11 oplossingen voor het klimaat: ‘Ja, technologie kan ons redden’

Zullen nieuwe technologieën de klimaatopwarming de wereld uit helpen? De kans is reëel, zeggen de Leuvense experts Gerard Govers en Peter Tom Jones verrassend genoeg. En toch zullen we ook ons gedrag moeten bijsturen. Alles moet anders!

Eigenlijk zouden ze niet op dezelfde golflengte mogen zitten. De Leuvense geograaf Gerard Govers, die ook de vicerector wetenschap en technologie van zijn universiteit is én die verantwoordelijk is voor haar duur-zaamheidstraject, is een zogenoemde ecomodernist: iemand met een groot geloof in de kracht van wetenschap om de klimaatopwarming aan te pakken. Peter Tom Jones, ook van de KU Leuven, verdedigt een transitie van de hele maatschappij om het tij tijdig te keren. Maar hij is ook ingenieur. Hij heeft meer voeling met technologische ontwikkelingen dan de doorsneeverdediger van het groene gedachtegoed. Een gesprek met hem en Govers leek ons ideaal om een round-up te maken van de aankomende technologische ontwikkelingen om een verdere klimaatopwarming tegen te gaan. En wat bleek? Verrassend vaak waren ze het met elkaar eens.

De feiten zijn bekend: de aardtemperatuur stijgt. De gevolgen worden zichtbaar, dat bewijzen de zware bosbranden in Australië en de enorme sprinkhanenplaag in de Hoorn van Afrika. Volgens internationale afspraken zou de klimaatopwarming het best beperkt worden tot 1,5 graad Celsius méér dan het pre-industriële niveau. Dat lijkt onhaalbaar: de mondiale stijging bedraagt nu al 1 graad. Optimisten hopen op maximaal 2 graden, realisten vrezen dat we met 3 graden rekening moeten houden.

Vlaanderen en België munten niet uit in de maatregelen die nodig zijn om de – bescheiden – doelstellingen te halen. Aan onze universiteiten en onderzoeksinstellingen, maar ook in innoverende bedrijven, wordt wél vlijtig gewerkt aan technologieën om broeikasemissie, de drijvende kracht achter de opwarming, tegen te gaan. Waarover gaat het zoal?

‘Minstens 20 procent van de mondiale broeikasemissie komt uit ons voedingssysteem, waarvan de helft uit de runderteelt’, zegt Govers. Wetenschappers gebruiken stamcellen en microben om vlees en melk te maken waar amper nog een koe voor nodig is. ‘Die technologie zal over tien jaar op de markt zijn.’

Gerard Govers: Pionierende bedrijfjes zijn er al mee aan de slag. Het Amerikaanse Perfect Day, bijvoorbeeld, dat kunstmelk produceert. De technologie opschalen naar industriële hoeveelheden zal ze betaalbaar maken. Tezelfdertijd zullen we veel minder koeien nodig hebben, waardoor er ruimte vrijkomt voor bomen, die CO2 uit de lucht halen. Dat is dus dubbele winst.

Peter Tom Jones: Sinds 2000 is de Belgische rundvleesconsumptie al met 30 procent verminderd. De boodschap dringt dus door, bewust of onbewust. Dé vraag is hoe het in het buitenland zal gaan: vooral in economische groeilanden stijgt de vraag naar vlees. Zij zullen zo snel mogelijk kweekvlees moeten leren kennen.

‘De vliegtuigsector levert een grote bijdrage aan de klimaatcrisis’, zegt Jones. ‘Tegen 2050 moet hij klimaatneutraal zijn, maar doorbraken in de zoektocht naar nieuwe vliegtuigbrandstoffen zouden we al over vijf jaar mogen verwachten.’

Jones: Grote vliegtuigen laten aandrijven door zonnepanelen is fysisch onmogelijk. Ze hebben een brandstof nodig met een hoge zogenoemde energiedichtheid. Biobrandstoffen zijn een goede optie, maar ze mogen niet van voedingsgewassen gemaakt worden. Startproducten als lignine en cellulose, die je uit plantaardig afval kunt halen, zijn beter geschikt.

