofdioxide in een olieveld gespoten. De opbrengsten van het olieveld, zowel in aantal vaten als in geld, stijgen hierdoor. Een deel van de CO₂ blijft achter in het olieveld, een ander deel komt met de olie mee omhoog en wordt dan vaak weer opnieuw geïnjecteered. EOR leidt daardoor tot opslag van CO₂, maar in sommige gevallen wordt die ook wel speciaal voor dit doel geproduceerd.  

EOR werkt op drie verschillende manieren:

1. De injectie van CO₂ verhoogt de druk in het olieveld.
2. De CO₂ mengt met de olie waardoor de olie minder stroperig wordt.
3. Door de CO₂ onder zeer hoge druk te injecteren, wordt de grond gekraakt.

Manier 1 en 2 treden altijd op. Manier 3 wordt soms toegepast. Dit is afhankelijk van de ondergrond.

Overigens wordt EOR ook wel uitgevoerd met andere stoffen dan CO₂, bijvoorbeeld met water (stoom) of stikstof.

Carbon capture & storage (CCS), CO₂-afvang en -opslag, heeft een ander hoofddoel dan EOR. Bij CCS wordt koolstofdioxide eerst afgevangen (bijvoorbeeld uit de rookgassen van een elektriciteitscentrale), getransporteerd en opgeslagen, bijvoorbeeld in een leeg gasveld. Hiermee draagt deze techniek bij aan vermindering van de koolstofdioxide-uitstoot.

EOR vindt plaats bij olievelden. Nu zijn olievelden niet per definitie geschikt om te CO₂ in op te slaan. Zeker als er weinig gas in de olievelden zit, is dat een teken dat de ondergrond ‘lek' is en dat CO₂ er niet langdurig kan worden opgeslagen. De EOR-techniek wordt ook toegepast bij gasvelden (dan heet het EGR, Enhanced Gas Recovery). Deze velden zijn vaak wel geschikt om CO₂ in op te slaan, aangezien het aardgas nog steeds in de grond zit.

Aardgas zit niet in een 'bel' - zoals vaak wordt gedacht - maar in een harde zandsteenlaag, honderden meters tot enkele kilometers diep in de ondergrond.  Deze gesteentelaag bestaat uit op elkaar geperste zandkorrels. Daartussen bevinden zich de microscopisch kleine ruimtes (poriën) waar het aardgas in zit. Bovenop deze zandsteenlaag ligt een dikke, afdichtende en ondoordringbare laag. Deze laag, tientallen tot honderden meters dik, wordt ook wel ‘caprock' genoemd en heeft het aardgas miljoenen jaren op dezelfde plaats in de reservoirs gehouden, zonder lekkage.

Hoe dieper je komt in de ondergrond, hoe hoger de heersende druk wordt. Deze hydrostatische (omgevings-)druk neemt toe met ongeveer 1 bar per 10 meter diepte. Zo is op 1,5 kilometer diepte de hydrostatische druk ongeveer 150 bar. De oorspronkelijke druk van een gasveld is meestal gelijk aan-maar soms ook iets hoger dan- de hydrostatische druk. Bij gaswinning uit het gasveld neemt de druk in het gasveld af; hij wordt lager dan de omgevingsdruk. Plaatselijk kan de druk in een leeg gasveld bijvoorbeeld 30 bar zijn, omdat dit veld goed is ingesloten door omliggende ondoordringbare lagen. In zo'n leeg gasveld kan CO₂ veilig permanent worden opgeslagen. Als er CO₂ is geïnjecteerd in het gasreservoir, zal de druk iets toenemen, maar nog altijd lager blijven dan de oorspronkelijke- en bij de diepte passende- omgevingsdruk.

Er is veel onderzoek gedaan naar het gedrag van CO₂ in de ondergrond.

Bij opslag in een leeg gasveld op grote diepte (1500 meter of meer) zal CO₂ in een zogenaamde ‘superkritische' vorm verkeren. Bij een temperatuur boven 31°C en een druk boven 73 bar (ongeveer 73 maal atmosferische druk) is CO₂ superkritisch, dat wil zeggen: een vloeibare stof maar geen echte vloeistof en ook geen gas. Het gedrag van superkritisch CO₂ is goed bekend. Het wordt veel gebruikt in procestechnologie, bijvoorbeeld om vlekken uit kleding te halen in wasserettes en voor het onttrekken van cafeïne aan koffie. Vet lost namelijk goed op in superkritisch CO₂.

Ook over de reacties van CO₂ met de hoofdbestanddelen van reservoirgesteenten en afdichtende lagen is veel bekend (mineralisatieprocessen).

Onderzoek is nooit 'af': er worden nog steeds studies uitgevoerd naar het gedrag van CO₂ in situaties die minder vaak voorkomen. 

Het is een misverstand te denken dat chemische reacties tussen gesteente, CO₂ en water kunnen leiden tot uitzetting van een gasreservoir. Een scheikundige stelde zelfs dat een reservoir tot 70% kan uitzetten en dus tot grote bodemstijging kan leiden of zelfs tot gevaar van aardbevingen. Dit is niet waar.

Het misverstand berust vaak op de aanname dat een reservoir voor 100% bestaat uit olivijn, een van de meest reactieve mineralen op aarde. Olivijn reageert inderdaad met CO₂ (zie ook Wat is olivijn).

Deze en vergelijkbare mineralen komen niet voor in (Nederlandse) reservoirs en aquifers. Ze zijn zo reactief dat ze de natuurlijke processen van erosie, transport en sedimentatie niet lang genoeg overleven om zandsteen te kunnen vormen.

In theorie zou uitzetting wel kunnen voorkomen als CO₂ gaat reageren met minder reactieve mineraalkorrels in het reservoir. Slechts 1 tot 10% van de bestanddelen van de Nederlandse reservoirzandstenen in gasreservoirs is reactief. Proeven bewijzen dat reactie alleen zal leiden tot opvulling van de poriën tussen de zandkorrels - zonder significante uitzetting of inkrimping.

De meeste reacties van mineralen met water en CO₂ verlopen op een tijdschaal van 100 tot 10.000 jaar. In lege gasreservoirs met een laag watergehalte, zoals vaak in Nederland voorkomt, kan het zelfs nog langer duren. Verreweg het grootste effect dat bij CO₂-injectie optreedt, is de uitzetting door de toename in gasdruk in het lege reservoir. Deze leidt tot bodemstijging, maar die zal altijd minder zijn dan de oorspronkelijke bodemdaling die eerder veroorzaakt was door de gaswinning.

In Nederland kijkt men vooral naar opslag in lege gasreservoirs. De CO₂ vult de poriën van het gesteente op tot aan de ondoorlatende of afdekkende laag (de ‘caprock') die het aardgas in het reservoir altijd op zijn plaats heeft gehouden. Uiteindelijk lost een gedeelte van de CO₂ op in het water dat langzaam vanuit de omliggende gesteentes in het reservoir doordringt. De rest wordt omgezet in mineralen die langzaam neerslaan in het reservoir en eventueel net onder de caprock. Deze processen treden op over verschillende tijdschalen, variërend van vele decennia tot tientallen duizenden jaren.

Beide processen (oplossen en omzetting) dragen bij aan het permanent opslaan en vasthouden van CO₂.

Zie ook: Hoe zou de CO₂ naar boven kunnen ontsnappen?

Nederland is sinds de jaren zestig een aardgasland. Nederland beschikt over een grote hoeveelheid gasvelden, kleine en grote, zowel onder land (onshore) als onder de zeebodem (offshore). Nederland wint het gas dat deze velden bevatten en gebruikt het zelf of exporteert het. Deze velden zijn wijd verspreid over Nederland en de Noordzee. Productie uit sommige reservoirs vindt bijna ongemerkt plaats. Het aardgas zit hoofdzakelijk in reservoirs van zandsteen op een diepte van 1,5 tot 3 kilometer, waar het miljoenen jaren heeft gezeten.

De komende jaren raakt een behoorlijk aantal van deze gasvelden uitgeput. Deze velden kunnen geschikt zijn voor de opslag van CO₂, maar dit kan pas na grondige studies per geval bepaald worden. De capaciteit varieert van een paar miljoen ton (Mt) CO₂ voor de kleinste velden tot zelfs 6500 Mt CO₂ voor het grote Slochteren-gasveld. Naar verwachting kan Nederland in lege gasvelden zo'n 800 Mt CO₂ opslaan op zee en een even grote hoeveelheid (zonder het Slochteren-gasveld) op land. Ter vergelijking: dat is voldoende om in de komende 40 jaar circa 20 procent van de Nederlandse CO₂-uitstoot uit de atmosfeer te houden. Als het Slochterenveld ook gebruikt wordt voor CO₂-opslag, heeft Nederland genoeg opslagcapaciteit om de komende 40 jaar haar volledige CO₂-uitstoot op te slaan.

Daarnaast kan CO₂ ook worden opgeslagen in aquifers. In de Nederlandse aquifers kan ongeveer 4000 Mt CO₂ worden opgeslagen.

Zie ook: CATO-booklet en Kamerbrief Barendrecht

Onderstaand overzicht geeft het geschatte potentieel aan CO₂-opslagmogelijkheden weer. Vooral het opslagpotentieel van aquifers is onzeker.

Wereldwijd potentieel voor CO₂ opslag (in miljard ton, Gt)

Een wereldwijde CO₂-uitstoot van 30 miljard ton per jaar betekent dat er volgens de beste schatting genoeg opslagruimte is voor 55 jaar.

Zie ook: Global carbon dioxide storage potential and costs

Soms ontstaan er lichte bevingen door gaswinning. Door gaswinning wordt de druk die aanwezig is in een gasveld minder. De spanningen in de ondergrond en op de breuken kunnen hierdoor veranderen. De gesteentelagen aan weerszijden van de breuk kunnen, soms met schokjes, langs elkaar schuiven, wat een lichte beving tot gevolg kan hebben. Dergelijke lichte bevingen doen zich af en toe bij sommige gasvelden voor. Een lichte beving is bijvoorbeeld 2 (nauwelijks waarneembaar) of 3 (effect van een voorbijrijdende vrachtwagen) op de schaal van Richter. 

Als gaswinning uit een zandsteenreservoir eerder geen significante bevingen heeft veroorzaakt, is de kans op grotere effecten door CO₂-injectie minimaal. De geïnjecteerde CO₂ herstelt gedeeltelijk de oorspronkelijke druk in het lege gasveld en de chemische effecten van CO₂ in de bodem zijn klein en langzaam.

