Omzetten bioafval in hernieuwbare koolstof Het is niet langer slechts een laboratoriumidee, maar een realiteit die de manier waarop we ons organische afval verwerken, energie opwekken en emissies verminderen, verandert. Van de behandeling van rioolslib tot de vergisting van de organische fractie van gemeentelijk afval: er wordt een compleet technologisch en economisch ecosysteem opgebouwd rond deze nieuwe manier om organisch materiaal te benutten.
In deze context zijn projecten zoals BIOKAR in Baskenland, geavanceerde biogasinstallaties zoals die in Nieheim, Duitsland, lokale initiatieven voor de valorisatie van bioafval in Spaanse gemeenten en de promotie van waterstof afkomstig uit biomassa Het gebruik van biogene CO₂ als hulpbron schetst een alomvattend beeld van de richting waarin de circulaire bio-economie zich beweegt. Hieronder worden al deze aspecten in detail besproken, waarbij zowel technologische ontwikkelingen als hun ecologische, economische en sociale impact worden geïntegreerd.
Van organisch afval naar hoogwaardige hernieuwbare koolstof
Traditioneel organisch afvalbeheer omvat al tientallen jaren het verzenden van grote hoeveelheden bioafval naar stortplaats of het bijna uitsluitend gebruiken voor basisenergieterugwinning, waardoor het potentieel als materiële hulpbron verloren gaat. In een regio als Baskenland bijvoorbeeld, wordt jaarlijks meer dan 500.000 ton slib van rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI's), digestaat, landbouw- en bosbouwafval en snoeiafval geproduceerd, waarvan een groot deel inefficiënt wordt afgevoerd.
Dit lineaire model gaat uit van een verlies van hulpbronnen en een bron van emissies van broeikasgassen, naast stijgende beheerskosten. Als reactie hierop zijn er projecten ontstaan die bioafval als grondstof gebruiken voor de productie van biochar, biomethaan, hernieuwbare waterstof en andere producten met directe toepassingen in de industrie, landbouw en bouw.
Bij deze paradigmaverschuiving ligt de sleutel in het combineren van thermochemische technologieën (zoals pyrolyse of hydrothermische carbonisatie), geavanceerde biologische processen (geoptimaliseerde anaërobe vergisting) en systemen voor het opvangen en gebruiken van energie. biogene CO₂ die ontstaat tijdens de omzetting, waardoor de koolstofkringloop op korte termijn gesloten wordt.
BIOKAR-project: bioafval omzetten in functionele biochar
Het BIOKAR-project is bedoeld als een structureel antwoord op het probleem van onderbenut organisch afval in Baskenland, en stelt voor om maximaal 500.000 ton bioafval per jaar in biochar met hoge toegevoegde waarde voor diverse industriële toepassingen. Het initiatief richt zich op slib, digestaat en bijproducten van agroforestry, die tegenwoordig meestal op stortplaatsen belanden of worden verbrand om energie op te wekken.
Om dit te bereiken, richt het BIOKAR-consortium zich op twee families van thermochemische technologieën: de hydrothermische carbonisatie (HTC)Deze methode is geschikt voor afvalstromen met een hoog vochtgehalte, terwijl pyrolyse meer geschikt is voor droge fracties. Het hoofddoel is om meer dan 80% van het oorspronkelijke organische afval om te zetten in stabiele biochar, waardoor het uiteindelijke volume dat verder verwerkt moet worden, tot een minimum wordt beperkt.
Naast het optimaliseren van de conversie wordt er gewerkt aan de functionalisering van biochar geproduceerd. Dit houdt in dat de fysische en chemische eigenschappen ervan worden aangepast – bijvoorbeeld door het koolstofgehalte te verhogen tot boven de 70% en het specifieke oppervlak te vergroten tot boven de 500 m²/g – zodat het fossiele steenkool effectief en efficiënt kan vervangen in diverse industriële processen.
De verkregen biochar zal in verschillende toepassingsgebieden worden gevalideerd: als adsorberend materiaal in de water behandeling verontreinigd met nieuwe verbindingen, als bestanddeel van koolstofaerogels bedoeld voor geavanceerde gasfiltratie en als additief en bodemstabilisator in bouwmaterialen, wat eveneens bijdraagt aan koolstofvastlegging op de lange termijn.
