Doorbraken in CO₂-afvang: Geavanceerde Materialen en Megaprojecten om Koolstof uit Lucht en Industrie te Verwijderen

In 2024 bereikte de atmosferische CO2 ongeveer 426 delen per miljoen, ongeveer 50% hoger dan het pre-industriële niveau.
Onderzoekers van UC Berkeley ontwikkelden een zinkhydride-MOF genaamd ZnH-MFU-4_l die CO₂ uit hete rookgassen bij 300°C kan afvangen met meer dan 90% efficiëntie, waardoor directe integratie in schoorstenen mogelijk wordt.
In oktober 2024 verwijderde COF-999, een polyamine-gedecoreerd covalent organisch raamwerk, in tests volledig CO₂ uit omgevingslucht; 200 gram ving ongeveer 20 kilogram per jaar op en bleef stabiel gedurende 100 cycli.
Een nieuw MOF-filter toonde tot 99% CO₂-verwijdering aan, terwijl het ongeveer 17% minder energie en 19% lagere kosten gebruikte dan conventionele aminesystemen, wat aanzienlijke efficiëntiewinsten illustreert.
Heirloom Carbon’s mineral looping gebruikt calciumoxide afkomstig uit kalksteen om passief CO₂ te absorberen en weer vrij te maken bij verhitting, met claims van potentiële verwijderingskosten onder de $100 per ton op schaal en meer dan $150 miljoen aan financiering in 2023–2024.
Het Brevik CCS-project in Noorwegen begon in 2025 met het afvangen van CO₂ uit de cementfabriek van Heidelberg Materials in opstarttests en is ontworpen om ongeveer 400.000 ton per jaar af te vangen, waarbij vloeibare CO₂ wordt verscheept naar een opslagreservoir onder de Noordzee als onderdeel van het Northern Lights-project.
Climeworks’ Mammoth DAC-fabriek in IJsland startte in 2024 met 72 collectoren die tot 36.000 ton CO₂ per jaar aankunnen en wordt aangedreven door geothermische energie, met als doel een capaciteit op megatonschaal in 2030 en gigatonschaal in 2050.
De Verenigde Staten breidden de steun voor DAC uit met $3,5 miljard voor regionale DAC-hubs, $1,8 miljard voor de financiering van maximaal negen nieuwe DAC-faciliteiten, en een 45Q-belastingkrediet tot $180 per ton voor opgeslagen DAC-CO₂ (en $85 per ton voor opgeslagen CO₂ uit puntbronnen), aangevuld met $2,6 miljard voor transport- en opslaginfrastructuur.
De Project Cypress DAC-hub in Louisiana is van plan om ongeveer 1 miljoen ton CO₂ per jaar af te vangen, gebruikmakend van King Ranch-zoutformaties die tot 3 miljard ton kunnen opslaan.
China’s CarbonBox werd in juli 2024 de eerste in eigen land ontwikkelde DAC-module die betrouwbaarheidstests doorstond, kan meer dan 100 ton CO₂ per jaar afvangen met 99% efficiëntie, en is ontworpen voor modulaire inzet richting miljoenen-tonschaal.

De dringende noodzaak van koolstofafvang

Kooldioxide (CO₂) niveaus in onze atmosfeer zijn op recordhoogte, wat gevaarlijke klimaatverandering veroorzaakt. In 2024 bereikten de CO₂-concentraties ongeveer 426 delen per miljoen – ongeveer 50% hoger dan het pre-industriële niveau news.berkeley.edu. Het verminderen van emissies is cruciaal, maar experts zijn het erover eens dat dit op zichzelf niet genoeg zal zijn. Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) zegt dat we ook miljarden tonnen CO₂ die al in de lucht zitten moeten verwijderen om de wereldwijde klimaatdoelen te halen reuters.com, news.berkeley.edu. Hier komen koolstofafvang-technologieën in beeld: CO₂ afvangen bij de bron (bijv. energiecentrales of fabrieken) en zelfs direct uit de omgevingslucht om “negatieve emissies” te bereiken. Zoals een klimaatwetenschapper het verwoordde, is alleen vertrouwen op koolstofverwijdering riskant – “Alleen door ambitieuze emissiereducties op korte termijn kunnen we de risico’s effectief verminderen… [maar] CO₂-verwijdering (CDR) kan helpen de opwarming te vertragen” reuters.com reuters.com. Kortom, we hebben koolstofafvang en -verwijdering nodig naast emissiereducties, en recente doorbraken maken deze technologieën steeds haalbaarder.

Waarom koolstofafvang? Moeilijk te verduurzamen sectoren (cement, staal, energie) stoten nog steeds grote hoeveelheden CO₂ uit. Koolstofafvang kan CO₂ uit hun rookgassen halen, waardoor het niet in de lucht terechtkomt. Zo veroorzaakt alleen al de cementproductie ~7–8% van de wereldwijde CO₂-uitstoot, en het afvangen van die “procesemissies” werd lang als zeer moeilijk beschouwd ccsnorway.com. Ondertussen kunnen directe luchtvangst (DAC)-systemen het verdunde CO₂ uit de open lucht halen (ongeveer 0,04% concentratie) – een enorme uitdaging, maar essentieel als we het CO₂-gehalte willen verlagen dat zich al in de atmosfeer heeft opgehoopt news.berkeley.edu. “Directe luchtvangst wordt meegerekend om de stijging van CO₂-niveaus om te keren… Zonder dit zullen we het doel van het beperken van de opwarming tot 1,5 °C niet halen,” merkte het Climate Change Center van UC Berkeley op, samenvattend wat het IPCC heeft vastgesteld news.berkeley.edu.

Tot voor kort was koolstofafvang duur, energie-intensief en vooral beperkt tot proefprojecten. Traditionele afvang maakt gebruik van vloeibare amines (chemicaliën die CO₂ binden) in grote scrubbertowers, wat werkt voor geconcentreerde rookgassen maar veel energie verbruikt – en ze zijn niet efficiënt voor lage CO₂-niveaus zoals in lucht news.berkeley.edu. In 2024–2025 hebben wetenschappers en ingenieurs wereldwijd echter nieuwe structuren en technologieën onthuld die beloven CO₂-afvang drastisch efficiënter, betaalbaarder en schaalbaarder te maken. Van geavanceerde sponsachtige materialen die CO₂ opzuigen tot enorme nieuwe installaties die CO₂ met duizenden tonnen opslaan, deze innovaties versnellen de race om onze atmosfeer te zuiveren.

Hieronder verkennen we de nieuwste doorbraken in CO₂-afvang – waaronder geavanceerde materialen (metaal-organische raamwerken, covalente organische raamwerken, sorbenten), nieuwe processen (van hoge-temperatuurafvang tot door zonne-energie aangedreven DAC), en grote projecten en initiatieven wereldwijd. We nemen ook inzichten op van toonaangevende wetenschappers en klimaatexperts over wat deze ontwikkelingen betekenen voor de strijd tegen klimaatverandering.

