Kan een innovatieve cocktail razendsnel koolstof uit de lucht halen?

UAntwerpen coördineert prestigieus Europees project in strijd tegen klimaatverandering

Een nieuw Europees consortium onderzoekt of mineralen, schimmels, bacteriën en wormen samen een innovatieve cocktail kunnen vormen die hoge hoeveelheden koolstof kan opnemen. Het consortium wordt geleid door de Universiteit Antwerpen, en wordt gefinancierd door een prestigieuze onderzoekssubsidie van het European Innovation Council.

Het overgrote deel van de aardkorst bestaat uit silicaten, een belangrijke groep mineralen. De verwering van silicaten is een natuurlijk proces, waarbij mineralen in de bodem, zoals vb. basalt, klei of olivijn, reageren met water en CO2. Dit traag verweringsproces heeft een belangrijke invloed op de atmosferische CO2-concentraties, maar enkel op zeer lange tijdsschaal onder natuurlijke omstandigheden. Wetenschappers wereldwijd proberen dit proces nu te versnellen, door silicaten te vermalen en ze bloot te stellen aan ‘versnelde verwering’, vb. in landbouwgebieden of langs de kust. “Versnelde silicaatverwering” (ESW) is een CO2-verwijderingstechniek (CDR), die helpt om actief CO2 uit de atmosfeer op te nemen, en zo de klimaatopwarming af te remmen. De laatste jaren is het duidelijk geworden dat zulke CDR-technieken noodzakelijk zijn, als we de opwarming lager dan 2 °C willen houden.

Reset-knop indrukken

Het BAM!-project benadert ESW vanuit een heel nieuw perspectief. Projectcoördinator Sara Vicca (UAntwerpen, Global Change Ecology Centre): “Het BAM!-consortium, dat bestaat uit een multidisciplinair team van biologen, geologen, bodemwetenschappers, reactoringenieurs en specialisten in artificiële intelligentie, besliste om ‘op de reset-knop’ te drukken, en terug te gaan naar de basis van de verwering. We willen onderzoeken of we het verweringsproces naar ongekende snelheden kunnen opdrijven in een reactor. Zo willen we van ESW een techniek maken die direct kan worden toegepast bij de bron van de CO2-uitstoot. Het is onze ambitieuze doelstelling om het pad te effenen voor een nieuwe, goedkope technologie om CO2 op te nemen, zonder dat daarvoor veel extra energie nodig is.”

Het team bestaat uit wetenschappers van de Universiteit Antwerpen en de universiteiten van Wageningen, Hamburg en Uppsala. De vernieuwing van BAM! zit bij de focus op de biologie. In natuurlijke verwering spelen de onderzochte bacteriën, wormen en schimmels een versnellende rol. BAM! onderzoekt of in de reactor een samenspel van organismen kan worden gecreëerd waarbij elkaar versterkende processen zorgen voor een onnatuurlijke hoge verweringssnelheid.

Siegfried Vlaeminck (UAntwerpen, Bioscience Engineering) staat in voor de ontwikkeling van de reactor. “De reactor is in vele opzichten een uitdaging”, zegt hij. “We moeten verschillende organismen in leven houden, en hen net genoeg voedsel, CO2, water en zuurstof geven, zodat ze zorgen voor een maximale verwering. Het reactorconcept is bijzonder, omdat we ons niet specifiek richten op één soort organismen. In dit geval moeten we de reactor optimaliseren voor verschillende organismen. We creëren zo een mini-ecosysteem in de reactor.”

Automatische sturing

Om de gegevens snel en adequaat te analyseren, rekent BAM! op de AI-wetenschappers van het IDLAB-team van UAntwerpen en imec, geleid door Tim Verdonck. “We willen een intelligent computersysteem verbinden met de reactor, dat permanent de verweringssnelheden monitort. Zo willen we de reacties automatisch kunnen aansturen, door bijvoorbeeld de waterdoorstroming of de zuurtegraad te veranderen. Deze automatische sturing is de sleutel tot het drastisch versnellen van de verwering.”

Ivan Janssens, woordvoerder van het UAntwerpen Global Change Ecology Centre: “Er is een behoorlijke risico dat we niet alle ambitieuze einddoelstellingen zullen halen. Dat is ook eigen aan dit financieringskanaal voor ‘moonshot’ projecten. Maar we zijn er wel zeker van dat we heel wat nieuwe inzichten in het verweringsproces zullen krijgen, die ons vb. kunnen helpen om CO2-neutrale meststoffen op basis van silicaten te ontwikkelen. We bestuderen ook of we natuurlijke silicaten kunnen vervangen door staalslakken van de staalindustrie, die rijk zijn aan silicaatmineralen. Staalslakken hebben als bijkomend voordeel dat er geen extra mijnactiviteit voor silicaten nodig is.”

Circulair hergebruik

De resultaten van BAM! kunnen ook heel nieuwe inzichten opleveren voor de experimenten in landbouwbodems. Zo is er C-Farms, een nieuw project gecoördineerd door UAntwerpen, waarbij verschillende landbouwtechnieken die actief CO2 opnemen worden gecombineerd op veldschaal, met een focus op circulair hergebruik van materialen. In dit project is er ook een overlegorgaan gepland met relevante industrie (vb. staalindustrie), landbouwerorganisaties en overheidsdiensten. Sara Vicca: “Het BAM!project is enorm waardevol voor C-Farms: we kunnen de nieuwe inzichten meteen toepassen in ons experimentele opzet, in direct overleg met de verschillende stakeholders.”

Een meer gedetailleerde perstekst staat op:

https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/global-change-ecology/news/bam-eic/