Het Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratieproject (ROAD) is een initiatief van Uniper Benelux en ENGIE Energie Nederland (voorheen E.ON resp. Electrabel). Partners van het ROAD-project zijn het Havenbedrijf Rotterdam voor het CO2-transport (pijpleiding) en Oranje-Nassau Energie voor de CO2-injectie en -opslag.

In dit project wordt voorzien om een deel van CO2 uitstoot van een kolencentrale af te vangen en op te slaan onder de bodem van de Noordzee. (≈1 mln ton, ≈ 25% van de totale uitstoot).

In 2017 wordt de definitieve investeringsbeslissing verwacht.

ROAD is een demonstratieproject met als doel kennis en ervaring op te doen met grootschalige, geïntegreerde toepassing van CCS op elektriciteitsproductie.

ROAD is van belang voor de verdere toepassing CCS in zowel de energiesector als de industrie in Nederland en Europa.

Daarnaast legt ROAD een belangrijke basis voor de ontwikkeling van een CO2-netwerk in de Rotterdamse haven die ook grote industriegebieden in Noordwest-Europa (o.a. haven Antwerpen, Ruhrgebied) met elkaar moet gaan verbinden.

Algemeen:
ROAD is een van de eerste Europese demonstratieprojecten en heeft als doel kennis en ervaring op te doen met een grootschalige, geïntegreerde CCS-keten toegepast op elektriciteitsproductie.

Demonstratieprojecten als  ROAD vormen een belangrijke stap naar de commerciële toepassing van CCS in zowel de energiesector als de industrie.

De afzonderlijke afvang-, transport-, en opslagtechnieken worden al jaren effectief en veilig in o.a. de olie-, gas-, en chemische industrie toegepast. Belangrijk
leerdoel voor ROAD is om deze technieken in een geïntegreerde CCS-keten toe te passen.

Demonstratieprojecten als ROAD kunnen beter inzicht bieden in de kosten en baten van CCS-technologie en een belangrijke bijdrage leveren aan een verlaging van de kosten.

Naast technische kennis, levert het demonstratieproject ook veel op het gebied van organisatorische, commerciële, juridische en sociaal-maatschappelijke
kennis op, noodzakelijk om CCS-projecten te kunnen realiseren.

Kortom: Het project levert veel kennis en maakt de weg vrij voor commerciële toepassing van CCS.

Uitbreiding en verdieping van specifieke technische kennis met betrekking tot de individuele onderdelen van de CCS-keten en deze keten in zijn geheel. Voorbeelden hiervan betreffen:

-  Het op en afregelen van de centrale. Dit heeft effect op:

   - de samenstelling van het rookgas, en daarmee op de prestaties van de afvanginstallatie.

  - de snelheid van CO2-injectie in het reservoir en daarmee op de temperatuur. Bevriezing kan leiden tot ‘tijdelijke’ verstopping in het reservoir.

-  De beperkte grootte van de opslaglocatie. Het voorgestelde veld is relatief klein, waardoor het reservoir gevuld is. Hierdoor is relatief snel inzicht te krijgen in de effecten van geïnjecteerde CO2 in het reservoir.

-  De performance van de afvanginstallatie. Met de feitelijke CO2 afvang,  energieverbruik en emissies, kunnen modellen beter gekalibreerd worden, zodat het ontwerpproces kan worden verbeterd. 

- Kalibratie van CO2 verspreiding in de ondergrond.

ROAD ontvangt subsidie van de Nederlandse overheid (€ 150 mln en de Europese Commissie (€ 180 mln).
Deze bijdrage is nodig omdat CCS op dit moment de status heeft van een demonstratie technologie die nog niet uitontwikkeld is. De subsidie is nadrukkelijk bedoeld om kennis op te bouwen en om hiermee de kosten (van volgende grote projecten) te reduceren. Naast de opslagen CO2 levert het project kennis op,
en is het dus een nuttige investering.

De overheid becijferde dat de kosten voor de Nederlandse overheid voor ROAD in 2020 57 €/ton CO2 zijn, dit is minder dan de kosten voor windenergie op zee en zonne-energie (≈ 150 €/ton CO2). Energiebesparing is echter vaak goedkoper. ^[1]

Op termijn moeten de vervuilers alle kosten voor CO2 opslag zelf betalen.

 
^{[1]IBO kostenefficiëntie CO2-reductiemaatregelen, Ministerie van Financiën, April 2016. Kamerbrief 09-04-2016}

Om klimaatverandering te beperken dient CCS te worden toegepast bij alle grote uitstoters van CO2. Dus zowel staalfabrieken, chemische industrie, gasgestookte centrales en kolencentrales.

Het sluiten van de kolencentrales is een politieke keuze, zolang ze nog niet dicht zijn kan de CO2 het best afgevangen en opgeslagen worden. Het is zeer
onwaarschijnlijk dat gedurende de looptijd van het project alle kolencentrales al dicht zullen zijn. Het is echter wel de vraag of project doorgang zal vinden als de levensduur relatief kort is of onzeker blijft.

Er zijn momenteel in Nederland geen andere grote demonstratieprojecten gepland. Mocht ROAD niet doorgaan dan wordt de introductie van CCS zeker met 5 jaar maar misschien wel veel langer vertraagd, terwijl klimaatverandering spoed vereist.

Het is niet de verwachting dat de prijs van CO2 in het Europese emissiehandelssysteem ofwel EU Emissions Trading System )EU ETS ) op korte tot middellange termijn zo zal stijgen dat investeringen in CCS economisch rendabel zullen zijn.

Daarom zal er na dit project nog steeds extra beleid nodig zijn. Dit kan door subsidie zoals bij windmolens en zonnepanelen, of door wetgeving die de maximale uitstoot beperkt. Dit laatste gebeurt bijvoorbeeld al bij fijnstof.

De overheid doet er verstandig aan om dit zo snel mogelijk te formuleren, zodat de eventuele investering in ROAD optimaal benut kan worden.

Voor de glastuinbouw zijn grote volumes CO2 nodig. Deze CO2 werd vroeger door de tuinders zelf geproduceerd door gas te verbranden, ook als de hierbij geproduceerde warmte niet nodig was. Met een aardgasverbruik van ca. 3,5 miljard m3 per jaar is de glastuinbouw één van de grootverbruikers van fossiele energie in Nederland (ca. 10%).

CO2-levering aan tuinders kan een belangrijke bijdrage leveren aan de verduurzaming van de Nederlandse glastuinbouw. Door de ontkoppeling van CO2- en warmtelevering is het mogelijk om te voorzien in de warmtevraag middels duurzame oplossingen (bijvoorbeeld restwarmte) zonder dat hiermee de beschikbaarheid van CO2 in gevaar komt.

Het hergebruik van de afgevangen CO2 van een energiecentrale door de levering aan tuinders kan op termijn een netto besparing van 500 kt CO2/jaar
opleveren.

Het ROAD-project faciliteert de CO2-levering aan de tuinders doordat de CO2 ondergronds gebufferd wordt. In de zomer is immers meer CO2 nodig dan in de winter.

De afzonderlijke afvang-, transport-, en opslagtechnieken worden al jaren effectief en veilig in o.a. de olie-, gas-, en chemische industrie toegepast. Ook op de
Maasvlakte is afgelopen jaren uitgebreid kennis en ervaring opgedaan met een pilot afvanginstallatie. Deze kennis wordt ook gebruikt voor de toepassing op grotere schaal binnen ROAD.

De alternatieve keuze voor de opslaglocatie Q16-Maas in plaats van de oorspronkelijk locatie P18-4 is gebaseerd op een aanzienlijke beperking van o.a. de investeringskosten (o.a. korte pijpleiding).

De opslaglocatie Q16-Maas van ROAD is op dit moment nog in productie. Voor het injecteren van CO2 in het veld Q16-Maas zal een extra put worden geslagen. Deze extra put zal in eerste instantie worden gebruikt om het aardgas sneller te produceren zodat het veld eerder beschikbaar komt voor CO2-opslag.

Opslag en hergebruik van CO2 afkomstig uit “pure bronnen” is uiteraard van belang en wordt door de OCAP ook op grote schaal toegepast. Grootschalige reductie van CO2 uitstoot kan alleen worden bereikt wanneer ook CO2 afkomstig uit niet pure bronnen wordt afgevangen, opgeslagen en/of hergebruikt.

Op dit moment is het aandeel duurzaam opgewekte energie in Nederland ca, 4,5%. De transitie naar een volledig duurzame energievoorziening zal vele decenia in beslag gaan nemen. In de overgang naar een duurzame energievoorziening zullen we dus nog gebruik moeten maken van fossiele brandstoffen die we daarbij efficiënt en schoon moeten inzetten. CCS is een kosteneffectieve klimaattechnologie om op relatief korte termijn en op grote schaal CO2-emissies te kunnen reduceren. Niet alleen in de energiesector, maar ook in de energie-intensieve industrie. 

Elke technologie of industriële activiteit brengt risico's met zich mee, ook het afvangen, transporteren en opslaan van CO₂. De belangrijkste vraag is daarom niet of er risico's zijn, maar of de risico's goed beheersbaar zijn en deze opwegen tegen de baten.

Risico is de kans dat er iets gebeurt maal het effect van deze gebeurtenis. In Nederland zijn er wettelijke normen voor risico's bij industriële activiteiten vastgelegd. Hieraan moet CO₂-afvang en -opslag natuurlijk ook voldoen.

Bij het afvangen van CO₂ zijn de risico's vergelijkbaar met en net zo goed beheersbaar als andere risico's in een industrieel complex of in een elektriciteitscentrale.

Bij het transport van CO₂ in pijpleidingen zou CO₂ kunnen ontsnappen via een breuk of gat in de pijp. De kans dat dit gebeurt, is vergelijkbaar met de kans op gaslekken in (ondergrondse) gaspijpleidingen. Goede controle verkleint de kans op lekkage. Daarnaast worden pijpleidingen uitgerust met een systeem dat ervoor zorgt dat het gedeelte van de pijpleiding waar de lekkage is afgesloten wordt, zodat er slechts een beperkt volume CO₂ weglekt.

Bij de opslag van CO₂ bestaat het risico dat CO₂ weglekt uit de opslaglocatie. Wanneer er CO₂ zou vrijkomen, kan dat alleen in kleine hoeveelheden, eventueel sijpelend langs de putafdichting of door een scheur in de diepe ondergrond. Overigens komen dergelijke hoeveelheden CO₂ iedere dag op een natuurlijke wijze vrij, uit de bodem overal in de wereld. Als dergelijke hoeveelheden CO₂ bovengronds in de lucht terecht komen, verwaaien ze snel en verdunnen aldus in de lucht. Het vrijkomen van een grote hoeveelheid CO₂ uit de opslaglocatie is zeer onwaarschijnlijk. De druk in een gasveld met opgeslagen CO₂ is lager dan de druk van de naaste omgeving, wat lekkage voorkomt.