Geavanceerde materialen voor CO₂-afvang: MOF’s, COF’s en sorbenten

Een grote revolutie in koolstofafvang komt uit de materiaalkunde. Onderzoekers hebben nieuwe poreuze vaste stoffen gecreëerd met verbazingwekkende mogelijkheden om CO₂-moleculen te vangen. Twee sterspelers zijn metaal-organische raamwerken (MOF’s) en covalente organische raamwerken (COF’s) – kristallijne materialen met nanoscopische poriën die werken als sponzen met een groot oppervlak voor gassen. Deze raamwerken kunnen op maat worden gemaakt met chemische groepen die zich aan CO₂ hechten, wat enorme verbeteringen biedt ten opzichte van traditionele vloeibare aminefilters energiesmedia.com atoco.com.

MOF’s (Metaal-Organische Raamwerken): MOF’s bestaan uit metaalatomen die verbonden zijn door organische koppelstukken, waardoor een open rooster ontstaat met een inwendig oppervlak dat zo groot is dat “slechts één gram het equivalente oppervlak van een voetbalveld bevat” energiesmedia.com. Wetenschappers kunnen MOF-poreën versieren met functionele groepen (zoals amines of andere reactieve plaatsen) om selectief CO₂ af te vangen. MOF’s worden al meer dan tien jaar bestudeerd voor CO₂-afvang, maar nieuwe formuleringen tillen de prestaties naar nieuwe hoogten. Zo ontdekte eind 2024 een team van UC Berkeley onder leiding van Prof. Jeffrey Long een MOF die CO₂ kan afvangen uit hete rookgassen – bij 300 °C, ver boven de grenzen van conventionele materialen news.berkeley.edu. Deze MOF, bekend als ZnH-MFU-4𝓁, gebruikt zinkhydride (ZnH)-plaatsen in zijn poriën in plaats van amines, en deze bleken opmerkelijk stabiel bij hoge temperaturen news.berkeley.edu. “Onze ontdekking staat op het punt te veranderen hoe wetenschappers denken over koolstofafvang. We hebben ontdekt dat een MOF CO₂ kan afvangen bij ongekend hoge temperaturen… wat voorheen niet mogelijk werd geacht,” zei Dr. Kurtis Carsch, mede-auteur van de studie news.berkeley.edu. Het materiaal behaalde meer dan 90% CO₂-afvang in gesimuleerde uitlaatgassen (een niveau dat “diepe afvang” wordt genoemd), zelfs bij ~300 °C, met een capaciteit vergelijkbaar met de beste op amine gebaseerde sorbenten news.berkeley.edu. Dit is een gamechanger voor industrieën zoals cement en staal, waar rookgassen vaak 200–400 °C bereiken news.berkeley.edu. In plaats van complexe koelsystemen te installeren om conventionele afvang te gebruiken, zouden zulke hoge-temperatuur MOF’s op een dag direct in schoorstenen geïntegreerd kunnen worden. Zoals Prof. Long opmerkte: “Dit werk laat zien dat met de juiste functionaliteit – hier, zinkhydrideplaatsen – snelle, omkeerbare, grootschalige afvang van CO₂ inderdaad mogelijk is bij hoge temperaturen zoals 300 °C” news.berkeley.edu. Onderzoekers verkennen nu varianten van deze MOF en passen de metaalplaatsen aan om andere gassen te targeten of de capaciteit nog verder te verhogen news.berkeley.edu.
COF’s (Covalente Organische Netwerken): COF’s lijken op MOF’s, maar dan zonder metaal – ze zijn volledig opgebouwd uit lichte elementen (C, H, N, O) die met sterke covalente bindingen aan elkaar zitten. Dit kan ze robuuster maken tegen bepaalde omstandigheden. In oktober 2024 onthulde een team onder leiding van prof. Omar Yaghi (de uitvinder van MOF’s/COF’s) en prof. Laura Gagliardi COF-999, een nieuw CO₂-afvangend COF dat onderzoekers heeft verbaasd met zijn prestaties pme.uchicago.edu. COF-999 is een poreus rooster waarvan de hexagonale kanalen “versierd zijn met polyaminen” – in feite lange ketens van aminegroepen die in de poriën zijn gegroeid pme.uchicago.edu. Deze aminen werken als moleculaire haakjes voor CO₂. In tests aan UC Berkeley kon slechts een kleine hoeveelheid COF-999 CO₂ volledig uit de omgevingslucht verwijderen. “We hebben Berkeley-lucht – gewoon buitenlucht – door het materiaal geleid om te zien hoe het zou presteren, en het was prachtig. Het reinigde de lucht volledig van CO₂. Alles,” meldde prof. Yaghi news.berkeley.edu. Volgens de onderzoekers kan 200 gram COF-999 (ongeveer een halve pond) 20 kg CO₂ per jaar opvangen, ongeveer evenveel als een volgroeide boom absorbeert news.berkeley.edu. Belangrijk is dat COF-999 buitengewoon stabiel is: het vertoonde geen degradatie over 100 cycli van het opvangen en loslaten van CO₂ pme.uchicago.edu. “Het is zowel chemisch als thermisch zeer stabiel, en kan minstens 100 cycli worden gebruikt,” zei prof. Gagliardi pme.uchicago.edu. Deze duurzaamheid lost een groot probleem op – veel eerdere materialen braken af na herhaald gebruik, vooral door water of verontreinigingen in de lucht. De ruggengraat van COF-999 is opgebouwd uit olefine (koolstof-koolstof) bindingen, die tot de sterkste in de chemie behoren news.berkeley.edu. In tegenstelling tot sommige MOF’s die uit elkaar vielen in vochtige lucht of basische omstandigheden, is dit COF ongevoelig voor water, zuurstof en andere gassen news.berkeley.edu. “CO₂ uit lucht vangen is erg uitdagend – je hebt een hoge capaciteit, hoge selectiviteit, waterstabiliteit, lage regeneratietemperatuur, schaalbaarheid nodig… Het is een hele opgave,” legde Yaghi uit, “Dit COF heeft een sterke ruggengraat, vereist minder energie, en we hebben aangetoond dat het 100 cycli aankan wmet geen verlies van capaciteit. Geen enkel ander materiaal heeft aangetoond zo te presteren” news.berkeley.edu. In feite noemde Yaghi COF-999 “in wezen het beste materiaal dat er is voor directe luchtvangst” tot nu toe news.berkeley.edu. De CO₂-opname is tot 2 millimol per gram sorbens, waarmee het tot de toppresteerders onder de vaste sorbenten behoort news.berkeley.edu. En omdat het CO₂ afgeeft wanneer het wordt verwarmd tot slechts ~60 °C, zou het mogelijk gebruik kunnen maken van laagwaardige warmtebronnen voor regeneratie news.berkeley.edu. Het team gebruikt al AI-technieken om nog betere structuren te ontwerpen, met als doel materialen die mogelijk “twee keer zoveel CO₂” kunnen opvangen voordat regeneratie nodig is pme.uchicago.edu. Dergelijke door AI gestuurde ontdekkingen zijn een groeiende trend: zo gebruikten onderzoekers van de University of Illinois Chicago en Argonne National Lab onlangs een computationeel framework om 120.000 hypothetische MOF-structuren te screenen en veelbelovende te identificeren voor CO₂-opvang energiesmedia.com. Het lab van Yaghi heeft ook een startup opgericht, Atoco, om deze reticulaire materialen voor koolstofopvang te commercialiseren.
Vaste sorbenten & andere materialen: Naast MOFs en COFs worden er allerlei nieuwe vaste sorbenten getest. Dit omvat gemodificeerde zeolieten, poreuze polymeren, ionenwisselaarharsen en zelfs door de natuur geïnspireerde materialen. Veel hiervan zijn gefunctionaliseerd met aminegroepen om CO₂ chemisch te binden. Het doel is om een hoge capaciteit en selectiviteit voor CO₂ te bereiken, terwijl er minder energie nodig is voor regeneratie dan bij vloeibare amineoplossingen. Sommige startups onderzoeken enzym-gebaseerde sorbenten of elektrochemische CO₂-afvang (waarbij elektriciteit wordt gebruikt om CO₂ vrij te maken in plaats van warmte). Anderen, zoals Heirloom Carbon in de VS, kiezen een andere aanpak: het gebruik van natuurlijk voorkomende mineralen. Heirloom spreidt calciumoxide (afkomstig uit kalksteen) uit, dat passief CO₂ uit de lucht opneemt door terug te keren naar calciumcarbonaat, en verhit het vervolgens om pure CO₂ vrij te maken en het oxide te regenereren. Deze minerale kringloop-benadering maakt gebruik van goedkope, overvloedige materialen (feitelijk versnelde verwering van kalksteen). In 2023–2024 trok Heirloom grote investeringen aan om op te schalen – meer dan $150 miljoen – en bouwt het zijn eerste commerciële faciliteiten businesswire.com, heirloomcarbon.com. Hoewel langzamer dan ventilator-gedreven systemen, kan minerale DAC goedkoop zijn en werkt het op warmte; Heirloom beweert dat het < $100/ton verwijderingskosten kan bereiken op schaal. Ondertussen hebben membranen voor CO₂-afvang stapsgewijze verbeteringen gezien, hoewel ze vooral werken voor geconcentreerde gassen. Onderzoekers ontwikkelen ook hybride sorbenten (bijvoorbeeld enzymen of vloeibare materialen binden aan vaste dragers) om de beste eigenschappen te combineren. Het landschap van materialen breidt zich snel uit, geholpen door AI-ontwerp en high-throughput testen. Zoals een energie-media outlet opmerkte, “geavanceerde metaal-organische raamwerken… functioneren als moleculaire sponzen”, en in combinatie met slimme procesengineering (zoals vacuüm-swing cycli), hebben nieuwe systemen tot 99% CO₂-verwijdering in labtesten aangetoond – veel hoger dan de 50–90% die typisch is voor oudere technologie energiesmedia.com. Kortom, geavanceerde materialen maken het mogelijk om koolstofafvang efficiënter te maken (een groter deel van de CO₂ vastleggen, >95–99% in sommige gevallen) terwijl er minder energie wordt gebruikt. Zo behaalde een nieuw MOF-filter hetzelfde CO₂-afvangpercentage met ongeveer 17% minder energie en 19% lagere kosten vergeleken met conventionele aminesystemen energiesmedia.com. Al deze verbeteringen zijn cruciaal, want minder energieverbruik betekent goedkopere werking en een kleinere klimaatvoetafdruk voor het afvangproces zelf.