Er zijn ook chemische technieken om CO2 om te zetten in vloeibare brandstof. En als je CO2 gaat halen uit de schouwen van elektriciteitscentrales, raffinaderijen, hoogovens, cementovens en verbrandingsovens, heb je dubbele winst. Maar daarmee zijn we bij de volgende technologie aanbeland…

‘We moeten zo veel mogelijk koolstofcyclussen sluiten, zodat er geen extra CO2 de atmosfeer in gaat’, zegt Govers. Volgens hem en Jones is CO2 afvangen en permanent opslaan (bijvoorbeeld ondergronds) of hergebruiken nog te duur voor praktische toepassingen. In de Europese economie is één ton CO2 amper 25 tot 30 euro waard. Als je die hoeveelheid vandaag wilt afvangen en opslaan, kost dat 50 tot 100 euro. ‘Maar daar zou over vijf tot tien jaar verandering in kunnen komen’, noteren we. ‘Zeker als de prijs van CO2 blijft stijgen, zoals verwacht wordt.’

Govers: Veel processen om CO2 te recycleren vragen veel energie, maar ze kunnen rendabel worden als je zonne-energie gebruikt, zoals een pionierende brandstoffabriek van Shell in Qatar, of windenergie, zoals luchtvaartmaatschappij Lufthansa in Noord-Duitsland.

Sinds twee weken rijden in Duitsland elektrische treinen op waterstof. Ook voor de scheepvaart is dat een optie. ‘Waterstof is een van de milieuvriendelijkste energiedragers’, zegt Jones. ‘Ze gaat niet met uitstoot- of andere afvalproblemen gepaard.’ Voor auto’s is waterstof geen goed idee, meent Govers. ‘Het is een relatief gevaarlijk gas dat je moet koelen en transporteren, wat leidt tot energieverlies.’

Govers: Voor de technologie mainstream wordt, moeten ook belangrijke economische barrières overwonnen worden. Op grote schaal waterstof produceren kan al, maar het is te duur. Er is ook veel energie voor nodig.

Jones: Vandaag is nog niet alle waterstof ‘groen’. Je kunt waterstof door middel van elektrolyse uit water halen, maar voor die reactie is energie nodig. Ze kan ook uit aardgas worden gehaald, maar de daarbij vrijgekomen CO2 moet je wel opslaan.

Zonnepanelen zijn natuurlijk niet nieuw, maar volgens beide experts hebben ze een enorm potentieel. Dat lobbyisten voor fossiele energie het succes ervan proberen te hypothekeren met verhalen over efficiëntie (‘Wat als het donker is?’) en kostprijs (‘Veel te duur!’) noemt Jones ’te belachelijk voor woorden’.

Jones: De ontwikkeling van zonnecellen gaat veel sneller dan analisten ooit voor mogelijk hebben gehouden. In 2010 kostte een kilowattuur aan zonne-energie op de globale markt 40 dollar, vandaag 4 dollar. Nieuwe installaties voor zonne-energie zijn nu al een stuk goedkoper dan klassieke elektriciteitscentrales. Als we er massaal op zouden inzetten, zouden we tegen 2050 wereldwijd een overschot aan goede en goedkope groene stroom hebben.

Govers: Het kan natuurlijk altijd beter en het rendement mag altijd hoger, en we hébben ook schitterende technologieën die we zouden kunnen uitrollen als de markt ervoor open zou staan. Maar in principe heb je geen nieuwe technologie nodig om zonnepanelen rendabel te maken.

Mensen die op andere markten mikken, zoals kernenergie, lanceren valse problemen om zonne-energie in diskrediet te brengen. Het omgekeerde gebeurt trouwens ook. De neiging tot stammentwisten zit blijkbaar diep in de mensheid ingebakken. Soms wordt er geschermd met het afvalprobleem: ‘Wat met gebruikte zonnepanelen?’ Maar die panelen gaan doorgaans twintig tot dertig jaar mee, en er wordt nu al gewerkt aan technieken om ze te recycleren in andere materialen.