Zie ook: Wie is er aansprakelijk wanneer CO₂-opslag toch fout gaat?

Ja, bij sommige CO₂-afvangprocessen kunnen zeer lage hoeveelheden zogenoemde nitrosamines vrijkomen. Enkele varianten van deze stoffen zijn kankerverwekkend. Nitrosamines komen ook van nature voor in de atmosfeer en worden in zonlicht binnen enkele uren afgebroken.

Om te voorkomen dat concentraties in de atmosfeer bedreigend hoog worden, zijn er normen voor de uitstoot, zoals bij alle chemische processen. Aanpassingen van het afvangproces zullen er naar verwachting voor zorgen dat toekomstige commerciële afvang ruim onder deze normen zal blijven.

De gevolgen van een lekkage van CO₂ hangen sterk af van de situatie. In vrijwel alle gevallen zal de CO₂ zich snel mengen met lucht tot een ongevaarlijke concentratie en zijn er geen gezondheidsrisico's.

Als er bijvoorbeeld een breuk in een hoge druk transportpijpleiding optreedt, zal de CO₂ met hoge druk de lucht in gespoten worden. Dit geeft een fontein met enorm veel lawaai. Doordat de CO₂ met kracht uit pijp wordt gespoten zal deze direct expanderen, waardoor er wervelingen in de lucht ontstaan. Deze wervelingen zorgen ervoor dat de CO₂ mengt tot ongevaarlijke concentraties.

Door de expansie van de CO₂, treedt een zeer sterk afkoeling op. Het vocht dat in de lucht aanwezig is zal daarom bevriezen. Hierdoor ontstaat een zichtbaar fontein, terwijl CO₂ zelf kleurloos is. Hiervan zijn vele geplande en ongeplande voorbeelden. Het fenomeen van mengen van hogedruk-CO₂ is heel sterk. Dit treedt ook op bij windstil weer. Als de CO₂ eenmaal gemengd is met lucht is zal deze zich niet meer ontmengen. De concentratie kan dus niet vanzelf hoger worden, ondanks het feit dat CO₂ zwaarder is dan lucht. Immers de lucht bevat van nature CO₂ en deze hoopt zich ook niet op tot gevaarlijke concentraties.Ook 'zakt' de CO₂ uit schoorstenen niet naar de grond. Een lekkage van CO₂ onder hoge druk is dus redelijk ongevaarlijk. CO₂ op lage druk is potentieel dus gevaarlijker dan CO₂ bij hoge druk.

Het gevaar ontstaat wanneer de hogedruk-CO₂ kan expanderen zonder eerst te mengen met lucht. Dit is bijvoorbeeld gebeurd in een verffabriek in Mönchengladbach, waar de brandblusinstallatie een grote hoeveelheid CO₂ vrijliet in de fabriekshal.

Zie ook: Mönchengladbach en Wanneer kan er een verstikkende CO₂-'deken' ontstaan?

Voor het ontstaan van een gevaarlijke CO₂-deken is een aantal voorwaarden nodig:
1. Er komt een grote hoeveelheid CO₂ vrij;

2. Deze CO₂ heeft een lage uitstroomsnelheid en een lage druk;

3. De grote hoeveelheid CO₂ ontsnapt in een korte tijd;
4. Het is windstil weer;
5. De CO₂ kan zich vanwege een fysieke beperking niet goed verspreiden (en dus mengen) over de omgeving.

Zo'n deken wordt pas gevaarlijk als ook aan de volgende voorwaarde wordt voldaan:

6. De CO₂-ontsnapping vindt of onopgemerkt plaatsvindt of zo dichtbij dat er geen tijd is om weg te komen.

Hieronder volgen enkele voorbeelden waar deze deken gevormd is.

Blusinstallatie verfabriek te Mönchengladbach

Tijdens een brand in een lakfabriek op een windstille dag (voorwaarde 4) werd door een defect de gehele CO₂-voorraad van het blussysteem in de fabriekshal geblazen. Deze CO₂ komt bij bijna atmosferische druk vrij en vulde de fabriekshal. Toen reddingswerkers arriveerde werden een paar deuren opengezet (voorwaarde 5) waardoor de CO₂ de woonwijk in kom stromen. Het gevolg van een grote hoeveelheid CO₂ (voorwaarde 1) die bij lage druk (voorwaarde 2) in een korte tijd (voorwaarde 3) naar buiten de woonwijk - gelegen in een dal - instroomde. Dit had men pas in de gaten toen omstanders ademhalingsproblemen kregen (voorwaarde 6).

Nyosmeer

Een grote hoeveelheid CO₂ (voorwaarde 1) kwan bij lage druk (voorwaarde 2) in een keer vrij (voorwaarde 3) toen het water in dit  vulkaanmeer ernstig verstoord werd. Op dat moment was het windstil (voorwaardes 4) en nacht, waardoor de meeste mensen sliepen en de CO₂ ontsnapping niet werd opgemerkt (voorwaarde 5). De CO₂ stroomde over de rand en in de ravijnen. Hierdoor en door de grote hoeveelheid CO₂ die vrij was gekomen kon de CO₂ deken zich ver verspreiden vorodat hij eindelijk mengde met de lucht (voorwaarde 5).

Kan zo'n gevaarlijke CO₂-deken zich ook bij CO₂-opslag vormen?

Nee. Tijdens het CO₂-transport en -opslagproces kan op een paar manieren een CO₂-ontsnapping plaatsvinden.

CO_2-transport

Dit zal zeer waarschijnlijk plaatsvinden via pijpleidingen. De CO₂ die hierin stroomt staat onder hoge druk (voldoet niet aan voorwaarde 2). Bij een breuk zullen automatische kleppen de pijp afsluiten, waardoor een geringe hoeveelheid CO₂ kan ontsnappen (voldoet niet aan voorwaarde 3). Als de pijp een klein gaatje heeft in plaats van een breuk, zal de uitstroomsnelheid van de CO₂ laag zijn (voldoet niet aan voorwaarde 2). De pijpleidingen zullen ook voorzien zijn van sensoren die alarm slaan bij een CO₂- lek.

Een andere manier om CO₂ te transporteren is via tankwagens. Deze tankwagens hebben een relatief kleine hoeveelheid CO₂ aan boord en bij een lekkage kan dus nooit veel CO₂ vrijkomen (voldoet niet aan voorwaarde 1).

CO₂-opslag

Tijdens de injectie bevindt de CO₂ zich onder hoge druk. Ook zijn er sensoren en kleppen zetten de injectie stil bij een CO₂-lek (voldoet niet aan voorwaardes 1, 2 en 6). Bij een CO₂-lek als de CO₂ al in het reservoir zit zal de druk van de CO₂ laag zijn en de uitstroomsnelheid klein. Ook zal goede monitoring zo'n lekkage ontdekken voordat hij plaatsvindt (voldoet niet aan voorwaardes 1, 2, 3 en 6).

Zie ook: Wat zijn de effecten van een CO₂ lekkage? en Hoe zou de CO₂ naar boven kunnen ontsnappen?

Er zijn drie mogelijke ontsnappingsroutes voor de CO₂. Deze zijn langs boorgaten, door de afdeklaag en langs breuken. Deze routes worden hieronder behandeld.

1) Langs boorgaten

Risico's van lekkage langs boorgaten kunnen na het stoppen van de CO₂-injectie ontstaan doordat (oude) boorgaten onvoldoende goed zijn afgedicht. Goede afdichting en documenteren daarvan zijn dan ook van groot belang. Chemische en mechanische aantasting van (oude) afgedichte boorgaten is nog een punt van onzekerheid. Er is in de wereld geen bewijs van significante lekkage langs zulke boorgaten geleverd. In de VS blijken veel bestaande boorgaten bij pilots voor CO₂-injectie al meer dan 30 jaar oud helemaal dicht.

Experimenten onder nagebootste condities, uitgevoerd door de Universiteit Utrecht en elders, laten zien dat het type cement dat in Nederland gebruikt wordt bij afdichting van oude boorgaten juist minder doorlatend wordt door reactie met CO₂ en water. De afdichting wordt dus alleen maar beter. Doordat veel boorgaten afgedicht zijn met honderden meters cement is het risico op lekkage klein. Onderzoek gaat wel door om overblijvende onzekerheden te kwantificeren.

2) Door de afdichtende laag (caprock) heen.

Alle lege gasreservoirs in Nederland zijn afgedekt met een afdichtende laag of ‘caprock' van enkele tientallen of honderden meters dikte. De kans op lekkage door mechanische verstoring of chemische aantasting is klein. Vele studies en experimenten tonen aan dat zelfs onder de meest ongunstige condities mechanische verstoring van de caprock door gaswinning of CO₂ -injectie niet zal leiden tot het breken of beschadigen van de afdichting. De chemische reacties tussen CO₂, water en caprock zijn zeer langzaam, dus chemische aantasting heeft waarschijnlijk geen groot effect. De universiteiten van Utrecht en Delft onderzoeken de integriteit van de caprock verder.

3) Langs bestaande breuken.

Breuken in de buurt of langs de randen van gasvelden zijn gedurende geologische perioden (1 tot 100 miljoen jaar) gasdicht geweest, anders was het aardgas al weggelekt. Als er geen teken is geweest van aardbevingen gedurende de gaswinning, is de kans op beweging of lekkage bij CO₂-injectie klein. Wel worden de chemische en mechanische effecten van CO₂ opslag op breuken verder onderzocht voor een beter begrip van het breukgedrag.

Er is onderscheid in drie fases:
1. Voorbereiden van putten en injectie;
2. Injecteren van CO₂ tot en met het afsluiten van de putten;
3. Post-operationele fase.

Vier categorieën schade zijn gedefinieerd:
1. Klimaatschade.
2. Milieuschade.
3. Schade aan personen.
4. Schade aan goederen.

Fase 1:
CO₂-opslag is (nog) niet expliciet in de Mijnbouwwet opgenomen, maar aangenomen wordt dat de aansprakelijkheid dezelfde is als bij boren naar olie of aardgas. De aansprakelijk ligt dan bij de vergunninghouder, het bedrijf dat de werkzaamheden verricht en/of de eigenaar van de falende apparatuur. Ongelukken met werknemers vallen (ook in andere fases) onder de Arbo-wet.