Innovatieve CO₂-afvangprocessen en synergieën

Samen met nieuwe materialen herontwerpen ingenieurs hoe CO₂ wordt afgevangen en vrijgegeven, waardoor het proces praktischer wordt. Traditionele koolstofafvang maakt vaak gebruik van temperatuur- of drukwisseladsorptie – je stelt een sorbens bloot aan gas zodat het CO₂ kan adsorberen, en verandert dan de omstandigheden (verhitten of de druk verlagen) om het CO₂ weer vrij te laten voor opslag. Nieuwe technieken verbeteren deze cyclus:

Moisture-Swing & Water Harvesting Synergy: Een baanbrekend idee in 2024 was om waterdamp te gebruiken om CO₂-desorptie te ondersteunen. In een artikel gepubliceerd in Nature Communications (nov 2024) toonden onderzoekers aan dat het toevoegen van een stoot luchtvochtigheid de energie die nodig is om DAC-sorbenten te regenereren drastisch kan verminderen nature.com. Hun methode vangt zowel water als CO₂ uit de lucht met een vast aminesorbens; vervolgens, bij ongeveer 100 °C, brengen ze geconcentreerde waterdamp in die effectief het CO₂ van het sorbens afduwt. Het proces leverde 97,7% zuivere CO₂ op (klaar voor opslag of gebruik) en produceerde tegelijkertijd vers water, allemaal zonder vacuümpompen of hogedruk-stoomketels nodig te hebben nature.com. Sterker nog, een eenvoudige in-situ dampspoeling was voldoende om 98% van de afgevangen CO₂ terug te winnen met ongeveer 20% minder energie input nature.com. Nog indrukwekkender: ze demonstreerden een prototype dat volledig werd aangedreven door zonnewarmte, waarmee het potentieel werd aangetoond voor DAC-units die op hernieuwbare energie draaien in afgelegen gebieden nature.com. Dit “gedistribueerde DAC”-concept – gebruikmakend van zonlicht en omgevingsvocht – zou betaalbare koolstofverwijdering mogelijk kunnen maken in waterschaarse regio’s, terwijl er ook water wordt geproduceerd. Het is een slimme draai aan het probleem: water wordt meestal gezien als een verontreiniging bij CO₂-afvang (vochtige lucht maakt veel sorbenten minder effectief), maar hier wordt water juist een hulpmiddel om CO₂ vrij te maken.
Energie-efficiënte regeneratie: Een andere focus ligt op het verhogen van de efficiëntie tijdens de CO₂-afgifte. Een voorbeeld hiervan is warmteintegratie. Bij ’s werelds eerste koolstofafvangproject in een cementfabriek in Noorwegen (later besproken), implementeerden ingenieurs een Carbon Capture Heat Recovery-systeem: restwarmte van de CO₂-compressor wordt gerecycled om stoom te genereren die de aminescrubber aandrijft, en zo ongeveer een derde van de benodigde warmte voor regeneratie levert man-es.com. Door warmte te hergebruiken die anders verloren zou gaan, vermindert het systeem de energieboete van afvang aanzienlijk man-es.com. Digitale optimalisatie van het proces verkortte ook de opstarttijd en elimineerde enkele onnodige componenten, waardoor het systeem flexibeler werd in gebruik man-es.com man-es.com. Op vergelijkbare wijze gebruiken veel nieuwe afvangsystemen vacuüm- of drukwisseladsorptie met geavanceerde sorbenten om verwarming helemaal te vermijden: ze trekken een vacuüm om CO₂ bij kamertemperatuur uit het sorbens te halen, wat energie bespaart. Sommige ontwerpen wisselen tussen twee of meer sorbensbedden, zodat de ene afvangt terwijl de andere regenereert, wat continue werking mogelijk maakt (dit is hoe de DAC-modules van Climeworks werken, waarbij lage-druk stoom of vacuüm wordt gebruikt om hun filters te regenereren).
Elektrochemische en katalytische benaderingen: Buiten warmte-/drukwissels om, innoveren bedrijven met elektriciteitsgedreven CO₂-afvang. Zo ontwikkelt een MIT-spin-off genaamd Verdox electro-swing adsorption, waarbij het aanleggen van een spanning de affiniteit van een materiaal voor CO₂ verandert – je “laadt” het sorbens op om CO₂ op te nemen en ontlaadt het om de CO₂ weer af te geven, zonder noemenswaardige verwarming. Dit kan worden aangedreven door hernieuwbare elektriciteit en modulair opgeschaald worden. Andere onderzoekers voegen katalysatoren toe aan op oplosmiddel gebaseerde systemen om de energie die nodig is voor CO₂-afgifte te verlagen (bijvoorbeeld carbonic anhydrase-enzymen of metaal-katalysatoren die helpen de CO₂-aminebinding bij lagere temperaturen te verbreken). Hoewel deze benaderingen zich vooral nog in R&D bevinden, vormen ze een veelbelovende nieuwe richting om de energiekosten van afvang te verlagen door slimmere chemie te gebruiken in plaats van brute verwarming.
Hybride systemen (CCUS): Sommige nieuwe opstellingen combineren CO₂-afvang met directe benutting om de economie te verbeteren. Zo bestaan er ontwerpen voor directe luchtvangst tot brandstoffen, waarbij CO₂ uit de lucht wordt gehaald en samen met groene waterstof in een reactor wordt gevoerd om synthetische brandstoffen te maken. Er zijn proefprojecten die DAC-units koppelen aan brandstofsynthese of aan betonproductie (waarbij CO₂ wordt gemineraliseerd tot bouwmaterialen). In een opmerkelijk project wordt de DAC-technologie van Carbon Engineering gekoppeld aan de brandstofsynthese van Air Company in een voorgestelde fabriek om vliegtuigbrandstof te maken uit atmosferische CO₂. Een ander hybride concept is BECCS (bio-energie met CCS), waarbij biomassa-energiecentrales hun CO₂-uitstoot afvangen – wat netto negatieve emissies oplevert, omdat de CO₂ afkomstig is van atmosferische koolstof die door de planten is vastgelegd. Dergelijke innovaties staan nog in de kinderschoenen, maar kunnen inkomstenstromen (brandstoffen, producten) creëren die de kosten van afvang compenseren en zo de opschaling van de technologie bevorderen.

