Steentjes strooien tegen uitstoot

Het klinkt haast te mooi om waar te zijn: kleine steentjes die CO₂ uit de lucht halen en opslaan. Olivijn, een op aarde veelvoorkomend gesteentevormend mineraal, kan CO₂ ‘opeten’. Dit mineraal reageert met kooldioxide en water: door deze reactie bindt CO₂ tot bicarbonaat – dit heet verwering. Vermaal je olivijn tot gruis, dan is er ook nog eens veel meer oppervlakte van het gesteente om CO₂ te ‘eten’. Het vergruisde olivijn is overal ter wereld, zowel op land als in zee, uit te strooien. Deze methode heet versnelde verwering: de verwering gaat door toedoen van menselijk handelen, namelijk het vergruizen, veel sneller.

Dat mineralen als olivijn de aarde kunnen afkoelen, weten we uit het verre verleden. Zo’n 50 miljoen jaar geleden kwam India los van Afrika en botste met Azië, waarbij de Himalaya ontstond en enorme hoeveelheden rots werden blootgesteld aan wind en regen. Langzaam losten mineralen als olivijn op. Dit haalde via verwering CO₂ uit de lucht, wat het klimaat koelde en het begin vormde van de ijskap op Antarctica. De botsing veroorzaakte dus ook hier een vorm van versnelde verwering, zij het niet door menselijk toedoen.

Nieuwe industrie

In feite weten we dus dat versnelde verwering kan werken, zegt Filip Meysman, hoogleraar geobiologie aan de Universiteit Antwerpen. Al jaren houdt hij zich bezig met wat olivijn onder het zeeoppervlak kan doen voor de klimaatopgave. “De zee slaat heel veel CO₂ op. Er zit zelfs zestig keer meer CO₂ opgeslagen in de oceanen dan in de atmosfeer. Het opslagproces kunnen we een handje helpen door het te versnellen. Dat kan met olivijn, dat vergeleken met andere mineralen zeer snel verweert.”

Bovendien is er op aarde een haast onuitputtelijke hoeveelheid olivijn, vertelt Meysman. “Ik denk dat als we alle kustgebieden ter wereld zouden gebruiken voor versnelde mineraalverwering, dit een halve gigaton tot een gigaton CO₂ per jaar kan opvangen. Ter vergelijking: om de klimaatdoelen in Parijs voor 2100 te halen moeten we jaarlijks 10 tot 20 gigaton CO₂ uit de lucht halen.”

Tot zover het goede nieuws, want de praktijk is weerbarstig. Als we olivijn massaal langs de kust uitstorten, dan ontstaat er een heel nieuwe industrie. “Een industrie van duizenden schepen, transporteurs en handelaars. Het heeft natuurlijk weinig zin als de emissies door deze industrie groter worden dan de hoeveelheid CO₂ die uit de lucht wordt gehaald.” Vooralsnog is het onduidelijk of deze afweging gunstig uitvalt. Meysman gelooft er wel in dat technologische innovaties op termijn voor een relatief groene, rendabele en maatschappelijk aanvaarde industrie kunnen zorgen.

Andere planeet

Olivijn is één van de meest onderzochte gesteenten in de wetenschap, maar niet op aarde. De steen komt namelijk veelvuldig voor op Mars, vertelt Meysman. Dat zorgt voor veel interesse van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA. Daarom weten we beter hoe olivijn zich gedraagt op een andere planeet dan in de Waddenzee. De wetenschap speelt een belangrijke rol om onze aardse kennisgaten te vullen. Meysman: “Zorgvuldig, maar met een beetje haast, want we hebben niet veel tijd meer om de opwarming tegen te gaan.” Een belangrijk vraagstuk gaat over de nikkel die in olivijn zit. “Als je olivijn uitstrooit in de kustzone, zal er ook nikkel in sedimenten en in het water terechtkomen. Een belangrijke zorg is hoe lokale ecosystemen hierop reageren.”

Waar Meysman olivijn onderzoekt tot op de zeebodem, houdt Emily te Pas haar voeten droog. De promovendus bodemscheikunde aan de Wageningen University & Research onderzoekt het effect van versnelde verwering op boerengrond. Mineralen als olivijn hebben de potentie om landbouwgrond vruchtbaarder te maken, omdat er bij de verwering voedingsstoffen vrijkomen. “De vrijgekomen voedingstoffen kunnen door planten worden opgenomen, zich aan bodemdeeltjes binden of uitspoelen naar het grondwater”. Net als in zee kan echter ook op het land het potentieel schadelijke nikkel in het ecosysteem komen. “Nikkel hoeft niet direct schadelijk te zijn bij lage concentraties. Voor ons is het daarom belangrijk te onderzoeken hoeveel er vrijkomt en waar het naartoe gaat. En het is belangrijk om te weten wat er gebeurt als nikkel tien of twintig jaar achter elkaar uitloopt in de bodem. Hoopt het zich dan op?”

Dergelijke vragen kunnen alleen met langetermijnveldstudies worden beantwoord, legt ze uit. “Er is een enorme groeispurt in onderzoek naar versnelde verwering, maar het is ook een nieuw onderzoeksveld. Er is dus veel korte- en weinig langetermijndata.” Te Pas deed een serie experimenten met potten in kassen, maar is nu met een omvangrijker onderzoek bezig, dat hopelijk bij gaat dragen aan langetermijnkennis. “Het gaat om een veldexperiment, via een in boerengrond gezet systeem. Het is een unieke opzet, waarbij we grootschalig en in redelijke natuurlijke omstandigheden kunnen monitoren waar verschillende stoffen na verwering naartoe gaan en in welke mate ze terechtkomen in planten, bodemdeeltjes en grondwater.”

Moderniseren

Een andere uitdaging is volgens haar dat het nog lastig is om keihard te bepalen in welke mate olivijn CO₂ opneemt. “Het is moeilijk om te kwantificeren hoeveel CO₂ wordt vastgelegd door olivijn. Er is niet één methode in de wetenschap, waardoor in de literatuur de ene studie moeilijk met de andere is te vergelijken. Willen we een uitspraak doen over of het goed is om olivijn te storten op landbouwgrond, dan moeten we onze meetmethode verbeteren.”

Er zijn nog meer uitdagingen. Meysman vertelt dat er strenge wetgeving is over het storten van materiaal in de zee. “Die internationale wetgeving stamt nog uit de jaren zeventig, toen we de onhebbelijke gewoonte hadden om kernafval in zee te gooien, waar terecht veel reactie op kwam van Greenpeace en andere organisaties. De filosofie was om zo vervuiling tegen te gaan, maar toen hadden we nog geen klimaatprobleem. Als je grote dingen wil doen in de zee in de strijd tegen klimaatproblemen, zul je dergelijke internationale wetgeving moeten moderniseren.”

Toch benadrukt Meysman dat het feit dat hij en andere wetenschappers onderzoek doen naar versnelde verwering, niet betekent dat zij ook advocaten van de techniek zijn. Liever ziet hij zichzelf en zijn collega’s als een soort onderzoeksrechters, die kritisch, genuanceerd en feitelijk kijken of een techniek deugdelijk genoeg is. “We kunnen geen start-upcowboys gebruiken, die zonder dat we weten waar we aan toe zijn, volop aan de slag gaan met olivijn. De wetenschap moet eerst kennisgaten vullen en de voor- en nadelen van verschillende technieken in kaart brengen. Ik schat in dat dit eerder een proces is van decennia dan van jaren.”