Ook voor windmolens is geen nieuwe technologie nodig. We moeten het gebruik ervan wel opschalen. Voor de productie zijn zeldzame aardmetalen nodig – een stokpaardje van Jones. ‘Voor de directe aandrijving van windmolens op zee heb je permanente magneetmotoren nodig’, weet hij. ‘Daar zit het kritieke materiaal neodymium in, waarvan de wereldproductie bijna integraal in China ligt.’

Jones: Je kunt de concentratie van neodymium in een windmolen niet afbouwen, want dat leidt tot vermogensverlies. Ondanks een zoektocht van dertig jaar is er nog geen alternatief voor gevonden. In Zweden waren er plannen voor een open mijn om neodymium te winnen, maar ze botsten op verzet bij buurtbewoners die geen mijn in hun achtertuin wilden. In plaats van een eigen duurzame mijnindustrie uit te bouwen, blijven sommige mensen liever afhankelijk van China.

Wanneer de voorziening van energie wispelturig is (bij zon of wind), moet je ze op grote schaal in batterijen kunnen opslaan. Ook de efficiëntie van elektrische auto’s hangt af van succesvolle ontwikkelingen op het vlak van batterijen. Vandaag zijn lithiumionbatterijen de beste, zeggen onze experts.

Govers: Die batterijen kosten bovendien amper 10 procent van wat ze tien jaar geleden kostten. En de echte massaproductie moet nog beginnen. Door de verdere prijsdaling zullen we sneller dan vermoed overschakelen naar elektrisch rijden. Zeker als overheden dat mee ondersteunen.

Jones: Voor lithiumionbatterijen heb je naast lithium ook kobalt nodig. Dat is een kritiek materiaal, net als neodymium. Analisten verwachten een tekort aan kobalt. Liefst 65 procent van de productie komt uit Congo, maar de raffinage gebeurt grotendeels in China, wat ons – opnieuw – heel afhankelijk van het buitenland maakt. In Scandinavië zijn er kleine kobaltmijnen, maar zonder de grote weerstand tegen mijnbouw waren het er veel meer geweest.

Voor de grootschalige opslag van energie wordt aan een nieuw concept gewerkt: de redoxflowbatterij. In China bestaat die al. Ze steunt op vanadium, een materiaal dat ook overwegend in China wordt gewonnen. Aan de KU Leuven lopen projecten om vergelijkbare batterijen te maken met andere stoffen.

Sommige futuristen willen het broeikaseffect bestrijden door de oceanen te bemesten, zodat ze meer CO2 opnemen. En in een extreem geval van zulke geo-engineering willen ze grote zonnespiegels in de ruimte hangen die een deel van de invallende zonnestralen weerkaatsen.

Govers: Die voorbeelden getuigen van onverantwoord technologisch optimisme. We hebben bijvoorbeeld geen flauw idee wat het effect zou zijn van grote hoeveelheden extra CO2 in de oceanen, behalve dat het onomkeerbaar zal zijn. Het is ronduit gevaarlijk.

Jones: Er is ook een wild plan om koolstof rechtstreeks uit de lucht te halen, in plaats van uit vervuilende uitstoten. Dat noemen ze direct air capture. Het kan al, maar het kost een waanzinnige 600 euro per ton CO2. Het geld voor zulke peperdure oplossingen kunnen we beter gebruiken om bestaande goede technologieën verder uit te bouwen en op te schalen.

Naast het openhouden van bestaande kerncentrales wordt er gewerkt aan nieuwe concepten. Bij thoriumcentrales, bijvoorbeeld, komt geen radioactief uranium meer kijken. En sommigen blijven geloven in een toekomst voor kernfusie.

Jones: Kernfusie zal nog minstens een halve eeuw op zich laten wachten. De technologie zal miljarden euro’s opslorpen, zonder dat we zicht krijgen op een doorbraak die haar realistisch zal maken. Kernfusie is een dure speeltuin voor kernfysici, een wilde droom. Als het huis in brand staat, zoals nu met de aarde het geval is, kun je daar beter niet op inzetten.