Het overkoepelende thema is efficiëntie en integratie: CO₂-afvangunits meer laten lijken op slimme machines die CO₂ oogsten met minimaal energieverbruik, vaak gebruikmakend van natuurlijke processen (zoals waterkringloop, restwarmte of hernieuwbare energie). Deze doorbraken in processen, gecombineerd met geavanceerde materialen, zorgen voor recordprestaties in laboratoria en vroege demonstraties. Zo behaalde een team onlangs met een op maat gemaakt MOF-filter en een vacuüm-swingcyclus 99% CO₂-verwijdering in labtesten terwijl ongeveer 17% minder energie werd gebruikt dan bij oudere methoden energiesmedia.com, energiesmedia.com. Al deze verbeteringen brengen ons dichter bij de droom van kosteneffectieve grootschalige koolstofafvang.

Koolstofafvang bij de bron: industrieën schoner maken

CO₂ afvangen bij puntbronnen – zoals energiecentrales, fabrieken en raffinaderijen – is een cruciaal onderdeel van klimaatmitigatie. Deze bronnen produceren CO₂ in hoge concentratie en grote volumes, dus afvang hier kan voorkomen dat grote emissies ooit de lucht bereiken. Verschillende belangrijke ontwikkelingen in 2024–2025 hebben de afvang van koolstof bij puntbronnen een boost gegeven:

Cement & Staal – Eerste grootschalige projecten: Begin 2025 bereikte het Noorse Longship-project voor koolstofafvang en -opslag een historisch mijlpaal: de Brevik CCS-installatie werd ’s werelds eerste grootschalige CO₂-afvanginstallatie bij een cementfabriek ccsnorway.com. Na de voltooiing van de bouw eind 2024 begon Brevik CCS met het afvangen van CO₂ uit de cementfabriek van Heidelberg Materials in Brevik, Noorwegen. In mei 2025 had het tijdens opstarttests al veilig de eerste 1.000+ ton CO₂ afgevangen ccsnorway.com. Zodra het volledig operationeel is, zal het 400.000 ton CO₂ per jaar afvangen, waarmee ongeveer 50% van de uitstoot van de fabriek wordt geëlimineerd man-es.com. Deze CO₂ wordt ter plaatse vloeibaar gemaakt en verscheept naar een permanente opslaglocatie onder de Noordzee als onderdeel van het Northern Lights-project ccsnorway.com. Dit is een doorbraak voor de zware industrie – zoals Gassnova (het Noorse CCS-agentschap) stelde: “De cementsector is verantwoordelijk voor 7–8% van de wereldwijde CO₂-uitstoot… Het afvangen van procesemissies uit deze industrie werd lange tijd als zeer uitdagend beschouwd. Het feit dat Brevik CCS nu daadwerkelijk CO₂ afvangt, is een doorbraak… technologisch en industrieel” ccsnorway.com. Het bewijst dat zelfs “moeilijk te verminderen” industriële CO₂ op grote schaal kan worden afgevangen. De volgende in de rij is een Noorse afval-naar-energiecentrale in Oslo, die in 2026 operationeel wordt met CO₂-afvang (~400k ton/jaar), waarmee CCS in diverse sectoren verder wordt aangetoond.
Vangst bij hoge temperatuur voor de industrie: Een grote belemmering voor industrieën zoals staal en cement was dat hun uitstoot te heet is voor conventionele CO₂-scrubbers (die gassen nodig hebben die zijn afgekoeld tot ~40–60 °C). Het koelen van die gassen kost energie en water, wat de toepassing belemmert news.berkeley.edu. De nieuwe zinkhydride MOF van UC Berkeley (eerder genoemd) pakt dit direct aan: het vangt CO₂ bij 300 °C, typisch voor cement/staal rookgasstromen news.berkeley.edu. In tests die echte uitstoot nabootsten (20–30% CO₂, met andere aanwezige gassen), ving deze MOF meer dan 90% van de CO₂, zelfs bij ovenachtige temperaturen news.berkeley.edu. Zulke materialen kunnen het mogelijk maken om bestaande installaties aan te passen met afvangsystemen op industriële ovens zonder grote koelers toe te voegen. Zoals Dr. Carsch opmerkte, opent het “nieuwe richtingen in de scheidingswetenschap” – het ontwerpen van sorptiematerialen die werken onder extreme omstandigheden news.berkeley.edu. Voorlopig gebruiken de meeste projecten voor puntbronafvang nog steeds verbeterde aminesolventen of op ammoniak gebaseerde afvang, maar ook deze worden verder ontwikkeld. China heeft bijvoorbeeld in 2024 aangekondigd dat het koolstofafvang zal testen bij verschillende kolencentrales tegen 2027, naast proeven met het meestoken van biomassa en ammoniak om de uitstoot te verminderen spglobal.com. Chinese ingenieurs hebben hun eigen op oplosmiddelen gebaseerde afvangsystemen ontwikkeld en zelfs membraancontactoren voor rookgas van energiecentrales. Naarmate het beleid meer steun biedt (China’s richtlijnen van 2024 hebben CCUS opgenomen in de officiële routekaart voor decarbonisatie climateinsider.com), verwachten we binnenkort grootschalige demonstratie-eenheden voor afvang op kolen- en gascentrales in Azië te zien.
Aardgascentrales met CCS: In de VS en het VK worden plannen ontwikkeld om de eerste gasgestookte energiecentrales met volledige koolstofafvang te bouwen. In de Britse regio Teesside is het Net Zero Teesside-project gericht op het uitrusten van een nieuwe gascentrale met CCS tegen het einde van dit decennium, waarbij CO₂ wordt opgeslagen in de Noordzee. In de VS heeft NET Power (een Amerikaans start-upbedrijf) een Allam-cyclus energiecentrale ontwikkeld die inherent een zuivere CO₂-stroom produceert door aardgas te verbranden met pure zuurstof in een CO₂-medium – in wezen een energiecyclus die vloeibare CO₂ oplevert, klaar voor opslag. Een 300 MW NET Power-centrale wordt naar verwachting in 2026 in Texas operationeel, en zou de eerste emissievrije gascentrale in zijn soort kunnen worden. Deze geïntegreerde ontwerpen kunnen schone energie leveren terwijl bijna 100% van de geproduceerde CO₂ wordt afgevangen.
Goedkopere oplosmiddelen en modulaire systemen: Een aantal bedrijven werkt aan stapsgewijs betere technologieën voor het afvangen van puntbronnen – zo hebben Mitsubishi Heavy Industries en Aker Carbon Capture beide verbeterde amine-oplossingssystemen geïntroduceerd die het energieverbruik met ongeveer 30% verminderen ten opzichte van oudere amines, dankzij gepatenteerde chemie die CO₂ net zo sterk bindt maar het gemakkelijker vrijlaat. Modulaire afvangunits (skid-gemonteerd) worden op de markt gebracht die bijvoorbeeld 30–100 ton CO₂ per dag kunnen afvangen van kleine industriële uitstoters (zoals ethanolinstallaties of cementovens) zonder enorme infrastructuur. Deze kleinere units kunnen worden gerepliceerd om de capaciteit op te schalen. In Japan heeft de overheid een doelstelling voor 2030 vastgesteld om 6–12 miljoen ton CO₂ per jaar af te vangen (ook uit de industrie) en financiert zij R&D naar volgende-generatie oplosmiddelen en adsorptiemethoden iea.org. Het streven is om koolstofafvang plug-and-play te maken voor veel faciliteiten, in plaats van telkens op maat gemaakte megaprojecten.

Over het algemeen maakt koolstofafvang bij puntbronnen in 2024–2025 de overgang van de pilotfase naar echte projecten die CO₂ uit industriële processen onderscheppen. Met eerste-in-zijn-soort fabrieken zoals Brevik die bewijzen dat het kan, ligt de focus nu op het verlagen van kosten en energieverbruik – waarbij de nieuwe materialen en processen een grote rol zullen spelen. De ultieme visie is dat in de nabije toekomst een kolencentrale of cementfabriek een modulaire afvanginstallatie kan toevoegen gevuld met geavanceerde sorbenten (misschien MOF-pellets of iets dergelijks), die >90% van de CO₂ zelfs uit hete, vuile rookgassen kan halen, en die CO₂ vervolgens kan recyclen tot producten of veilig ondergronds kan opslaan. Naarmate deze oplossingen worden toegepast, kunnen ze de koolstofvoetafdruk van essentiële industrieën aanzienlijk verkleinen tijdens de overgang naar schonere alternatieven.

Directe luchtafvang: CO₂ uit de lucht halen

Terwijl afvang bij puntbronnen nieuwe emissies voorkomt, is Direct Air Capture (DAC) erop gericht daadwerkelijk de CO₂ die al in de atmosfeer zit te verminderen. DAC wordt vaak vergeleken met een “atmosferische stofzuiger” – een ontmoedigende taak, aangezien CO₂ slechts ~0,04% van de lucht uitmaakt. Maar in 2024–2025 heeft DAC tastbare vooruitgang geboekt, met nieuwe fabrieken die operationeel worden en betere sorbenten die het proces haalbaarder maken.

Opschalen van DAC-faciliteiten: In mei 2024 heeft het Zwitserse bedrijf Climeworks de tot nu toe grootste DAC-installatie ter wereld ingeschakeld, genaamd Mammoth, in IJsland climeworks.com. Mammoth is ongeveer 10 keer groter dan de vorige Orca-installatie van Climeworks. Zodra deze volledig operationeel is, zullen de 72 modulaire CO₂-collectoren tot 36.000 ton CO₂ per jaar uit de lucht halen climeworks.com. De installatie draait op IJslandse hernieuwbare geothermische energie; na afvang wordt de CO₂ overgedragen aan Carbfix, een IJslandse partner, die het diep onder de grond injecteert waar het mineraliseert tot steen climeworks.com. Mammoth begon in 2024 met het installeren van 12 van zijn collectorunits en is begonnen met “het afvangen van zijn eerste CO₂”, met voltooiing verwacht tegen het einde van 2024 climeworks.com. Climeworks’ co-CEO Jan Wurzbacher noemde het “weer een bewijs in onze opschalingsreis naar megatoncapaciteit in 2030 en gigaton in 2050”, en benadrukte dat het bedrijf onschatbare praktijkervaring opdoet over hoe DAC op grotere schaal te optimaliseren climeworks.com. Climeworks heeft inderdaad al zeven jaar operationele ervaring en verwerkt 200 miljoen datapunten per dag van zijn installaties om de prestaties te verbeteren climeworks.com. De lessen van Mammoth zullen worden gebruikt voor nog grotere projecten: Climeworks maakt deel uit van drie voorgestelde “megaton” DAC-hubs in de Verenigde Staten, die allemaal in 2023 door het Amerikaanse Department of Energy zijn geselecteerd voor initiële financiering climeworks.com. De grootste daarvan, Project Cypress in Louisiana, kreeg begin 2023 $50 miljoen om de engineering te starten; het is de bedoeling dat het, eenmaal gebouwd, 1 miljoen ton CO₂ per jaar afvangt climeworks.com. Deze Amerikaanse DAC-hubs zijn bedoeld om gebruik te maken van overvloedige hernieuwbare energie en geologische opslag om DAC drastisch op te schalen.