Fase 2:
Klimaatschade
Lekkende CO₂ wordt gezien als CO₂-uitstoot. De vergunninghouder moet daarvoor volgens het Europese emissiehandelssysteem CO₂-emissierechten aankopen en inleveren.
Milieuschade
De vergunninghouder is verantwoordelijk voor de kosten van het tegengaan van verdere schade en het ongedaan maken of compenseren van de al opgetreden schade.

Schade aan personen/goederen
Dit valt onder het Burgerlijk Wetboek. Afhankelijk van het ongeluk is de vergunninghouder, operator en/of eigenaar van de falende apparatuur verantwoordelijk.

Fase 3
Zelfde als in fase 2, tot 20 jaar nadat is aangetoond dat de CO₂ veilig is opgeslagen. Daarna is de overheid aansprakelijk. Voor schade aan personen of goederen blijft de operator aansprakelijk.

Zekerheidsstelling
Om te zorgen dat bedrijven in het geval van schade ook kunnen betalen is een ‘zekerheidsstelling' een eis voor een vergunning. De overheid bepaalt de hoogte en vorm. Door de zekerheidsstelling kan eventuele schade altijd worden vergoed.

Zo'n zekerheidsstelling kan verschillende vormen hebben. Bekend is het fonds waaruit schade door bodembeweging rond aardgaswinninglocaties betaald wordt. Dit fonds wordt gevuld door de aardgasbedrijven zelf. Ook een bankgarantie of verzekering is mogelijk.

Uiteindelijk heeft de rechter grote invloed op de interpretatie van de wet, de interpretatie van het oorzakelijk verband en de verdeling van de aansprakelijkheid (meestal onder verschillende vergunninghouders).

Op dit moment (begin 2011) wordt de aansprakelijkheid voor CO₂-opslag bij wet geregeld (wetsvoorstel TK 2010-2011, nr 32 343). Een apart wetsvoorstel voor het privaatrecht is nog in overweging en zal vermoedelijk aansluiten bij een bestaand artikel (art 6:177 BW) in het Burgerlijk Wetboek.

Gaswinning kan in sommige gevallen leiden tot enige beweging in de grond, die vergelijkbaar is met de bewegingen door zwaar vrachtverkeer langs een verkeersweg. Als de gaswinning geen significante bewegingen van de grond heeft veroorzaakt, is de kans op grotere effecten door CO₂-injectie of -opslag minimaal. De geïnjecteerde CO₂ herstelt de oorspronkelijke aardgasdruk en de chemische effecten van CO₂ in de bodem zijn klein en langzaam.

Zie ook: Kunnen de chemische effecten van CO₂ leiden tot bodemstijging of bodemdaling?

CO₂ dat in contact komt met water, lost op in dat water in de vorm van koolzuur. Nu zit er in grondwater van nature al een hoeveelheid CO₂. Deze hoeveelheid verschilt per gebied. In de Eifel (Duitsland) bijvoorbeeld, worden meerdere soorten bruisend bronwater verkocht. De vulkanische activiteit van het gebied is de bron van de CO₂.

Dat wil niet zeggen dat CO₂ geen kwaad kan in het grondwater. Zoals bij alle stoffen gaat het hier ook om de concentratie. Als water CO₂ opneemt, wordt het zuurder (dat wil zeggen, het krijgt een lagere pH-waarde). Hoe zuurder het water, hoe sneller de opname van zware metalen plaatsvindt. Afhankelijk van de hoeveelheid zware metalen in de bodem kunnen er dan zoveel metalen (of zodanige hoeveelheden van één metaal) in het water oplossen, dat het water ondrinkbaar wordt.

Of er echter inderdaad metalen oplossen in het grondwater en hoe snel die oplossing is, is afhankelijk van:

1. de oorspronkelijke zuurgraad van het water. Hoe zuurder het water oorspronkelijk is, hoe meer CO₂ er nodig is om het water zuurder te maken: van pH 7 naar 6 vergt minder CO₂ dan van pH 6 naar 5.
2. de hoeveelheid zware metalen die aanwezig is in de bodem.
3. de vraag of CO₂ het grondwater kan bereiken en in een zodanige hoeveelheid dat dit van invloed is.

Door de selectie van goede opslaglocaties met meerdere deklagen (‘cap-rocks') is het zeer onwaarschijnlijk dat opgeslagen CO₂ het grondwater of drinkwateraquifers bereikt. Deze liggen namelijk op enkele tientallen meters diepte. De CO₂-opslagreservoirs liggen echter op minimaal 1000 meter diepte. Ondanks de zeer kleine kans dat CO₂ het grond-/drinkwater bereikt, is het controleren van de zuurgraad van het grondwater en de aquifers een belangrijk onderdeel van het monitoringproces bij CO₂-opslag.

Stel dat, hoe onwaarschijnlijk dit ook is, er toch onacceptabele hoeveelheden CO₂ in een ondergrondse aquifer terecht zouden komen? Dan kan dit aquifer ontgast worden om milieuschade te voorkomen. Het water dat uit ondergrondse drinkwateraquifers gewonnen wordt, kan eenvoudig pH-neutraal worden gemaakt en ook de metalen kunnen eruit worden verwijderd.

In het Nederlandse onderzoeksprogramma naar CO₂-afvang, -transport en -opslag (CATO)  is een studie gedaan naar de concentratie CO₂ die nu al in de bodem zit. In het noorden en westen van ons land zit relatief veel CO₂ in de grond. Dit komt door ontbindend veen en binnendringend zeewater. In 2011 ging een vervolgonderzoek binnen het CATO-programma van start waarin wordt onderzocht hoeveel CO₂ er in grondwater terecht mag komen voordat het grondwater wordt aangetast.

Kortom: het is zeer onwaarschijnlijk dat een zodanige hoeveelheid CO₂ uit opslaglocaties kan lekken dat hierdoor het grondwater (of drinkwater opgeslagen in ondergrondse aquifers) aanzienlijk gaat verzuren. Mocht dat toch gebeuren, dan wordt dit opgemerkt tijdens het monitoringproces en zijn er maatregelen om de effecten, en de verzuring zelf, teniet te doen.

Om deze vraag te beantwoorden moeten we een paar dingen weten:

1. Hoeveel CO₂ ontsnapt er en met welke druk lekt het reservoir?
2. Hoeveel stroming staat er?
3. Hoe diep is de zeebodem?
4. Hoe beïnvloedt een verhoogde CO_2-concentratie het zeeleven?

De eerste drie vragen geven een indicatie hoe hoog de CO_2-concentratie bij de plaats van lekkage kan worden. De laatste vraag geeft een indicatie hoe schadelijk zo'n concentratie is.

Antwoord op vraag 1 tot en met 3:

De manieren waarop CO₂ kan ontsnappen zijn hetzelfde als bij opslag op land:

• a. er ontsnapt een kleine hoeveelheid bij een lage druk of
• b. er ontsnapt een grote hoeveelheid bij een hoge druk.

Beide ontsnappingsmogelijkheden zijn erg onwaarschijnlijk. Bij een lage druk-ontsnapping is de stroming van belang. Hoe harder de stroming, hoe sneller de CO₂ verdunt en hoe lager de concentratie. Bij een hoge druk-ontsnapping zal er zoveel turbulentie optreden dat de CO₂ sowieso mengt, ongeacht de stroming.

Ook de diepte is van belang. De Noordzee is relatief ondiep. Ontsnappend CO₂ zal als gasbelletjes naar het oppervlak stijgen en terechtkomen in de atmosfeer.

Antwoord op vraag 4:

CO₂ kan op twee manieren onderwater ecosystemen beïnvloeden:

1. Het kan zuurstof verdringen.
2. Het verzuurt het water.

Het eerste effect is verwaarloosbaar onder water. Het tweede effect heeft met name invloed op organismes die kalk gebruiken, zoals schaaldieren. Doodat in ecosystemen organismes elkaar nodig hebben (bjivoorbeeld voor voedsel of bescherming), zullen ook andere organismes hierdoor beïnvloed worden.

Welke invloed een verhoogde CO₂ concentratie heeft op ecosystemen in de Noordzee, is onzeker. De invloed van verhoogde CO_2-concentraties op afzonderlijke soorten is bekend, maar wat een ecosysteem als geheel doet is nog onzeker. Op dit moment lopen er verschillende Nederlandse en Europese projecten om die invloed duidelijk te krijgen. Men heeft reden om aan te nemen dat de ecosystemen in de Noordzee veerkrachtig genoeg zijn om bij een eventueel CO₂-lek amper negatieve effecten te ondervinden.

Overigens, doordat de atmosferische CO₂-concentratie stijgt, stijgt ook de CO₂-concentratie in de oceanen. Dit is een natuurlijk proces en vermindert het maken van kalkhoudende schelpen. Met name koralen worden hierdoor aangetast.

Zie ook:

Karman: http://www.wur.nl/NL/onderzoek/ResearchBlog/2011/02/17/CO2opslag_in_zeebodem_moet_kunnen.htm

ECO2: http://emsac.europolemer.eu/contenu/detail.php?RubriqueID=2&ProjetID=64

RISCS: http://www.riscs-co2.eu/

OSPAR: http://www.ospar.org/documents/dbase/publications/p00285_Ocean%20acidification.pdf

Plotselinge uitstoot van in de natuur voorkomend CO₂ en andere gassen vindt wel eens plaats in gebieden met vulkanische activiteit. Lake Nyos in Kameroen (West Afrika) is een hooggelegen kratermeer waar, net boven de bodem, het water wordt verzadigd met CO₂, dat voortdurend uit scheuren in de vulkanische bodem wordt geperst. Door de diepte van het meer en het gebrek aan mengen van de bovenste waterlagen met de onderste waterlagen bevatte de onderste waterlagen zeer veel CO₂, dat door de daar geldende hogere druk in het water was opgelost. Door nog onbekende oorzaak, maar hoogst waarschijnlijk door een landverschuiving, werd de onderste waterlaag in 1986 naar de oppervlakte verplaatst, waardoor een mengsel van vulkanische gassen door de lagere druk uit het water vrijkwam. Welke gassen dit precies waren is nooit vastgesteld, maar het is waarschijnlijk dat er ook CO₂ in het gasmengsel zat. Het gasmengsel stroomde over de kraterrand naar lager gelegen, bewoond gebied waardoor 1700 mensen stikten.