Deze hele aanpak maakt het mogelijk om biochar niet alleen als een bijproduct te positioneren, maar ook als een strategische hulpbron kunnen fossiele materialen vervangen en zo de CO₂-uitstoot die gepaard gaat met de productie en het gebruik ervan verminderen.
Impact op milieu, economie en circulaire economie
Schattingen die in het kader van BIOKAR zijn gemaakt, geven aan dat een geavanceerde valorisatie van de 500.000 ton bioafval die momenteel jaarlijks onderbenut wordt, ongeveer 100 miljoen ton bioafval zou kunnen voorkomen. 13.000 ton CO₂-equivalent per jaarDeze vermindering komt zowel doordat er minder afval naar de stortplaats gaat als doordat fossiele steenkool wordt vervangen door hernieuwbare biochar.
Op het niveau van de circulaire economie voorziet het project een aanzienlijke toename van Materiaalproductiviteit en de circulariteitsgraadGeschat wordt dat de materiaalproductiviteit met meer dan 90% zou kunnen toenemen en de kringloop van hulpbronnen met ongeveer 50% dankzij de integratie van biochar in bestaande waardeketens.
Vanuit economisch oogpunt voorspelt BIOKAR een geschatte toegevoegde waarde van 5 miljoen euro per jaar Voor deelnemende bedrijven zal deze waarde gerealiseerd worden zodra het model op industriële schaal wordt ingezet. Deze waarde komt voort uit de verkoop van gefunctionaliseerde biochar, de bijbehorende milieudiensten en lagere kosten voor afvalbeheer.
Het stimuleren van deze waardeketen heeft ook een duidelijk effect op de werkgelegenheid, door de creatie van geschoolde banen op gebieden zoals procestechnologie, materiaalkarakterisering, geavanceerde installatiebediening en duurzaamheidsadvies. Over het algemeen versterkt de Baskische eco-industrie haar positie als leider in de bio-economie en klimaatneutraliteit.
Deze aanpak sluit direct aan bij de Strategie voor de circulaire economie 2030 van Baskenland en het Plan voor afvalpreventie en -beheer 2030, waarin de volgende punten worden geïdentificeerd: bioafval als strategische prioriteit om over te stappen op een concurrerend productiemodel met een lage CO2-uitstoot, gebaseerd op het efficiënt gebruik van hulpbronnen.
Een consortium dat de gehele waardeketen bestrijkt
De robuustheid van BIOKAR is gebaseerd op een consortium dat agenten uit de inzameling en beheer van bioafval Van de industriële toepassing van biochar tot technologisch onderzoek en ontwikkeling: het project wordt geleid door Cadagua, een bedrijf dat ervaring inbrengt op het gebied van engineering, bouw en exploitatie van waterzuiveringsinstallaties.
Naast Cadagua nemen verschillende gespecialiseerde bedrijven deel die het integrale beheer van de verschillende afvalstromen verzekeren: een bedrijf dat zich richt op industriële filtratieoplossingen en de beheersing van atmosferische emissies, een ander dat zich toelegt op het onderhoud van groene zones, bosbouwwerkzaamheden en openbare wegen, een grondverzet- en afvalverwerkingsbedrijf dat gebruikmaakt van gerecyclede aggregaten en een belangrijke speler in de Baskische bosbouwsector die betrokken is bij de duurzaam beheer van bosbronnen.
Hieraan is toegevoegd een internationaal adviesbureau Gespecialiseerd in duurzaamheid, koolstofmarkten en klimaatverandering, en ondersteuning bij het meten, monitoren en waarderen van de klimaat- en milieuvoordelen die het project genereert. Ook kijken we hoe het project past binnen de regelgeving en de kaders voor groene financiering.
Vanuit wetenschappelijk en technologisch perspectief wordt een toonaangevend onderzoekscentrum opgericht thermochemische processen (pirolyse en hydrothermische carbonisatie), geavanceerde karakterisering van materialen en oplossingen voor de valorisatie van biogeen afval. Daarnaast fungeert een milieucluster, dat bedrijven en instanties uit de sector samenbrengt, als platform voor de verspreiding, overdracht en opschaling van de resultaten.