De VS in het bijzonder zet groots in op DAC. In 2022 reserveerde de overheid $3,5 miljard voor regionale DAC-hubs. Eind 2024 lanceerde het Department of Energy een nieuwe $1,8 miljard financieringsronde om tot 9 nieuwe DAC-faciliteiten te ondersteunen, variërend van middelgroot (vangst van 2.000–25.000 ton/jaar) tot groot (≥25.000 ton/jaar), plus “hub”-infrastructuur om ze te verbinden met opslag- of gebruikslocaties energy.gov. Dit programma zoekt expliciet naar “transformationele” DAC-technologieën en zal veelbelovende ontwerpen helpen de kloof te overbruggen van pilot- naar commerciële schaal energy.gov. Minister van Energie Jennifer Granholm merkte op dat grootschalige inzet van DAC essentieel zal zijn voor de Amerikaanse klimaatdoelen en een nieuwe schone industrie. Verschillende spraakmakende projecten zijn al in beweging: Occidental Petroleum’s 1PointFive dochteronderneming (in samenwerking met Carbon Engineering) ontving in 2024 een toekenning tot $500 miljoen van het DOE om een DAC-fabriek te bouwen in Zuid-Texas 1pointfive.com. De eerste $50 miljoen zal worden gebruikt voor engineering en apparatuur voor een fabriek die is ontworpen om 500.000 ton CO₂ per jaar uit de lucht te halen, met plannen om op te schalen naar 1 miljoen ton/jaar en uiteindelijk tot 30 miljoen/jaar op die locatie 1pointfive.com. “Grootschalige DAC is een van de belangrijkste technologieën om organisaties en de samenleving te helpen netto nul te bereiken,” zei Occidental’s CEO Vicki Hollub, die de steun van het DOE prees en vertrouwen uitsprak in het leveren van “CO₂-verwijdering op klimaat-relevante schaal” 1pointfive.com. De DAC-hub in Zuid-Texas zal gebruikmaken van Carbon Engineering’s hoge-temperatuur DAC-proces (dat kaliumhydroxide-oplossingen en gigantische contactoren gebruikt om CO₂ te absorberen, en vervolgens een zuivere CO₂-stroom regenereert via calcinatie). Opmerkelijk is dat de locatie bij King Ranch, TX, ondergrondse zoute formaties heeft die tot 3 miljard ton CO₂ kunnen opslaan, wat decennia van werking mogelijk maakt 1pointfive.com. Door afvang en opslag op één locatie te combineren, worden de logistiek vereenvoudigd en kan het een blauwdruk worden voor toekomstige DAC-boerderijen.

Wereldwijde deelname: DAC is niet alleen een Amerikaans/Europees initiatief. In juli 2024 kondigde China aan dat “CarbonBox”, zijn eerste zelfontwikkelde DAC-module, de betrouwbaarheidstests heeft doorstaan news.cgtn.com. Ontwikkeld door de Shanghai Jiao Tong University en het staatsbedrijf CEEC, is CarbonBox een unit ter grootte van een zeecontainer die meer dan 100 ton CO₂ per jaar uit de lucht kan halen, met een opgegeven opvangefficiëntie van 99% news.cgtn.com. Het is naar verluidt tot nu toe de grootste DAC-module van Azië, en meerdere units kunnen modulair worden ingezet om jaarlijks op miljoenen-ton-schaal te komen news.cgtn.com. Elke CarbonBox-unit, ongeveer zo groot als een standaardcontainer, kan in een fabriek worden gebouwd en getest en vervolgens naar de locatie worden verscheept – een aanpak die sterk lijkt op hoe Climeworks of Carbon Engineering modulaire DAC-implementatie voor zich zien. China’s interesse in DAC sluit aan bij zijn enorme capaciteit aan hernieuwbare energie, die deze systemen zou kunnen aandrijven. Elders betreden startups in Canada, Australië en het Midden-Oosten het speelveld. Zo ontwikkelt CarbonCapture Inc. in de VS modulaire DAC-units met MOF-sorbenten en heeft het een project in Wyoming om hernieuwbare energie en minerale opslag te gebruiken. In Kenia wil een bedrijf genaamd Octavia Carbon Afrika’s eerste DAC-fabriek bouwen (en werd geselecteerd als XPRIZE-finalist) door gebruik te maken van geothermische energie uit de Riftvallei. Het veld wordt echt mondiaal, met kennisdeling via initiatieven als Mission Innovation “Carbon Dioxide Removal” en de XPRIZE-wedstrijd.

Doorbraak-sorbenten voor DAC: We hebben COF-999 al besproken, de nieuwe kampioen-sorbent voor DAC, die volgens tests “de lucht volledig van CO₂ heeft gereinigd”news.berkeley.edu. Zulke materialen zullen centraal staan bij het verbeteren van DAC. Toen Climeworks tien jaar geleden begon, gebruikte het commerciële sorptiefilters (vaste amines) die enkele tientallen milligram CO₂ per gram filter opnamen. Nieuwe MOF’s en COF’s kunnen honderden milligram per gram opvangen, mogelijk een sprong van een orde van grootte in capaciteit. Dit betekent kleinere, efficiëntere DAC-units. De stabiliteit van COF-999 in vochtige lucht pakt ook een groot pijnpunt aan – eerdere DAC-sorbenten degradeerden vaak door vocht of vereisten het vooraf drogen van de lucht (wat energie verspilt)nature.com. Met waterbestendige sorbenten zoals COF-999 kunnen DAC-units werken in echte buitenlucht zonder uitgebreide voorbehandeling. Een andere veelbelovende benadering is streven naar regeneratie bij lagere temperatuur. Sommige nieuwe sorbenten kunnen worden geregenereerd bij 80–100 °C, wat betekent dat restwarmte of zonnewarmte de DAC-cyclus kan aandrijven (zoals de Nature-studie met waterdampspoeling aantoonde bij ~100 °Cnature.com). Dit voorkomt het verbranden van extra brandstof om warmte te leveren, waardoor de netto koolstofbalans gunstiger wordt. Verschillende onderzoeksgroepen verkennen ook directe luchtafvang met metaaloxiden die CO₂ vrijgeven wanneer ze elektrochemisch worden gereduceerd, wat een alternatief biedt voor thermische cycli.Kosten- en energietraject: DAC was historisch gezien zeer energie-intensief – vroege Climeworks-units hadden ongeveer 2.000 kWh warmte plus 500 kWh elektriciteit per ton CO₂ nodig, en de kosten lagen rond de $600–$1000 per ton. De nieuwe technologieën zijn erop gericht dit drastisch te verlagen. Climeworks heeft de exacte cijfers van Mammoth niet bekendgemaakt, maar beweert dat elke generatie fabriek verbetert. De aanpak van Carbon Engineering (hoge-temperatuur chemisch) schat een energieverbruik van ongeveer 8 GJ (2.200 kWh) aardgas per ton en een kostprijs van ~$250/ton in hun eerste grote fabriek, met de mogelijkheid om onder de $150 te komen bij opschaling. Met materialen zoals COF-999 en verbeterde processen verwachten sommige onderzoekers dat DAC binnen tien jaar onder de $100 per ton kan komen – een belangrijke mijlpaal voor grootschalige inzet, omdat dat ongeveer het kostenniveau is waarop koolstof uit de lucht halen een haalbare klimaatoplossing wordt naast andere maatregelen. Overheidssteun helpt de kosten te verlagen: de Amerikaanse 45Q-belastingkorting biedt nu $180 per ton voor CO₂ die uit de lucht wordt verwijderd en opgeslagen, wat een stimulans is voor vroege projecten. Op de vrijwillige koolstofmarkt hebben bedrijven als Microsoft, Stripe en Shopify geld in DAC gestoken via vooruitbetalingscontracten (via initiatieven zoals Frontier Climate), waarbij ze nu een premie betalen om bedrijven te helpen opschalen en toekomstige kosten te verlagen.Opvallend is dat Microsoft in 2023 ermee instemde om 315.000 ton CO₂-verwijdering over 10 jaar af te nemen van Heirloom en CarbonCapture Inc., een krachtig blijk van vertrouwen in DAC-technologie. En in 2024 begon de wereldwijde luchtvaartsector, via het Jet Zero-initiatief, te investeren in DAC als bron van koolstofkredieten om de uitstoot van vliegreizen te compenseren (het duurzaamheidsfonds van United Airlines, bijvoorbeeld, investeerde in een toekomstige DAC-fabriek). Dit alles geeft aan dat direct air capture, ooit een sciencefictionconcept, snel een industrie aan het worden is. “DAC is in het bijzonder niet alleen een concept, maar een tastbare industrie,” merkte een rapport over de Climeworks’ 2023 DAC Summit op climeworks.com. Toch is de benodigde schaal enorm – sommige studies suggereren miljarden ton per jaar aan verwijdering tegen het midden van de eeuw om klimaatverandering daadwerkelijk te beperken reuters.com. We zitten nu op het niveau van kiloton per jaar, dus een opschaling van 1.000x of 1.000.000x is de grote uitdaging die voor ons ligt. De 2025 XPRIZE for Carbon Removal zal $50 miljoen toekennen aan teams die levensvatbare paden kunnen aantonen om meer dan 1.000 ton/dag te verwijderen, wat benadrukt hoe urgent en groot de behoefte is.