Dit soort ongelukken is heel zeldzaam. In hetzelfde gebied kwam eerder (1984; 37 doden) een grote hoeveelheid CO₂ vrij uit Lake Monoun. Ook in Californië (Horseshoelake, jaren negentig; dode bomen) en Indonesië (Dieng complex, 1979; 142 doden) komen soortgelijke erupties van vulkanisch CO₂ voor. De geysers in bijvoorbeeld het Yellowstone park in de VS spuiten regelmatig met CO₂ vermengd water of modder de lucht in. Ook in de Eifel (Duitsland) zijn deze geisers, zij het op kleinere schaal, te vinden.

Deze natuurrampen zijn niet mogelijk met CO₂-opslag in Nederland. Het zijn vulkanische gebieden en daarmee onvergelijkbaar met de Nederlandse geologische situatie. Van degelijke incidenten kan wel veel geleerd worden over de verspreiding van CO₂.

Zie ook: Wanneer kan er een verstikkende CO₂-deken ontstaan?

In 2008 brak er brand uit in een lakfabriek in Mönchengladbach (Duitsland). Door een technisch defect aan de CO₂-blusinstallatie is de gehele hoeveelheid CO₂, bedoeld voor het blussen van de brand, vrijgekomen. Dit was een forse hoeveelheid CO₂ die zich ophoopte in de fabriekshal.

Doordat deuren werden opengezet, verspreidde de CO₂ zich naar buiten. De lage druk, de bebouwing, het reliëf en het windstille weer zorgden ervoor dat de gaswolk een CO₂-‘deken' vormde. Omwonenden kregen last van ademhalingsproblemen. Sommigen raakten buiten bewustzijn, er vielen geen doden.

Zie ook: Wanneer kan er een verstikkende CO₂-'deken' ontstaan?

In het Weyburn-olieveld (Canada) wordt de techniek van enhanced oil recovery (EOR) gebruikt door energieproducent Cenovus. Doel van deze techniek is om de druk op het olieveld te vergroten, waardoor de olie gemakkelijker winbaar wordt, en tegelijk een bijdrage te leveren aan vermindering van de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer.

Halverwege januari 2011 stond in verscheidene Nederlandse kranten een bericht dat onafhankelijk onderzoek door Petro-Find had aangetoond dat het Canadese Weyburn project CO₂ zou lekken. Het onderzoek baseerde zijn claim op metingen op ongeveer 2 km van een injectieput.

Dit onderzoek is bekeken door experts van het Canadian Petroleum Technology Research Centre (PTRC, het onderzoeksinstituut dat voor de IEA GHG de geïnjecteerde CO₂ in de gaten houdt) en door CATO-experts. Hun conclusie is dat het onderzoek niet bewijst dat er geïnjecteerd CO2 ontsnapt. Het bewijst echter evenmin dat er geen geïnjecteerd CO2 ontsnapt. Dat laatste is uitgesloten door het onafhankelijk onderzoek dat IPAC-CO2 Research Inc. heeft uitgevoerd in de zomer van 2011 (IPAC-CO2 Research Inc. is een milieuorganisatie: the International Performance Assessment Centre for geologic storage of Carbon Dioxide) . Hun rapport is in december 2011 gepubliceerd.

Welk bewijs werd aangevoerd voor de claim van CO₂-lekkage?

Eeder werden twee hoofdargumenten genoemd voor de claim:

1. In de toplaag (de grond net onder de oppervlakte) werd een verhoogde concentratie CO₂ aangetroffen.
2. De isotopenverhouding van de gemeten CO₂ komt overeen met de isotopenverhouding van de geïnjecteerde CO₂.

(Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element, en dus met hetzelfde aantal protonen, waarin het aantal neutronen verschilt. Van veel elementen komt in de natuur een mengsel van isotopen voor. De verhouding waarin isotopen voorkomen in een monster kan heel nauwkeurig worden bepaald met behulp van massaspectrometrie.)

Reactie PTRC: De verhoogde concentratie CO₂ gemeten is een natuurlijk verschijnsel

De gemiddelde CO₂ concentratie in de monsters was 23.000 ppm (ppm: parts per million; dus 2.3%), met een maximum van 11%. Lucht bevat gemiddeld 0.04% CO₂. Echter, de gevonden waarden zijn voor deze locatie niet ongewoon. Voordat het Weyburn-project begon, heeft eenEuropese onderzoeksgroep metingen gedaan om het natuurlijke basisniveau vast te stellen. Ook hier werd een verhoogde concentratie CO₂ aangetroffen met een piek van 12%. Deze CO₂ heeft een natuurlijke oorsprong. Er bevindt zich daar namelijk een prairie en het is bekend dat bij deze grondsoort verhoogde CO₂ concentraties in de toplaag kunnen optreden, met name in een natte, warme zomer (zoals die van 2010).

Conclusie IPAC-CO2-rapport: klopt; het gaat om CO₂  van biologische oorsprong.

Reactie PTRC: De gevonden isotopenverhouding is niet uniek

De gevonden isotopenverhouding komt ook voor bij CO₂ in prairiegebieden waar geen CO₂-injectie is. Wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat huidige biologische activiteit CO₂ met de gevonden isotopenverhouding kan opleveren.
Conclusie IPAC-CO2-rapport: de gevonden isotopenverhouding (en edelgassamenstelling) past wel bij van nature in dit gebied voorkomend CO2, maar niet bij CO₂ dat uit veel diepere lagen in de ondergrond naar boven zou zijn gekomen.

Reactie PTRC: De injectiebron is te ver

De geïnjecteerde CO₂ moet van 1.5 km diep en 2 km ver gemigreerd zijn. Om dat in korte tijd te kunnen doen, moeten er één of meerdere grote scheuren in de bodem zitten. Maar deze scheuren zijn niet op de seismische data zien. Ook zal olie en water langs deze scheuren bewegen. Ook hiervoor is geen enkel bewijs gevonden. Dit maakt het zeer onwaarschijnlijk dat deze scheuren er zijn en dat de geïnjecteerde CO₂ nu al aangekomen zou kunnen zijn bij de plaats waar de metingen zijn verricht.

Conclusie IPAC-CO2-rapport:  er is geen wetenschappelijk bewijs voor lekkage van geïnjecteerd CO₂.

Gevolgen voor opslag in Nederland

De claim laat nog een keer duidelijk het belang van goede monitoring zien. Het Weyburn project is oorspronkelijk een EOR (Enhanced Oil Recovery)-project. Het monitoren van CO₂ is van ondergeschikt belang. Het gevolg hiervan is dat maar een klein gebied (<10%) van het Weyburn veld in de gaten wordt gehouden. Dit is echter wel het belangrijkste stuk van het gebied.

De situatie van het Weyburn-veld is anders dan de plannen voor CO₂-opslag in Nederland. Het Weyburn-veld is een olieveld waar CO₂ onder relatief hoge druk wordt geïnjecteerd. In Nederland zou CO₂ onder relatief lage druk in gasvelden geïnjecteerd worden. Dit heeft meerdere voordelen. De gasvelden hebben laten zien dat ze gas kunnen vasthouden. De lage druk zorgt ervoor dat bij een eventuele breuk de CO₂ in het veld blijft zitten. Het extrapoleren van de Weyburn bevindingen naar de Nederlandse context dient daarom - ongeacht de aard van deze bevindingen - met de nodige zorgvuldigheid te gebeuren.

Zie ook:

IPAC-CO2-rapport

Petrofind-rapport

PTRC-rapport

Reactie van CATO in NRC Handelsblad 14-1-2011

Wat is het verschil tussen EOR en CCS?

De Utsiraformatie is een steenlaag die in het Sleipner-project door Statoil wordt gebruikt voor het opslaan van CO₂. Door een olielekkage die in mei 2008 plaatsvond bij het Tordis olieveld van Statoil, ongeveer 300 kilometer ten noorden van het Sleipner project, zetten sommige mensen vraagtekens bij de effectiviteit van het Sleipner-project en van CO₂-opslag in het algemeen. Het Tordis-incident heeft echter geen raakvlakken met CO₂-opslag- behalve dat het Tordis-incident laat zien hoe belangrijk een goede werkwijze en adequaat toezicht zijn.

Wat gebeurde er bij Tordis?

Tordis is geen CO₂-opslagproject en er werd ook geen CO₂ gebruikt bij de werkzaamheden. Het gaat hier om oliewinning met een techniek die bekendstaat als 'subsea processing'. De techniek is bedoeld om de olieopbrengst te vergroten en waterlozingen en energieverbruik te verminderen. Daartoe werd water uit het Tordis-olieveld opnieuw geïnjecteerd. Hierdoor werd druk opgebouwd in de Utsira-formatie, waardoor er olie lekte naar de zeebodem. Meetinstrumenten namen onverwachte drukverlagingen waar bij de injecties, en kort daarna was er een oliefilm zichtbaar op de zee. Men stopte de injectie van water en onderzocht wat er aan de hand was.

Het Tordis-incident heeft om een aantal redenen niets te maken met Sleipner:

1. Tordis en Sleipner delen weliswaar dezelfde geologische formatie (Utsira-formatie), maar liggen 300 km uit elkaar. Kooldioxide verplaatst zich maximaal 3 km zijwaarts, een honderdste van de afstand tussen Tordis en Sleipner. Het is dus uitgesloten dat CO₂ van het opslagproject zich verplaatst zou hebben naar Tordis.
2. Gesteentekundig zijn Tordis en Sleipner erg verschillend. Tordis ligt aan de buitenrand van het sedimentaire bassin, waar geen dikke afdichtlagen aanwezig zijn, noch de dikke en doorlaatbare injectiezone die wel aanwezig is bij Sleipner. Hetzelfde geldt voor de Visund- en Ringhorne-velden, waar vergelijkbare incidenten zijn gerapporteerd. 

Geen van deze velden zou om die redenen zijn goedgekeurd voor CO₂-opslag. Op basis van de doorlaatbaarheid van de rotsen bij het Tordis-olieveld, wordt de injecteerbaarheid bij Tordis geschat op hooguit een tiende van die bij Sleipner.

Bovendien is voor injectie bij Tordis een veel hogere injectiedruk nodig_.  wat leidt tot een veel grotere kans op breuken in het reservoir en de afsluitende caprock dan bij Sleipner. In het Sleipner-veld is de druk op 800 meter diepte 80-100 bar. De CO₂ wordt geïnjecteerd met 60-65 bar. Dit is veel lager dan de druk van het veld. Hierdoor wordt voorkomen dat het veld gekraakt wordt (bij kraken zouden er scheuren in de ondergrond ontstaan). Bij het EOR-project moet de grond juist wel gekraakt worden en is de injectiedruk 137 bar. Er is geen enkele reden om aan te nemen dat de CO₂-injectie bij Sleipner enig effect heeft gehad op de caprock.

Kortom, de analogie tussen Tordis en Sleipner is zeer beperkt.

