CO2 uit de lucht verwijderen met een trein, in hoeverre is dat effectief?

17.08.2022 Kenneth Nwosu

CO2 uit de lucht verwijderen met een trein, in hoeverre is dat effectief?
©CO2Rail Company

Hoe vang je zo effectief mogelijk CO2 uit de lucht? Amerikaanse onderzoekers denken de oplossing gevonden te hebben in een CO2-afvangende treinwagon. 

Deze treinwagon zou 3.000 ton CO2 per jaar uit de lucht kunnen halen, zo stellen de onderzoekers van onder andere MIT, de universiteiten van Toronto en Sheffield en de start-up CO2Rail Company in het tijdschrift Joule

CO2 afvangen uit buitenlucht
CO2 kan onder andere worden afgevangen met een filter dat CO2-moleculen uit de buitenlucht kan opvangen in de vorm van direct air capture. Hiervoor moet de buitenlucht door het filter vloeien en om dit te bereiken worden ventilatoren gebruikt om de lucht door het filter te duwen. Deze ventilatoren verbruiken energie. 

Het idee van de CO2-afvangende treinwagon heeft onder andere als voordeel dat de lucht niet door het filter geduwd hoeft te worden, het filter wordt immers door de rijdende trein door de lucht geduwd. Een trein die toch al rijdt en energie verbruikt. 

Wanneer het filter vol is, wordt de CO2 verwijdert uit het filter, vloeibaar gemaakt en opgeslagen in de tank. Op stations langs het spoor kan de CO2 worden geleegd in grotere tanks. 

Nieuwe filter-technologie
Het plaatsen van het filter op een trein is niet de enige vernieuwing, ook het filter zelf werkt volgens een nieuwe techniek, de elektroswing-techniek. Met deze techniek kan het filter CO2 laten binden of juist loslaten. Dit hangt af van het aantal elektronen in het filter en kan daarmee makkelijk worden aangepast door veranderingen in elektrische spanning. 

Het verwijderen van de CO2 is daarmee een stuk efficiënter dan de huidige chemische methoden die veel warmte en energie vereisen. Die methoden kunnen geschikt zijn voor vaste installaties die lokaal gebruik kunnen maken van geothermie of restwarmte. Volgens de onderzoekers is dit niet voldoende om op te schalen naar een grootte met een significant effect op het milieu. 

Regeneratieve remmen en zonnepanelen
Regeneratieve remmen zetten de warmte die vrijkomt bij het remmen om in elektriciteit. De CO2 zuigende wagon gebruikt deze techniek, in combinatie met zonnepanelen op de wagon, om zijn eigen energie op te wekken. Energie die nodig is om de CO2 op te vangen in het filter, los te weken en vervolgens vloeibaar te maken voor opslag. 

Met de regeneratieve remmen en zonnepanelen wordt het grootste deel van de benodigde energie opgewekt, maar niet alles. Het kost dus meer energie om de trein te laten rijden met de extra wagon. Daarmee is de wagon niet 100 procent, maar 93 procent effectief in het vangen van CO2. Een vangst van honderd CO2-moleculen kost een extra verbruik van zeven CO2-moleculen. 

“Treinen genereren elk jaar honderden terawatt uren aan energie tijdens het remmen en  zijn ideale platforms voor zonnepanelen op het dak. Op sommige treinen kunnen deze zo groot zijn als een heel voetbalveld met een significatie opbrengst in energie”, aldus Eric Bachman, CTO van CO2Rail Company.

Daarbij moet worden opgemerkt dat die energie nu ook al kan worden benut. In Groot-Brittanië werden al proeven uitgevoerd met treinen die werden aangedreven met zonne-energie langs het spoor. Wanneer er PV op de trein zelf geplaatst wordt, kan deze dus ook worden ingezet voor het aandrijven van de trein zelf. 

Hetzelfde geldt voor de energie uit de regeneratieve remmen. In 2016 kon de remenergie van 60 procent van alle treinen van de NS al worden gerecycled. Deze energie wordt in die gevallen dus al gebruikt en is dan niet beschikbaar voor een CO2-afvangende wagon. 

Potentieel
De onderzoekers spreken van een ‘conservatief ingeschat potentieel’ van de wagons van 0,45 gigaton in 2030, 2,9 gigaton in 2050 en 7,8 gigaton in 2075. Elke wagon zou een jaarlijkse capaciteit hebben van 3.000 ton op de korte termijn en een hogere capaciteit naarmate de techniek vordert. 

De start-up CO2Rail verwacht begin 2023 te starten met de eerste bouw van wagons.