Overheids- en particuliere initiatieven die vooruitgang stimuleren

Erkennend hoe belangrijk CO₂-afvang is, hebben overheden en industrieën wereldwijd de afgelopen twee jaar grote initiatieven gelanceerd:

Verenigde Staten – “Carbon Capture Moonshot”: De VS is uitgegroeid tot een koploper in de financiering van koolstofafvang en -verwijdering. Naast het eerder genoemde DAC-hubprogramma ($3,5 miljard), investeert het Office of Fossil Energy and Carbon Management van het Department of Energy ook in puntbron-koolstofafvang – bijvoorbeeld R&D naar de volgende generatie afvang voor gascentrales en industriële installaties, en pilots zoals Project Cypress zullen ook afvangen bij een ethanolinstallatie naast DAC. In 2024 kondigde het DOE ook $2,6 miljard aan voor de uitbreiding van CO₂-transport- en opslaginfrastructuur (zoals pijpleidingen en opslagputten) efifoundation.org, aangezien CO₂ afvangen alleen nuttig is als je het veilig kunt opslaan of benutten. De bredere klimaatwet van de regering-Biden (Inflation Reduction Act) heeft de 45Q-belastingkorting aanzienlijk verhoogd (nu tot $85/ton voor opgeslagen puntbron-CO₂, en $180/ton voor opgeslagen DAC-CO₂), wat een golf van geplande koolstofafvangprojecten in de energie-, ethanol- en industriesectoren heeft veroorzaakt, omdat bedrijven credits willen verdienen. Zo overwegen meerdere gascentrales in Louisiana en Californië nu om afvanginstallaties toe te voegen om 45Q te claimen. De overheid blijft ook enhanced oil recovery (EOR) met CO₂ ondersteunen – hoewel controversieel, slaat CO₂-EOR (het injecteren van afgevangen CO₂ in olievelden om de olieproductie te verhogen) wel wat CO₂ op en kan het inkomsten opleveren om de afvangkosten te compenseren. Een deel van de CO₂ van de Texas DAC-hub kan aanvankelijk naar EOR gaan. Daarnaast financiert de VS opslaghubs (zoals zoutformaties aan de Golfkust en in het Midwesten) die CO₂ van veel afvanglocaties kunnen opnemen. Al deze stappen creëren een ecosysteem voor koolstofbeheer.
Europa – Beleid en Projecten: De EU en het VK investeren ook zwaar in koolstofafvang, met de nadruk op industriële decarbonisatie. De Britse overheid selecteerde in 2023 twee industriële clusters (Humber en Liverpool Bay) als Track-1 CCUS-clusters om financiering en ondersteuning te ontvangen. Deze clusters zijn van plan om tegen 2030 meerdere fabrieken en energiecentrales uit te rusten met CO₂-afvang, gekoppeld aan gedeelde CO₂-pijpleidingen die leiden naar opslag op zee in de Noordzee. Projecten omvatten de Drax bio-energie met CCS (BECCS)-centrale – met als doel 8 miljoen ton/jaar af te vangen uit een biomassacentrale – en de Net Zero Teesside energiecentrale met CCS. Het Innovatiefonds van de EU heeft geld toegekend aan verschillende CCS-projecten, zoals een koolstofafvanginstallatie bij een Dyneema-fabriek in Nederland en DAC-projecten met Climeworks en Carbfix in IJsland (die hielpen bij de bouw van Orca en Mammoth) climate.ec.europa.eu. In 2024 stelde de EU ook een bindend doel voor om 5–10% van de emissies te verwijderen via CDR tegen 2040, waarmee lidstaten in feite verplicht worden om zaken als DAC of herbebossing in te zetten om CO₂ uit de atmosfeer te halen climeworks.com. Noorwegen plant, naast Longship, ook “Longship 2” om de CO₂-infrastructuur uit te breiden en mogelijk meer afvanglocaties toe te voegen (zoals waterstofproductie met CCS). En in heel Europa zijn tal van proefinstallaties in ontwikkeling – van een Zwitserse installatie die CO₂ afvangt uit de rookgassen van een afvalverbrandingsinstallatie, tot een Spaans project dat nieuwe membranen test om CO₂ van cementfabrieken af te vangen. Belangrijk is dat Europa een regelgevend kader ontwikkelt voor certificering van koolstofverwijdering, zodat bedrijven kunnen investeren in hoogwaardige verwijderingen (zoals DAC) en deze op een geverifieerde manier kunnen meetellen voor klimaatdoelstellingen.
Azië en het Midden-Oosten: We zagen de intrede van China in DAC met CarbonBox. China exploiteert ook enkele van ’s werelds grootste point-source capture-pilots – bijvoorbeeld een faciliteit in Jiangsu die 500.000 ton/jaar afvangt uit een kolen-naar-chemie fabriek voor gebruik bij de productie van bakpoeder. Staatsbedrijven zoals Sinopec bouwen CO₂-afvanginstallaties op raffinaderijen en petrochemische fabrieken (waarbij de CO₂ wordt gebruikt voor EOR of chemicaliën). In het Midden-Oosten hebben Saoedi-Arabië en de VAE plannen aangekondigd voor grootschalige koolstofafvang als onderdeel van hun net-zero beloftes (bijvoorbeeld het NEOM-project van Saoedi-Arabië omvat DAC-ambities, en de VAE’s ADNOC breidt zijn CO₂-afvang uit bij gasverwerking). Opvallend is dat directe luchtvangst werd uitgelicht op COP28 eind 2023/begin 2024, georganiseerd door de VAE – er was zelfs een live demo DAC-unit ter plaatse. Beide rijke Golfstaten hebben ideale omstandigheden voor DAC: goedkope grond, veel zonne-energie en geschikte geologie voor CO₂-opslag. We zouden enkele van de eerste DAC-“boerderijen” op gigatonschaal in die regio’s kunnen zien als de kosten dalen.
Particuliere sector en startups: Tientallen startups racen om te innoveren op het gebied van koolstofafvang. Naast de reeds genoemde (Climeworks, Carbon Engineering/1PointFive, Heirloom, CarbonCapture Inc., Octavia, Verdox), zijn er onder andere Global Thermostat (dat een DAC-proces ontwikkelde met amine-gecoate poreuze sorbenten op gegolfde panelen), Svante (gebruikt vaste sorbentfilters in een roterend bed voor puntbronafvang; ze beweren dat hun MOF-gebaseerde filters CO₂ kunnen afvangen voor <$50/ton in industriële omgevingen), en Mission Zero (gevestigd in het VK, werkt aan elektrochemische DAC). Olie- en gasbedrijven investeren in veel van deze bedrijven – Occidental in Carbon Engineering, Chevron in Svante, United Airlines in bedrijven voor koolstofverwijdering, enz. Ondertussen ontwikkelt Atoco, de startup opgericht door MOF-pionier Omar Yaghi, “nieuwe reticulaire materialen” om zowel oplossingen voor koolstofafvang als atmosferische waterwinning te leveren atoco.com. “Onze technologie gebruikt 50% minder energie om CO₂ uit directe lucht of rookgas af te vangen en te scheiden,” zegt Atoco’s CEO Samer Taha atoco.com. Het bedrijf heeft materialen ontwikkeld met een extreem hoge CO₂-affiniteit, die “de energiebehoefte en kosten drastisch verlagen” voor afvang atoco.com. Dit soort verbetering zou kleinere, modulaire afvangeenheden economisch haalbaar kunnen maken in veel toepassingen.