Dit publiek-private kader toont een toewijding aan een koolstofneutraal productiemodel en de bereidheid om van pilotprojecten over te gaan tot daadwerkelijke uitvoering in het gebied, met een tastbare sociale, economische en ecologische impact.
Institutionele ondersteuning en financiering voor innovatie
Om dit soort initiatieven van de laboratoriumfase naar commerciële implementatie te laten evolueren, is het essentieel om: publieke financieringsinstrumenten die het technologische risico delen. In het geval van BIOKAR profiteert het project van de steun van het HAZITEK 2025-programma van de Baskische regering, dat zich richt op de ondersteuning van zakelijke R&D-projecten die gericht zijn op concurrentievermogen, intersectorale samenwerking en duurzaamheid.
De hulp komt uit de begroting van het ministerie van Industrie, Energietransitie en Duurzaamheid, en uit het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO), waardoor de Europese dimensie van de transitie naar een koolstofarme economieDankzij deze ondersteuning kunnen bedrijven en technologiecentra complexe technologieën zoals HTC of geavanceerde pyrolyse eenvoudiger testen en optimaliseren.
Door deze projecten te verbinden met regionale en nationale circulaire economie- en afvalbeheerstrategieën, wordt ervoor gezorgd dat de resultaten niet geïsoleerd raken, maar juist worden geïntegreerd in bredere industriële transformatieplannen, bijdragen aan klimaatdoelen en regelgevende en economische synergieën.
Geavanceerde biogasinstallaties: het voorbeeld van Nieheim
Naast de thermochemische route voor biochar is de anaërobe vergisting van stedelijk en agro-industrieel bioafval een andere belangrijke hefboom voor het omzetten van organisch materiaal in hernieuwbare koolstof in de vorm van biogas, biomethaan en bruikbare biogene CO₂. Een opvallend voorbeeld is de Nieheim-fabriek in Duitsland, geëxploiteerd door de Eggersmann-groep.
Deze faciliteit, die sinds 2007 gebruik maakt van batch-droogfermentatie, wordt omgebouwd om een proces van continue droge fermentatieHet doel is om de biogasproductie uit de organische fractie van gemeentelijk afval aanzienlijk te verhogen. De modernisering zal de verwerking van circa 54.000 ton bioafval per jaar mogelijk maken.
De technologische verandering gaat gepaard met een verandering in de bestemming van biogas: in plaats van het voornamelijk te gebruiken voor elektriciteit opwekken, ze wedden op hun upgraden naar biomethaan met aardgaskwaliteit, dat in het gasleidingnetwerk kan worden geïnjecteerd en voor thermische en industriële toepassingen met een hogere energiewaarde kan worden gebruikt.
De plant integreert ook een windturbine en een grote inzet van fotovoltaïsche energieEen aanzienlijk deel van de elektrische energie die nodig is voor het upgradeproces wordt dus op locatie zelf opgewekt met hernieuwbare energie, waardoor de totale CO2-voetafdruk wordt verkleind.
Deze combinatie plaatst Nieheim als een voorbeeld van hybride energiecentralewaarbij de vergisting van bioafval wordt geïntegreerd met de opwekking van hernieuwbare elektriciteit en slimme energiebeheersystemen om de efficiëntie te maximaliseren en de bijbehorende emissies te minimaliseren.
Slim energiebeheer en negatieve CO2-voetafdruk
Een van de meest innovatieve aspecten van de Nieheim-fabriek is het energiebeheer op basis van inteligencia kunstmatigeHet systeem regelt wanneer biogas wordt omgezet in biomethaan op basis van de beschikbaarheid van hernieuwbare elektriciteit die in de installatie zelf wordt opgewekt (wind- en zonne-energie). Als er op enig moment onvoldoende elektriciteit ter plaatse is, wordt het biogas tijdelijk opgeslagen in grote tanks.
Dit voorkomt dat er energie van het net wordt verbruikt in periodes waarin de elektriciteitsmix een hogere koolstofintensiteit kan hebben, en past de bedrijfsvoering aan om prioriteit te geven aan periodes met een grotere penetratie van hernieuwbare energie. Deze aanpak helpt de CO2-voetafdruk die gepaard gaat met het upgradeproces te verkleinen en de mondiale klimaatbalans installatie.