Toch kunnen er lessen worden geleerd uit het Tordis-incident. In een "Tordis and CCS Memo" schrijft oliewinningsbedrijf Statoil dat in dit gebied geen re-injectie van water onder hoge druk had moeten plaatsvinden, vanwege de injecteerbaarheidskenmerken van de Utsira-formatie bij Tordis. Op soortgelijke manier is een goede selectie van gebieden met de noodzakelijke afsluitende stratigrafie (verticale structuur van gesteentelagen) essentieel voor CO₂-opslag. Bij uitvoering hiervan moeten veiligheidsmarges in acht worden genomen om de integriteit van de formatie te garanderen.  Aan die eisen voldoen alle hedendaagse CO₂-opslagprojecten, inclusief Sleipner.

Er ging iets fout bij het overpompen waardoor er vloeistof vrijkwam. Waarschijnlijk is de man gestikt toen de vloeibare stof verdampte.

De CO₂ had een temperatuur van 70 graden onder nul. Dat maakte het lastig voor de hulpdiensten om de chauffeur te bereiken. Uiteindelijk hebben brandweermannen in speciale pakken hem gevonden.
Doordat de vloeibare CO₂ verdampte, ontstond er een grote witte wolk die op de grond bleef hangen. 

Aanvullende informatie

Werken met CO₂ onder hoge druk kan gevaarlijk zijn. Bij atmosferische druk kan CO₂ niet vloeibaar zijn en is het meteen een gas.

De firma Linde heeft een informatieve brochure uitgebracht over veilig werken met CO₂, om zowel koudeverbrandingen als ademhalingsmoeilijkheden te voorkomen. Er is ook een algemene folder van Linde over het werken met cryogene gassen.

Tijdens de winter van 2008 zijn enkele eenden omgekomen door een lek in een CO₂-leiding. Het lek was onder een bruggetje waar zij beschutting zochten tegen de kou. Er was geen sprake van gevaar voor de volksgezondheid.

Zie: "Eendensterfte door lek in CO₂-leiding"

Het aantrekkelijke van de combinatie van biomassa met CO₂-afvang en opslag is dat hierdoor de netto-uitstoot van CO₂ van de elektriciteitscentrale zelfs negatief kan worden. De gehele keten, dus van productie van biomassa tot en met de energieomzetting en het opslaan van de CO₂, onttrekt CO₂ aan de atmosfeer.

De productiekosten bij deze methode van elektriciteitsopwekking zijn echter hoog: 

1. biomassa is een relatief dure brandstof (op dit moment ongeveer vier keer zo duur als kolen)
2. het rendement van een elektriciteitscentrale wordt lager

Als er heel strenge CO2-reductiedoelen worden vastgesteld, kan de combinatie van biomassa met CO2-afvang en -opslag wel economisch haalbaar worden. 

Hoeveel CO₂ we nog mogen uitstoten, bepaalt waar CO₂-emissiereductie moet worden toegepast. CO₂-reductie bij grote individuele uitstoters, zoals energiecentrales en hoogovens, is relatief goedkoop, terwijl CO₂-reductie bij kleine individuele uitstoters, zoals auto's,relatief duur is. Hoe minder CO₂ we nog mogen uitstoten, hoe duurder de maatregelen worden om de benodigde CO₂-emissiereducties te halen. Hierdoor wordt op een moment de combinatie biomassa en CCS goedkoper dan de andere alternatieven die nog over zijn.

Ter illustratie staan hieronder de resultaten van een onderzoek uit 2005, waarin de wereldwijde kosten berekend zijn om de atmosferische CO₂-concentratie onder een bepaalde waarde te houden. Er zijn varianten doorgerekend

1. zonder CCS
2. met alleen CCS bij fossiele brandstoffen
3. met CCS ook bij biomassa.

Noot: Doordat deze studie al een paar jaar oud is, is de huidige atmosferische CO₂-concentratie hoger dan waar het rapport vanuit ging. Het gevolg is dat de kosten nu gelden voor hogere ppm-waardes dan die hieronder gegeven zijn.

Zie ook:

Studie (2005) Carbon capture and storage from fossil fuels and biomass - Costs and potential role in stabilising the atmosphere

Note 4 in ‘Equal Opportunity for Biomass in GHG Accounting of CCS'

"Dit kabinet investeert veel in duurzame energie. Om een indruk te geven: voor 2010 stel ik via een subsidieregeling in totaal een bedrag van zo'n maximaal 2 miljard euro beschikbaar voor duurzame energie, zoals windenergie op land, zonne-energie en biomassa-energie. Daar bovenop komt ook nog eens maximaal 4,5 miljard euro voor windparken op zee. Ondanks al die inspanningen blijven we nog tientallen jaren afhankelijk van fossiele energie en dan heb je CO₂-uitstoot. Daarom zal in de overgangsfase grootschalig CO₂ worden opgeslagen in Nederland. We zetten dus op beide in: energie duurzaam maken en energie besparen, en daar gaat veruit het meeste geld naar toe, én afvang en opslag van CO₂.''

Bron: Oud-minister Cramer

Zie ook:  Argumentenkaart CCS

Vooral het afvangen (capture) van CO₂ bij elektriciteitsopwekking is een relatief kostbaar proces. Afvangen van CO₂ bij industriële processen met hoge concentraties CO₂ is juist weer relatief goedkoop.

Met onderzoek en demonstratieprojecten worden de mogelijkheden onderzocht om de kosten naar beneden te krijgen.

De kosten voor afvang en opslag van CO₂ zijn onder andere afhankelijk van het type technologie en de brandstof die gebruikt worden. Afvangen en opslaan kost nu tussen de 25 en 80 €/ton CO₂. De kosten kunnen bij elektriciteitsopwekking ook uitgedrukt worden in een meerprijs voor elektriciteit: van 1,3 tot 3 €cent/kWh.

Bij toepassing van CO₂ bij oliewinning - om restanten olie uit velden te persen - is de prijs van CO₂-opslag minder relevant. Hierbij gaat het om de extra oliewinning, die zonder CO₂-injectie niet mogelijk of veel moeilijker zou zijn.

De baten van CO₂-opslag liggen vooral in de sfeer van de beperking van de gevolgen van klimaatverandering. Schattingen van de kosten voor gevolgen van en aanpassing aan klimaatverandering lopen nog ver uiteen, van (omgerekend) nul tot meer dan 1000 €/ton CO₂.

Zie ook: Argumentenkaart CCS en The Daily Climate

- De kosten van klimaatbeleid zijn hoog, maar vallen in het niet in vergelijking met de maatschappelijke kosten van klimaatverandering bij het uitblijven van de juiste maatregelen (lees significante CO2-emissie beperking).

- De maatschappelijke kosten die de CO2-uitstoot met zich meebrengt, komen op dit moment niet ten laste van de vervuiler. De vervuiler krijgt daarom nauwelijks economische prikkels om de CO2-uitstoot te beperken. De belangrijkste economische prikkel is de EU-ETS CO2 beprijzing, die op dit moment erg laag is.

- In de huidige situatie kan CCS daarom, net zoals veel duurzame energie bronnen, niet gerealiseerd worden zonder extra maatregelen van de overheid (o.a. subsidies).

- In een recente studie van het ECN wordt CCS “relatief kosteneffectief” genoemd [1] en is het een klimaattechnologie waarmee binnen afzienbare termijn op  grote schaal CO2-emissies kunnen worden gereduceerd. Hoewel “relatief kosteneffectief” vergt de toepassing van CCS in de energiesector en de industrie nog steeds grote investeringen.

^{[1]Daniëls, B. (ECN), Koelemeijer, R. (PBL) (2016): ‘Kostenefficiëntie van beleidsmaatregelen ter vermindering van broeikasgasemissies - bijlage bij het IBO kostenefficiëntie CO2-
reductiemaatregelen’, ECN-E--15-060, PBL publicatienummer 1748}

Olivijn is een gesteente dat op alle continenten in de wereld in grote hoeveelheden voorkomt. Het is een meestal groen tot groenbruin gekleurd glasachtig mineraal dat is gevormd in magma, wat rijk is aan magnesium. Olivijn komt bijvoorbeeld voor in de bergmassieven van Groenland, Noorwegen en Turkije.

Het gesteente kan met CO₂ reageren tot magnesiumcarbonaat of siliciumoxide (zand) afhankelijk van de samenstelling van het olivijn. De gasvormige CO₂ wordt daarmee dus vastgelegd in gesteente. Dit is een natuurlijk geologische verweringsproces waarmee de CO₂ dus uit de atmosfeer wordt gehaald. In geologische begrippen verloopt dit proces snel, voor menselijke begrippen gaat het echter langzaam.

Het omzetten van CO₂ met olivijn lijkt een mooie oplossing om klimaatverandering tegen te gaan. Dit idee is onlosmakelijk verbonden met emeritus professor Schuiling. Hij heeft diverse ideeën geopperd om dit toe te passen, zoals het verspreiden van fijngemalen olivijn op stranden en in tropische gebieden.

Afgezien van de grote hoeveelheden olivijn die nodig zijn, is de reactiesnelheid het grootste probleem. Om bij te dragen aan de klimaatdoelstelling moet het olivijn binnen maximaal een paar decennia reageren. Om de reactie te versnellen moet het olivijn heel fijn vermalen worden voor een maximaal contactoppervlak. De reactie kan ook worden versneld door de temperatuur te verhogen.

Andere onderzoekers hebben het plan om fijn olivijn-zand op stranden te strooien nader onderzocht. Hun berekening wijst erop dat olivijnzand op stranden er 700 tot 2100 jaar over zal doen om een stabiele CO₂-opname te realiseren. Dat is niet snel genoeg om nu een belangrijke bijdrage aan het CO₂ probleem te leveren. Bovendien is nog onvoldoende bekend of olivijn gevolgen heeft voor het bodem- en zeeleven.

De onderzoekers concluderen dat er wellicht in speciale situaties wel mogelijkheden liggen, bijvoorbeeld in de tropen.

Overigens moet groen olivijn niet worden verward met olivijngroen, wat vroeger gebruikt werd als kleurstof in aardewerk. Het olivijn dat we hier bedoelen, is magnesiumsilicaat. De aardewerkkleurstof olivijngroen is de kankerverwekkende stof nikkelsilicaat.