Govers: Voor thoriumcentrales geldt hetzelfde. Het zal nog minstens twintig tot dertig jaar duren voor de technologie klaar is, gesteld dat er onderweg geen nieuwe obstakels opduiken. Ook de kleine modulaire of verplaatsbare kerncentrales, waar bedrijven als Rolls-Royce aan werken, zullen peperduur blijven vergeleken met andere energiebronnen. In een energiemix met vooral groene energie hebben ze misschien een plaats, maar wondermiddelen zullen het niet zijn.

Planten plukken CO2 uit de lucht voor hun energievoorziening. Dat proces van fotosynthese zouden we efficiënter kunnen maken, bijvoorbeeld via genetische modificatie.

Govers: Als je de fotosynthese opdrijft, kun je op dezelfde landoppervlakte meer CO2 uit de lucht halen. En dan kun je landbouwgrond vrijmaken voor natuur en bos. Herbebossing is sowieso nuttig in de strijd tegen de opwarming. Duurzaamheid veronderstelt dat we naar álle facetten van onze impact op de aarde kijken, ook naar de teloorgang van de biodiversiteit.

De staalindustrie en de cementindustrie dragen elk ongeveer 5 procent bij aan de klimaatopwarming. ‘Die industrieën koolstofvrij maken is moeilijk’, zegt Jones.

Jones: De staalindustrie draait op de fossiele brandstof cokes om ijzererts te reduceren tot ijzermetaal. Dat kun je moeilijk vervangen, hoewel er in Zweden een project loopt om staalfabrieken te laten draaien op waterstof. Maar het zal nog minstens tot 2030 of zelfs 2040 duren voor die industrie op grote schaal vrij van CO2-uitstoot is.

Voor de cementindustrie geldt ongeveer hetzelfde, hoewel daar doorbraaktechnologieën in de maak zijn. Collega’s maken geopolymeercement uit residu’s van de metallurgiesector. Ze zoeken naar samenstellingen die als alternatief voor cement kunnen dienen en die je efficiënt kunt opschalen naar industriële hoeveelheden. Ik verwacht dat hun innovaties over vijf jaar inzetbaar zijn, op voorwaarde dat de autoriteiten de standaarden en normeringen voor bouwproducten flexibeler maken.

Peter Tom Jones zegt het nog eens stellig: ‘Groenere technologie alleen zal ons niet redden. Ze moet deel uitmaken van een grote, allesomvattende transitie. Het gaat ook om ons gedrag, om structuren, praktijken en de bestemming van financiële middelen. Iedereen moet mee, anders zullen we op puur economische obstakels blijven botsen. De subsidies voor alles wat met fossiele brandstoffen te maken heeft, moeten we dringend terugschroeven. Investeerders moeten zich afkeren van de fossielebrandstofsector.’

Jones: Tegelijk moeten we in gesprek blijven met de bevolking. We moeten de mensen uitleggen dat een volgehouden duurzaamheidsbeleid tal van secundaire voordelen oplevert. Gezonde lucht en leefbare steden, bijvoorbeeld. Of nieuwe jobs, een veerkrachtige lokale economie en een grotere sociale cohesie.

Govers: Ik ben het daar volledig mee eens. De bevolking moet zich niets laten wijsmaken: de sterke prijsdalingen van zonnepanelen en batterijen zijn geen mythe. We hebben betaalbare technologie die snel verder moet worden uitgerold – wat de prijs verder zal drukken. We moeten blijven praten, zonder de dingen in termen van ‘voor’ en ’tegen’ te framen, en oplossingen uitwerken die een draagvlak hebben. Dan zullen we de opwarming misschien niet tot 1,5 graad kunnen beperken, maar het verschil in impact tussen 2 graden extra en 3 graden is gigantisch. Mensen kunnen nu mee investeren in een hoopvolle toekomst voor hun kinderen en kleinkinderen. Als ze zich blijven verschuilen achter het argument dat 2100 nog héél ver weg is, zullen we er niet komen.