De CO₂ die bij de opwerking uit het biogas wordt afgescheiden, wordt daarentegen voor hoogwaardige doeleinden gebruikt. Een deel ervan wordt omgezet in biogeen droogijs, dat wordt gebruikt in industriële processen zoals stralen voor oppervlaktebehandeling of in gespecialiseerde koeltoepassingen.
Een ander deel van de afgevangen CO₂ wordt permanent opgeslagen in bouwmaterialen, zoals gerecycled beton, waar het gedurende de gehele levensduur van het product gefixeerd blijft. Deze strategie van gebruik en opslag van biogene CO₂ stelt de Nieheim-fabriek niet alleen in staat om hernieuwbare energie en klimaatneutraal biogas te produceren, maar ook om te streven naar een zelfs negatieve koolstofvoetafdruk.
Door de integratie van hernieuwbare energieopwekking, vergisting van bioafval, opwaardering van biomethaan en CO₂-afvang en -gebruik wordt Nieheim een maatstaf voor hoe een organische afvalverwerkingsinstallatie kan evolueren tot een echte hernieuwbare koolstofbioraffinaderij.
Compost, meststoffen en landbouwkundig gebruik
Anaerobe vergistingsprocessen genereren niet alleen biogas, maar ook een digestaat dat een bron van grote agronomische waarde blijft. In Nieheim is het beheer van dit digestaat erop gericht om de compostkwaliteit geproduceerd, in overeenstemming met strenge certificeringsnormen.
Het digestaat uit de propstroomvergister heeft doorgaans een te hoog vochtgehalte voor directe compostering. Daarom ondergaat het een scheidingsproces in een dikke en een dunne fractie. De dikke fractie wordt gebruikt voor de productie van hoogwaardige compost, terwijl de dunne fractie wordt verkocht als vloeibare meststofvooral in nabijgelegen landbouwgebieden.
Oosten dubbel gebruik maakt terugkeer mogelijk biologische voedingsstoffen aan de bodem, waardoor de structuur en vruchtbaarheid ervan verbeteren en tegelijkertijd de kringloop van organische stof wordt gesloten. De ervaring die de composteringsdivisie van de Eggersmann Group sinds midden jaren negentig heeft opgedaan, heeft bijgedragen aan het perfectioneren van regelpanelen, rijpingstijden en materiaalmengsels.
In de praktijk profiteren boeren in de regio van een stabiele aanvoer van organische wijzigingen en vloeibare meststoffen afkomstig van gemeentelijk en agro-industrieel afval. Zo ontstaat er een positieve spiraal tussen stad en platteland, waardoor de afhankelijkheid van fossiele meststoffen afneemt.
Dit model laat zien dat de valorisatie van bioafval niet beperkt is tot energieproductie, maar een hele reeks materiële producten omvat die gebaseerd zijn op hernieuwbare koolstof die de vastgelegde koolstof in de bodem of in lang houdbare producten vasthouden.
Waterstof uit biomassa als energiedrager
Een ander belangrijk aspect van de transitie naar hernieuwbare koolstof is de productie van waterstof uit biomassa (Bio-H₂). Recent onderzoek van Yale University heeft de haalbaarheid van deze energiedrager als instrument voor emissiereductie gedetailleerd geanalyseerd, met name in sectoren waar decarbonisatie complex is, zoals de staalindustrie, bepaalde chemische processen of zwaar transport.
Waterstof wordt beschouwd als een schone brandstof tijdens gebruik, omdat de energieomzetting geen CO₂ genereert, maar de bijbehorende emissies zijn sterk afhankelijk van de productiemethode. Momenteel wordt een groot deel van de waterstof gewonnen door aardgas te reformeren, met een hoge koolstofvoetafdrukBio-H₂ lijkt daarentegen een alternatief te zijn dat, hoewel het niet altijd zo weinig emissies oplevert als waterstof geproduceerd door elektrolyse met hernieuwbare energiebronnen, wel zeer aanzienlijke reducties biedt vergeleken met fossiele waterstof.