Zie ook: Proefschrift Geological storage of CO₂: Mechanical and chemical effects on host and seal formations

Olivijn komt voor in verschillende soorten gesteenten. Soms zijn dit metamorfe gesteenten, waarin onder invloed van verandering van de druk en temperatuur een of meer mineralen chemisch omgezet worden naar een ander mineraal of andere mineralen. Duniet is een veelvoorkomend, niet-metamorf gesteente waaruit olivijn kan worden gewonnen zonder dat dit olivijn asbest bevat in hoeveelheden die betekenis hebben (ref. Stichting Olivijn). Wel is er sprake van de aanwezigheid van nikkel, maar In het algemeen in zeer lage concentraties (ref. Stichting Olivijn).

Onder de naam 'Greensands'  wordt olivijn op de markt gebracht die uit duniet is gewonnen, met een relatief grote korrel (korrelgrootte van 50 µ). Hierbij spelen de fijnstofnormen (2.5  µ) geen rol, maar is de reactieoppervlakte ook niet erg groot. 

De ‘prik' die in veel frisdranken voorkomt, ontstaat door de toevoeging van koolzuur. Koolzuur is CO₂ (koolstofdioxide) dat is opgelost in water.

De ‘prik' in frisdrank is niets anders dan toegevoegde CO₂. Het opgeloste CO₂ in water, frisdranken en champagne wordt koolzuur genoemd. De bubbelende gasbelletjes geven een fris en sprankelend effect.

Er zijn geen cijfers bekend hoeveel CO₂ in frisdranken gebruikt wordt. Een schatting kan gemaakt worden op basis van frisdrankconsumptie. Een Nederlander drinkt per jaar gemiddeld ongeveer 100 liter frisdrank. Dit komt neer op ongeveer 500 gram CO₂ die een dorstige Nederlander binnenkrijgt. Hierbij is uitgegaan van 5 gram CO₂ per liter, omdat koolzuur niet in alle frisdranken zit. Nederland telt bijna 16,6 miljoen inwoners, dit betekent een totale consumptie van 8.300 ton CO₂, afkomstig van frisdranken.

Jaarlijks wordt zo'n 300.000 ton CO₂ aan de glastuinbouw geleverd. Bemesting met CO₂ zorgt voor een versnelde plantengroei.

Bij de fotosynthese gebruiken planten water en koolstofdioxide om te groeien. In de glastuinbouw is CO₂ een belangrijk middel om de productie van de gewassen te verhogen. Hogere CO₂-concentraties zorgen voor een versnelde plantengroei. In Nederlandse kassen wordt daarom traditioneel CO₂ toegevoegd, afkomstig van rookgassen uit verwarmingsketels. Het aardgas dat in de ketels wordt verstookt, levert echter kwalitatief slecht CO₂ op en is niet altijd even milieuvriendelijk. Zo gaat een deel van de warmte die vrijkomt bij de stook verloren. In de zomer als de gewassen de CO₂ nodig hebben, is namelijk geen verwarming nodig. In Nederland wordt daarom zuivere CO₂ via bestaande pijpleidingen aan diverse tuinders geleverd. De CO₂ is afkomstig van de Shell raffinaderij te Pernis. Door de levering van 0,3 Mt CO₂ wordt per jaar ruim 95 miljoen kubieke meter aardgas bespaard en vermindert de jaarlijkse uitstoot van CO₂ met 170.000 ton.

Zie ook: OCAP

In Zeeland draait een vergelijkbaar project: WarmCO_2. Restwarmte en zuivere CO₂ van kunstmestfabriek Yara worden ingezet in kassen bij Westdorpe. Door de crisis in de glastuinbouw hebben zich tot nu toe slechts drie bedrijven aangemeld bij dit project. 

Om branden te blussen in ruimtes met kostbare apparatuur of waar risico op kortsluiting is, worden koolzuursneeuwblussers gebruikt in plaats van water- of poederblussers.

CO₂ is een uitstekend blusmiddel. In de cilinder van koolzuursneeuwblussers bevindt zich vloeibare CO₂, die bij gebruik uitzet tot gas. Hierbij daalt de temperatuur tot -60ºC en de koolzuursneeuw stroomt uit de blusser. Het koude CO₂ zakt naar de grond, aangezien het blusgas een hogere dichtheid heeft dan lucht. De brand wordt geblust doordat CO₂ zuurstof verdringt, waardoor de brand dooft. De brandhaard wordt tegelijk afgekoeld. CO₂-blussers worden gebruikt om vloeistofbranden, bijvoorbeeld olie- en benzinebranden, te blussen. Daarnaast wordt dit soort brandblusser gebruikt bij branden van apparatuur die onder spanning staat. De koolzuursneeuw bevat geen water, waardoor kortsluiting wordt voorkomen. Koolzuursneeuwblussers zijn te vinden in omgevingen met kostbare apparatuur, zoals schakelkasten, telefoon- en elektrische centrales, grote keukens en musea.

In vergelijking met andere soorten brandblussers laat een koolzuursneeuwblusser geen reststof in de vorm van schuim of bluswater achter. Het voordeel van CO₂ als blusmiddel is tegelijk het grote nadeel. Bij gebruik in kleine, besloten ruimten wordt de zuurstof snel verdreven. Daar ontstaat dus verstikkingsgevaar.

Zie ook: Mönchengladbach in de Q&A

Vloeibare CO₂ wordt gebruikt om cafeïne uit koffiebonen te halen.

CO₂ is een goed oplosmiddel en wordt bijvoorbeeld gebruikt om cafeïne uit koffiebonen te verwijderen. De voorgestoomde bonen worden ondergedompeld in vloeibare CO₂ bij hoge druk. Nadat de cafeïne uit de bonen verwijderd is, wordt de druk verlaagd waardoor de CO₂ verdampt.

In de medische wereld wordt vloeibaar koolstofdioxide en CO₂-gas gebruikt voor verschillende doeleinden.

CO₂ wordt bij verschillende medische ingrepen en producten gebruikt. In de medische wereld wordt CO₂ puur of gemixt met andere gassen gebruikt. Bekende toepassingen zijn bij de verdoving en beademing van patiënten. CO₂ maakt de verdoving dieper, helpt patiënten met hyperventilatie en wordt gebruikt bij klinische en fysiologische onderzoeken. Daarnaast wordt vloeibare CO₂ gebruikt in de cryochirurgie om weefsel te bevriezen, bijvoorbeeld bij het verwijderen van wratten. De vloeibare variant is ook geschikt om medische apparatuur te desinfecteren.

Op dit moment worden verschillende andere toepassing met CO₂ onderzocht. Onderzocht wordt of implantaten medicijnen bij zich kunnen dragen , variërend van antibiotica tot tumorremmende stoffen, die worden losgelaten in het lichaam. CO₂ onder hoge druk laat de medicijnen in de implantaten doordringen.

CO₂ wordt gebruikt als "wasmiddel" in de wasserij. Als eerste wordt CO₂-gas onder druk vloeibaar gemaakt. Het vloeibare CO₂ heeft de consistentie van een gas en een lage oppervlaktespanning. Hierdoor kan CO₂ doordringen tot in de vezels van stoffen, waarbij vuil wordt weggespoeld. Na de wasbeurt wordt de druk in de machine verlaagd, waardoor het vloeibare CO₂ verdampt. De kleding droogt zonder sporen van CO₂ achter te laten. Het hele wasproces wordt uitgevoerd op kamertemperatuur. Het voordeel van lage temperaturen voorkomt krimpen, vervagen van kleuren en permanente hechting van vlekken aan de kleding. Hierdoor blijft kleding langer mooi en wordt veel bespaard op energiekosten, in vergelijking met andere wasmethodes. Een ander voordeel: CO₂ in de wasserij maakt het gebruik van chemische reinigingsmiddelen overbodig die schade aan het milieu kunnen veroorzaken.

CO₂ is een van de gassen die wordt gebruikt bij MAG-lassen.

Tegenwoordig staat CO₂-lassen beter bekend als MAG-lassen. MAG staat voor Metal Active Gas. Tegenhanger van MAG-lassen is het zogenoemde Metal Inert Gas lassen (MIG-lassen). Het verschil is dat het gebruikte gas bij MAG-lassen reageert met het lasmateriaal en dat bij MIG geen reactie optreedt. CO₂ en/of zuurstof vormt samen met argon het gasmengsel dat wordt gebruikt bij MAG-lassen. MIG/MAG-lassen wordt veel toegepast, mede door de hoge productiviteit. Deze lasmethodes zijn namelijk gemakkelijk te mechaniseren en automatiseren voor industriële doeleinden.

De CO₂-laser is een bekend apparaat in de industrie en medische wereld.

De CO₂-laser is een van de eerste en meest gebruikte gaslasers. Dit is te danken aan de veelzijdigheid van de laser. Het lassen en snijden van metaal is de belangrijkste toepassing van de CO₂-laser. Hierbij biedt het grote vermogen dat de laser kan leveren de uitkomst. Uitvoeringen met een lager vermogen zijn geschikt voor graveren en medische doeleinden. In de geneeskunde wordt de CO₂-laser gebruikt bij Keel- Neus en Oorheelkunde, tandheelkunde, gynaecologie, urologie en plastische chirurgie. De laserstralen zijn geschikt voor laserchirurgie, facelifts, membraanverwijdering, verwijdering van weefsel en om bepaalde huidcondities te verhelpen. De CO₂ bevindt zich in de ontladingsbuis van de laser. Naast CO₂ bestaat het gasmengsel deze buis ook uit helium, stikstof en waterstof.

Waterglas of natriumsilicaat lijkt veel op glas en is qua chemische samenstelling nauwelijks te onderscheiden van zand. Om het vloeibare waterglas om te zetten in een gel kunnen verschillende stoffen gebruikt worden. Meestal wordt een zogenoemde ‘alifiatische ester' gebruikt, samengesteld uit restproducten bij verschillende chemische productieprocessen. Een goedkopere oplossing is ‘spuitwater', ofwel CO₂ opgelost in water, dat zorgt voor eenzelfde chemische reactie.

De stoffen bevinden zich in heel lage concentraties in vele consumptieartikelen, zoals cosmetica, bier, drinkwater en (in relatief grote concentraties) in sigarettenrook.

Nitrosamines en nitramides worden in de lucht ook vrij snel weer afgebroken door zonlicht. De levensduur in de atmosfeer is maximaal enkele uren.

Nitrosamines zijn ongeveer zo giftig als zware metalen en tientallen tot honderden malen minder giftig dan polyaromatische koolwaterstoffen (PAK's) of dioxines. Nitramides zijn naar verwachting minder giftig dan nitrosamines. Bij de zeer lage hoeveelheden waarin deze stoffen vrijkomen, is geen sprake van acute giftigheid.

