Delftse startup voert klimaatstrijd via het zeewater én misschien Elon Musk

Translation in progress

‘CO₂ is de grootste bedreiging voor de mensheid’. Daarom loofde Elon Musk via de X Price Foundation 100 miljoen dollar uit aan de beste ideeën om klimaatverandering tegen te gaan en de CO₂-cylus weer in balans te brengen. De Delftse startup SeaO2 is een van de 1.327 deelnemers in de competitie én een van de bedrijven op de shortlist ‘phase 1 top 60 team’. Het bedrijf houdt kantoor in Amsterdam en Leeuwarden en bouwt in een hal midden op de Afsluitdijk aan een prototype.

Het internationale panel voor klimaatverandering IPCC schat dat er tegen 2050 tien gigaton (tien miljard ton) CO₂ per jaar aan de atmosfeer onttrokken moet worden om de gemiddelde temperatuurstijging onder de 2 graden Celsius te houden. Ter vergelijking: de huidige mondiale uitstoot is vier keer meer: 40 miljard ton per jaar. De organisatie van de X Prize concludeert: ‘Het wordt duidelijk dat we gigatonnen aan koolstof moeten verwijderen om de ergste gevolgen van klimaatverandering te voorkomen.’

Dat doel ligt nog ver weg. De huidige afvangcapaciteit voor CO₂ is ongeveer 0,1% van wat er jaarlijks in de atmosfeer wordt geloosd.

Inzenders voor de X Prize zijn ingedeeld in vier categorieën. Met een machine CO₂ uit de lucht halen (air solution) is daar een van. Andere startups zien meer in de versnelling van natuurlijke erosieprocessen (rocks solution) waarbij verpulverd gesteente CO₂ opneemt. Dan zijn startups die bomen kooldioxide willen laten invangen en dat opslaan door het hout bijvoorbeeld te begraven (land solution).

De Delftse startup SeaO2 zit in de categorie ocean solution. Die oplossing klinkt simpel: de oceaan neemt CO₂  op uit de atmosfeer, dus als je CO₂ uit het zeewater haalt, kan dat nieuwe CO₂ opnemen. Zo vermindert op den duur de atmosferische concentratie van koolstofdioxide (en daarmee het broeikaseffect en de klimaatverandering). Bijkomend voordeel is dat ook de verzuring van oceanen afneemt.

Bruis

Nu de praktijk, want hoe haal je CO₂ uit zeewater? SeaO2 heeft een technologie ontwikkeld om het broeikasgas uit het zeewater te laten borrelen, net als koolzuurgas uit de cola bruist als je er een pepermuntje ingooit. Door een elektrische spanning aan te leggen over een membraan wordt een klein gedeelte (1 procent) van een zeewaterstroom in een zure en een basische stroom gescheiden. Door het zuur verderop toe te voegen aan de rest van het zeewater neemt de oplosbaarheid voor CO₂ sterk af, en bruist het gas eruit. Die technologie is een patent van onder meer Rezvan (Rose) Sharifian en David Vermaas die samen met ceo Ruben Brands het bedrijf SeaO2 oprichtten.

Sharifian promoveerde in 2022 op ‘Electrochemical Ocean Carbon Capture’ met dr.ir David Vermaas als copromotor en prof.dr.ir. Chris Kleijn (Faculteit Technische Natuurwetenschappen) als promotor.

Sharifian studeerde eerst petroleum engineering in Teheran en in Delft, maar besloot na haar studie over te stappen naar ‘de groene kant’. Ze meldde zich aan voor een promotieopdracht van de TU Delft en wateronderzoeksinstituut Wetsus in Leeuwarden om CO₂ af te vangen uit zeewater. “Zeewater bevat ruim 140 keer meer CO₂ dan lucht”, zegt ze daarover in een interview in De Ingenieur. “Met een elektrochemische machine veranderen we de zuurgraad van het water, waardoor alle carbonaten en bicarbonaten, die in het zeewater zijn opgelost, als CO₂ in gasvorm vrijkomen.”

Ambities

De labopstelling zou gedurende een continu proces van één jaar 1 ton CO₂ aan zeewater kunnen onttrekken. Het is de bedoeling om de capaciteit in de hal aan de Afsluitdijk op te schalen via 25 ton CO₂ per jaar naar 250 ton per jaar.

“De fase-1 pilot plant van 25 ton CO₂ per jaar past in een zeecontainer”, schetst Asvin Sajeev, chemical process engineer bij SeaO2. “De volgende stap van 250 ton CO₂ per jaar past waarschijnlijk in vier zeecontainers omdat we pompen kunnen combineren.”

“En wij hebben als voordeel dat we helemaal geen chemicaliën gebruiken”, zegt Ruben Brands, ceo van SeaO2. Dat onderscheidt zijn bedrijf bijvoorbeeld van de Canadese concurrent Planetary die zeewater met zuurremmers wil behandelen. Directe concurrenten zijn Captura uit Californië dat CO2 uit zeewater haalt met een membraanfilter en Ebb Carbon dat de zuurgraad van zeewater verhoogt (basisch maakt) met een elektrochemisch proces.

Brands vertelt dat de fase-2 pilot (250 ton/jaar) gepland staat voor volgend najaar (‘Q3 2025’). Daar houdt het niet mee op. Sterker: dat is pas het begin. De ambities van SeaO2 volgen de lijn van de wereldwijde ambitie van 10 gigaton CO₂ per jaar in 2050. Ieder jaar een factor 10 groter, daar komt het voorlopig op neer, met als punt op de horizon 1 megaton in 2030 en 1 gigaton (miljard ton) in 2045. Dat zou een aandeel van 10 procent zijn in de mondiale ambitie voor 2050.

De opschaling is een kostbare zaak die veel subsidies en investeringen vergt. De tientallen miljoenen dollars van Elon Musk zouden de schaalvergroting enorm bespoedigen. Of SeaO2 die krijgt, moet volgend jaar februari, vier jaar na het begin van de X Prize carbon removal, duidelijk worden.