Het Yale-onderzoek combineerde instrumenten van levenscyclusanalyse (LCA) met het GCAM-model voor wereldwijde veranderingsanalyse, waarbij aspecten van aanbod, vraag, stimuleringsbeleid en beschikbaarheid van hulpbronnen worden geïntegreerd. Het ontwikkelde raamwerk maakt het mogelijk om niet alleen directe emissies te beoordelen, maar ook de langetermijneffecten in verschillende sectoren en regio's.
Er werden verschillende productiemethoden geanalyseerd, waaronder de elektrolyse aangedreven door hernieuwbare energie en de vergassing of reforming van biomassa en land- en bosbouwafval. Ook werd nagedacht over hoe de prikkels zullen veranderen, bijvoorbeeld door de geplande afschaffing van bepaalde belastingvoordelen voor schone waterstof in de Verenigde Staten vanaf 2027.
De resultaten geven aan dat de opname van waterstof afkomstig uit biomassa Door waterstof aan de energiemix toe te voegen, kan de emissiereductie in de periode 2025-2050 met 1,6 tot 2 worden vermenigvuldigd ten opzichte van scenario's waarin dit type waterstof niet wordt gebruikt, vooral als er geen brede en uniforme koolstofprijs is.
Biomassa, bosresten en beleid ter ondersteuning van Bio-H₂
Biomassa die geschikt is voor omzetting in Bio-H₂ omvat zowel energie gewassen Specifieke soorten (zoals miscanthus of switchgrass) kunnen worden gebruikt, evenals een breed scala aan landbouw- en bosbouwresten. Het gebruik van bosbouwresten is bijzonder interessant, omdat het helpt de brandstofaccumulatie in bossen te verminderen, het risico op brand te verkleinen en economische waarde te genereren in landelijke gebieden.
Bij gebrek aan een nationale CO2-prijs, die onderzoekers in sommige landen op korte termijn onwaarschijnlijk achten, spelen sectorale prikkels een belangrijke rol. Maatregelen zoals subsidies gericht op staalfabrieken of andere industrieën die CO2-uitstoot invoeren, waterstofgebaseerde processen Ze zouden de implementatie van Bio-H₂ kunnen versnellen en de emissiereductie aanzienlijk kunnen verbeteren.
Uit het onderzoek blijkt dat onder bepaalde omstandigheden de specifieke subsidies Maatregelen die gericht zijn op het verlagen van de kosten voor de invoering van waterstof in de industrie, kunnen zelfs effectiever zijn dan een algemene CO2-prijs om de overgang naar koolstofarme energiedragers te stimuleren.
Er wordt ook opgemerkt dat, hoewel hernieuwbare waterelektrolyse de potentie biedt voor vrijwel emissievrije waterstof, deze aanzienlijke beperkingen kent, zoals hoge investeringskosten, de beschikbaarheid van land voor hernieuwbare energiebronnen en intensief watergebruik. In deze context komt Bio-H₂ naar voren als een complementaire oplossing, vooral nuttig op de korte en middellange termijn.
Als we deze bevindingen samenvoegen, versterken ze het idee dat het omzetten van bioafval en biomassa in vectoren zoals hernieuwbare waterstof niet alleen helpt bij het sluiten van koolstofkringlopen, maar ook nieuwe mogelijkheden opent voor de circulaire bio-economie in gebieden met overvloedige organische hulpbronnen.
Gemeentelijke bioafvalverwerkingsinstallaties en publiek-private overeenkomsten
Op meer lokaal niveau leidt de implementatie van bioafvalverwerkingsinstallaties die biogas en biomethaan produceren tot samenwerkingsovereenkomsten tussen gemeenten en particuliere bedrijven. Een illustratief voorbeeld is de overeenkomst die wordt overwogen in een gemeente als Colmenar Viejo, waar een zuiverings- en herstelinstallatie van organisch materiaal uit selectieve verzameling.
In dit geval zijn ontwikkelaars gespecialiseerd in afvalbeheer en hernieuwbare energie verantwoordelijk voor het ontwerp, de bouw, de exploitatie en het onderhoud van de installatie, die organisch materiaal omzet in biogas. Na zuivering wordt het biogas omgezet in biomethaan geschikt voor directe injectie in het basisgasleidingnetwerk en genereert daarnaast bijproducten voor gebruik in de landbouw.