Van sommige nitrosamines is bewezen dat zij kankerverwekkend zijn. Sommige zijn niet kankerverwekkend, van weer andere is (nog) onbekend of ze kankerverwekkend zijn.

Van nitramides is niet aangetoond dat ze kankerverwekkend zijn.

Nitrosamines kunnen ontstaan bij het afvangen van CO₂ uit de rookgassen van bijvoorbeeld elektriciteitscentrales, in reactie van de gebruikte amines met stikstof. Ook in de lucht vinden allerlei reacties plaats met nitrosamines: zonlicht breekt ze bijvoorbeeld binnen een uur af. Soms reageren nitrosamides door tot nitramides.

De bron van de nitrosamines is vooral het afvangproces zelf. Bij het ‘wassen' van de CO₂ uit de rookgassen worden vaak amines gebruikt, zoals MEA (Mono-Ethanol-Amine). Deze absorptiestof (waar CO₂ zich aan bindt) wordt in principe steeds weer gebruikt: in een volgende stap van de cyclus wordt het koolstofdioxide ervan gescheiden, en dan kan MEA opnieuw gebruikt worden om CO₂ als het ware te vangen. De hierbij gebruikte amines degraderen echter langzaam. Degradatie betekent dat het in kwaliteit achteruit gaat. Vergelijk het met frituurvet: als je dat een aantal keren hebt gebruikt, moet je het vervangen. 

Amines en nitrosamines kunnen in kleine hoeveelheden via de schoorsteen ontsnappen. Dat is waargenomen in proefprojecten.

Bij proefprojecten waarbij amines als absorptiestof voor CO₂ worden gebruikt, zijn concentraties gemeten in de orde van 0,001 milligram per kubieke meter rookgas. Bij CO₂-afvangprojecten op grote schaal zal echter sprake zijn van volwaardige reinigingsinstallaties, waardoor de emissie van nitrosamines ver onder deze waarde uitvalt. Het is nog niet zeker bij welke concentratie nitrosamines mogelijk gevaarlijk zijn, maar uit proeven in Mongstad is wel gebleken dat de vorming van nitrosamines geen factor is waarmee rekening moet worden gehouden: er worden er minder gevormd dan kan worden waargenomen met de apparatuur.

Nitramides zijn niet gemeten in de rookgassen. Ze ontstaan later, als de geloosde sporen van amines in de lucht reageren met stikstofoxiden, onder invloed van zonlicht.

Nitrosamines en nitramides worden in de lucht ook vrij snel weer afgebroken door zonlicht; nitrosamines gemiddeld binnen een uur, nitramides binnen drie dagen. Naar de mogelijk gevaarlijke eigenschappen van nitramides wordt nog onderzoek gedaan. Ook het gedrag van nitramides in water moet verder worden uitgezocht.

Er zijn verschillende mogelijkheden om het ontstaan van de schadelijke nitrosamines en nitramides te voorkomen. Er zijn bijvoorbeeld alternatieven voor de amines die nu vaak gebruikt worden als absorptiemiddel voor CO₂-afvang. Dergelijk alternatieven worden binnen het CATO-onderzoeksprogramma nader onderzocht.

Ook het verwijderen van amines door de afgassen te ‘wassen' met water is een goede methode. Daarnaast zorgt lagere uitstoot van stikstofoxides ervoor dat minder van deze reactieproducten kunnen ontstaan.

In Mongstad (Noorwegen) staat een proefproject voor afvangen van CO₂ op stapel. Er staat al een testcentrum. Een grotere proef is in april 2011 uitgesteld door één van de financiers (Statoil) en de Noorse overheid.

Statoil geeft als reden op dat het eerst nader onderzoek wil doen naar de schadelijkheid van nitrosamines en nitramides die kunnen ontstaan. De Noorse milieuorganisatie Bellona heeft daar protest tegen aangetekend. Zij vindt dat er voldoende waarborgen zijn om de omgeving en de gezondheid van mensen te waarborgen.

Eerdere aannames over zaken waar nog geen wetenschappelijk bewijs voor is, waren aan de conservatieve kant (dit past bij het voorzorgsprincipe: als je het niet zeker weet, kies je een conservatieve schatting zodat je aan de veilige kant blijft). Sommige van die aannames over nitrosamines zijn inmiddels (najaar 2011) ontkracht door onderzoek. Daaruit bleek echter ook dat er voor nitramides, die langer (drie dagen, i.p.v. een uur) aanwezig blijven in de atmosfeer en in grotere mate worden gevormd dan eerst was aangenomen, meer onderzoek nodig is.

Wist u dat de meeste mensen het aandeel van duurzame energiebronnen te hoog inschatten?

Vaak wordt een schatting gedaan van 70% fossiele brandstoffen en 30% duurzame energie.

In Nederland komt slechts 3,4% van ons energieverbruik uit hernieuwbare bronnen zoals wind-of zonne-energie of energie uit biomassa of waterkracht. Voor ons elektriciteitsverbruik ligt het aandeel van hernieuwbare energiebronnen rond de 9 %. (bron: CBS).

Dit weetje is gebaseerd op het onderzoeksrapport uit 2011:

The Dutch general public's opinion on CCS and energy transition: Development in awareness, knowledge, beliefs and opinions related to information and media coverage.

Wist u dat veel mensen denken dat CO₂ vrijkomt uit spuitbussen?

Mensen denken dat CO₂ vrijkomt bij het gebruik van spuitbussen met deodorant of haarlak. Maar CO₂ is nooit gebruikt in spuitbussen.

Vroeger bevatten spuitbussen CFK's, die al sinds 1989 verboden zijn omdat ze de ozonlaag aantasten. CFK's (chloorfluorkoolwaterstoffen) zijn stabiele kunstmatige vluchtige organische stoffen, die bestaan uit chloor, fluor en koolstof. Ze zijn dus door mensen gemaakt.

CO₂ komt van nature voor in de atmosfeer (het wordt o.a. gemaakt door planten), maar komt ook vrij bij menselijke activiteiten, zoals verbranding van gas of kolen in een elektriciteitscentrale. Koolstofdioxide heeft niets te maken met aantasting van de ozonlaag; wel met het broeikaseffect en de opwarming van de aarde.

Er is verwarring over de termen kool(stof)monoxide en kool(stof)dioxide. Toch zijn er belangrijke verschillen tussen deze twee chemische stoffen.

Koolmonoxide (CO) is een kleurloos, reukloos en brandbaar gas dat ontstaat bij onvolledige verbranding van bijvoorbeeld gas of hout. Als er te weinig ventilatie is in de ruimte waar koolmonoxide vrijkomt, is het een erg gevaarlijk gas. Koolmonoxide wordt 250 keer sneller in het bloed opgenomen dan zuurstof. Bij te grote hoeveelheden koolmonoxide krijgt u te weinig zuurstof. De brandweer geeft tips voor het voorkomen en herkennen van koolmonoxidevergiftiging.  Het toegelaten maximum koolmonoxide in de lucht is erg laag: 0,0009% (of: 9 ppm). 0,02% (200 ppm) leidt binnen 2-3 uur tot hoofdpijn. Bij 0,32% (320 ppm) is dit gas binnen een half uur dodelijk. (bron)

Kooldioxide (CO₂) is ook een kleurloos, bijna reukloos gas dat ontstaat bij (volledige) verbranding van bijvoorbeeld gas, hout of olie. Zelf kan het niet branden of ontploffen (het wordt gebruikt in brandblussers). Kooldioxide is gevaarlijk als het gas zich ophoopt en er te weinig zuurstof in de ruimte overblijft. Het is dus op een andere manier gevaarlijk dan het giftige koolmonoxide. in de buitenlucht is van nature ongeveer 0,04% CO₂ (389 ppm) aanwezig. Vanaf 4x de concentratie in de buitenlucht (ongeveer 1% CO₂ aanwezig in de ruimte) kun je het al ervaren als 'benauwd'. Klachten (hoofdpijn) ontstaan bij 3-5%. CO₂ kan dodelijk zijn bij concentraties van 10-15%.

Wist u dat sommige mensen denken dat CO₂ net zoiets is als kernafval, dat het kan ontploffen, of dat het kan zorgen voor DNA-mutaties bij mensen of dieren? Deze ideeën zijn niet waar.

Lees voor feiten over de eigenschappen van CO₂ bijvoorbeeld de veelgestelde Algemene vragen over CO₂ en CCS of Waar vind je CO₂ in het dagelijks leven op deze website.

Dit weetje is gebaseerd op het onderzoeksrapport uit 2011:

The Dutch general public's opinion on CCS and energy transition: Development in awareness, knowledge, beliefs and opinions related to information and media coverage.

Wist u dat mensen, wanneer zij geïnformeerd worden over CO₂-opslag als één van de mogelijke oplossingen om de Nederlandse CO2-uitstoot te verlagen, hierover matig negatief zijn?

Zij geven dan de voorkeur aan maatregelen als energiebesparing, besparen op materiaalgebruik, windenergie, energie uit biomassa, of kernenergie. Dit past overigens bij de CATO-benadering, die ook uitgaat van een pakket aan maatregelen waarvan CO₂-opslag er wellicht een kan zijn, de zogenaamde Trias Energetica.

Dit weetje is gebaseerd op het onderzoeksrapport uit 2011:

The Dutch general public's opinion on CCS and energy transition: Development in awareness, knowledge, beliefs and opinions related to information and media coverage.

Wist u dat sommige mensen denken dat het CO₂, als het is opgeslagen in een gasveld, onder zo'n hoge druk staat dat daardoor het opslaggebied wordt beschadigd en het CO₂-gas eruit spuit?

In werkelijkheid is er onderdruk in het gasveld.

Dit betekent dat de druk om het opgeslagen CO₂ heen veel hoger is dan de druk van het opgeslagen CO₂ zelf.

Meer lezen: Is CO2-afvang en -opslag gevaarlijk?

Dit weetje is gebaseerd op het onderzoeksrapport uit 2011:

The Dutch general public's opinion on CCS and energy transition: Development in awareness, knowledge, beliefs and opinions related to information and media coverage.

Wist u dat de meeste mensen, ook als ze niet gehinderd worden door kennis, toch een mening geven over een onderwerp als hun daarnaar wordt gevraagd? En dat die mening heel snel weer omslaat? Door het aanbieden van evenwichtige, objectieve kennis vormen mensen een mening die niet zo snel verandert. Naar dergelijke processen doet CATO ook onderzoek, in subprogramma 5.

Dit weetje is gebaseerd op het onderzoeksrapport uit 2011:

The Dutch general public's opinion on CCS and energy transition: Development in awareness, knowledge, beliefs and opinions related to information and media coverage.