De installatie zal een maximale verwerkingscapaciteit hebben van 75.000 ton bioafval per jaar en zal worden ontworpen met strenge milieucriteria: er zal geen drijfmest of dierlijke resten worden geaccepteerd en er zal worden gewerkt met gesloten circuits en verzegelde behuizingen en er zullen geen open vijvers zijn, waardoor de geuremissies en de mogelijke gevolgen voor het milieu worden beperkt.
Een belangrijke eis van het gemeentebestuur was de vervanging van de oude open percolaatvijver via een gesloten en overdekt systeem dat de inhoud laat recirculeren, waardoor elk risico op infiltratie in de bodem of watervoerende lagen wordt voorkomen en de maatschappelijke acceptatie van de plant wordt verbeterd.
Vanuit economisch oogpunt voorziet de overeenkomst in inkomsten en opbrengsten voor de gemeenteraad die verband houden met belastingen zoals de ICIO, de IAE of de IBI, naast andere voordelen die verband houden met de gratis of met korting beheer namens de gemeentelijke organische fractie al energiediensten, zoals zelfproductie van hernieuwbare energie al energiediensten, zoals het gratis aanbieden van verwarming aan de onderwijscentra van de gemeente.
De installatie krijgt een maximale verwerkingscapaciteit van 75.000 ton bioafval per jaar en wordt ontworpen met inachtneming van strenge milieucriteria. Er wordt geen drijfmest of dierlijke resten in de installatie verwerkt, er wordt gewerkt met gesloten circuits en hermetisch afgesloten ruimtes en er zijn geen open vijvers. Hierdoor worden de geuremissies en de mogelijke gevolgen voor het milieu beperkt.
Een belangrijke eis van het gemeentebestuur was de vervanging van de oude open percolaatvijver via een gesloten en overdekt systeem dat de inhoud laat recirculeren, waardoor elk risico op infiltratie in de bodem of watervoerende lagen wordt voorkomen en de maatschappelijke acceptatie van de plant wordt verbeterd.
Milieu-, sociale en educatieve voordelen op lokaal niveau
De overeenkomst voor de nieuwe bioafvalfabriek omvat een reeks concrete voordelen voor het publiek, verder dan alleen afvalbeheer zelf. Dit omvat de oprichting van een milieuklas waar trainings- en bewustwordingsprogramma's over bioafvalrecycling en de circulaire economie worden ontwikkeld voor bewoners, verenigingen en onderwijsinstellingen.
Er wordt ook een meetnetwerk aangelegd voor luchtkwaliteit Met ten minste drie sensoren verspreid over de gemeente kunnen de vervuilingsniveaus en -schommelingen in realtime worden gemonitord. Deze informatie is nuttig voor zowel de overheid als het publiek en vergroot de transparantie over de effecten van de installatie.
Het promotende bedrijf zal ook de kosten van diverse opleidings-, sociale en milieuactiviteiten op zich nemen en het aardgasverbruik in de scholen van de gemeente dekken, wat een directe economische besparingen voor de lokale schatkist en het vrijmaken van middelen voor andere openbare diensten.
Een andere belangrijke inzet is de landschappelijke integratie: er worden bomen geplant rondom de omtrek en binnen het perceel, met als doel de visuele integratie van de faciliteit te verbeteren en bij te dragen aan de compensatie van de koolstofvoetafdruk Daarnaast zal prioriteit worden gegeven aan het aannemen van lokaal personeel, het bevorderen van de lokale werkgelegenheid en het versterken van de band tussen de fabriek en de gemeenschap.
Operationeel gezien krijgt het in de gemeente ingezamelde organische materiaal met voorrang de verwerkingsinstallatie binnen, tegen een tarief van nul euro per ton tot een bepaald percentage van de totale capaciteit. Zo wordt een goed afvalbeheer gestimuleerd. scheiding aan de bron door de bewoners en verlaagt de behandelingskosten voor de gemeente.
Biogene CO₂: van gasvormig afval tot waardevolle grondstof
Bij de anaërobe vergisting van bioafval ontstaat biogas dat voor ongeveer 60% uit methaan en voor 40% uit koolstofdioxide bestaat. biogene CO₂Om biomethaan met een hoge zuiverheidsgraad (meer dan 99%) te verkrijgen, is het noodzakelijk om beide gassen te scheiden door middel van opwerkingsprocessen. Hierdoor ontstaat een geconcentreerde stroom koolstofdioxide die, in plaats van afval, uitgroeit tot een belangrijke hulpbron.
Nadat de CO₂ is gescheiden, kan deze verdere zuiveringsprocessen ondergaan en vloeibaar makenVloeibaar CO₂ wordt omgezet van gasvormig naar vloeibaar, waarbij onzuiverheden worden verwijderd. Deze vloeibare CO₂ heeft tal van industriële en commerciële toepassingen en het gebruik ervan valt binnen de strategieën voor koolstofafvang en -gebruik (CCU) die gepaard gaan met de energietransitie.
Tot de meest gevestigde toepassingen van biogene CO₂ behoort de productie van koolzuurhoudende dranken, het gebruik in kassen om de plantengroei te stimuleren, het conserveren van voedsel en bepaalde koel- en vriesprocessen, zoals dat van vaccins in kritieke gezondheidssituaties.
Er zijn ook geavanceerde industriële toepassingen, zoals metaalbehandeling, droogijsstralen of het gebruik ervan als grondstof voor productie synthetische brandstoffensynthetisch methaan of methanol, en zelfs duurzame vliegtuigbrandstoffen. In al deze gevallen wordt CO₂ geïntegreerd in producten of processen die de afhankelijkheid van fossiele koolstof verminderen.
Naast het gebruik ervan is een andere optie geologische opslag of opslag in bouwmaterialen, waarbij de biogene CO₂ wordt vastgelegd gedurende lange tijd en keert niet terug naar de atmosfeer. Deze optie maakt negatieve emissies mogelijk, omdat de CO₂ oorspronkelijk uit de atmosfeer komt (afgevangen door planten) en na afvang niet meer in de lucht terechtkomt.
Verschillen tussen fossiel CO₂ en biogeen CO₂
Om de relevantie van deze processen te begrijpen, is het essentieel om onderscheid te maken tussen fossiele CO₂ en biogene CO₂Fossiele koolstofdioxide komt vrij bij de verbranding van brandstoffen zoals olie, aardgas of steenkool. Hierdoor komt er nieuwe koolstof in de atmosfeer terecht, neemt de concentratie ervan toe en verergert de klimaatverandering.
Biogene CO₂ is daarentegen een onderdeel van korte koolstofcyclusPlanten nemen CO₂ op uit de atmosfeer door middel van fotosynthese en nemen dit op in hun biomassa. Wanneer die biomassa afbreekt of wordt verwerkt (bijvoorbeeld in vergisters), komt de CO₂ terug in de lucht of bodem, waarmee een relatief snelle kringloop wordt gesloten.
Wanneer we deze biogene CO₂ afvangen en gebruiken in producten of op een stabiele manier opslaan, verhogen we niet de totale hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer, maar beheren we juist de koolstof die al deel uitmaakte van het natuurlijke systeem. Daarom worden veel van deze oplossingen overwogen. lage of zelfs negatieve koolstofmits de gehele levenscyclus goed beheerd wordt.
Het omzetten van bioafval in bruikbaar biogas, biomethaan, biochar, Bio-H₂ of biogene CO₂ vereist daarom een allesomvattende strategie van hernieuwbare koolstofbenuttingDoor deze technologieën te integreren in overheidsbeleid, industriële projecten en lokale overeenkomsten, kan wat ooit een afvalprobleem was, uitgroeien tot een troef voor de energie- en klimaattransitie.
Dit hele netwerk van projecten, technologieën en overeenkomsten laat zien dat bioafval de hoeksteen kan worden van een nieuwe generatie oplossingen gebaseerd op hernieuwbare koolstof, waarbij functionele biochar, biomethaan, biomassawaterstof en waardevolle biogene CO₂ worden gecombineerd en tegelijkertijd emissiereducties, economische kansen, technologische innovatie en tastbare voordelen voor het gebied en zijn inwoners opleveren.