Aan de financiële kant stroomt er privaat kapitaal naar koolstofafvang en -verwijdering. Durfkapitaalinvesteringen in startups voor koolstofverwijdering zijn sterk gestegen (tot in de honderden miljoenen dollars in de sector). En bedrijven creëren inkoopclubs om toekomstige vraag te garanderen: het Frontier-consortium (gefinancierd door Stripe, Alphabet, Meta, enz.) heeft zich gecommitteerd om dit decennium $1 miljard uit te geven aan permanente koolstofverwijdering, waarmee ze feitelijk een markt garanderen voor bedrijven die verifieerbare CO₂-verwijdering kunnen leveren. Dit heeft startups het vertrouwen gegeven om R&D op te schalen. Zelfs marktplaatsen voor koolstofverwijderingskredieten ontstaan, hoewel de volumes nog klein zijn en de prijzen hoog ($500+ per ton voor DAC-kredieten momenteel).

Al deze initiatieven – publiek en privaat – geven aan dat er een sterke dynamiek ontstaat achter koolstofafvang. Zoals het Global CCS Institute opmerkte, blijft de uitrol van koolstofafvang achter bij wat nodig is voor klimaatdoelen, maar de kloof begint te verkleinen met deze nieuwe beleidsmaatregelen en projecten catf.us. Er is een gevoel dat het moment van koolstofafvang is aangebroken, niet als alternatief voor emissiereductie, maar als een essentiële parallelle strategie.

Vooruitzichten en expertperspectieven

Nu we in 2025 staan, bewegen technologieën voor koolstofafvang en -verwijdering zich van sciencefiction naar feit, maar er blijven aanzienlijke uitdagingen bestaan. Vooraanstaande wetenschappers benadrukken zowel het potentieel als de grenzen van deze technologieën:

Aan de ene kant is er optimisme. “Het is in feite het beste materiaal dat er is voor directe luchtvangst,” zei Omar Yaghi over COF-999, waarbij hij zijn enthousiasme uitte over hoe zulke doorbraken “nieuwe wegen openen in onze inspanningen om het klimaatprobleem aan te pakken” news.berkeley.edu. Velen in het vakgebied delen een oprechte hoop dat met voortdurende innovatie, koolstofafvang efficiënt en goedkoop genoeg kan worden gemaakt om wereldwijd toe te passen. De visie is dat we over een paar decennia een nieuwe industrie zullen hebben op de schaal van de moderne olie- en gasindustrie – maar dan omgekeerd, wereldwijd opererend om koolstof uit het systeem te halen. Dit zou kunnen bestaan uit “reusachtige luchtreinigers” op strategische locaties, zoals prof. Gagliardi zich voorstelt, waarbij DAC-fabrieken “significant bijdragen aan de wereldwijde inspanningen om koolstofneutraliteit te bereiken” pme.uchicago.edu. Klimaatmodelleurs bevestigen dat negatieve emissies van dergelijke technologieën waarschijnlijk nodig zullen zijn om de moeilijkst te elimineren bronnen (zoals luchtvaart, landbouw en historische emissies) te compenseren als we in de buurt van 1,5 °C opwarming willen blijven.

Aan de andere kant waarschuwen experts om koolstofafvang niet te zien als een wondermiddel of als excuus om het gebruik van fossiele brandstoffen uit te stellen. Dr. Fatih Birol, hoofd van het Internationaal Energieagentschap, waarschuwde dat “doorgaan met business-as-usual voor olie & gas terwijl men hoopt dat een grootschalige inzet van koolstofafvang de uitstoot zal verminderen, fantasie is”. Met andere woorden, koolstofafvang kan een aanvulling zijn, maar geen vervanging voor de snelle overgang naar schone energie x.com. Wetenschappers merken ook op dat koolstofverwijdering zich richt op koolstofdioxide, maar niet op andere broeikasgassen of klimaateffecten. “Zelfs als je de temperaturen weer omlaag hebt gebracht [met CDR], zal de wereld die we dan zien niet dezelfde zijn,” zei dr. Carl-Friedrich Schleussner, waarbij hij benadrukte dat kwesties als zeespiegelstijging niet zomaar zullen omkeren reuters.com. En we moeten de schaal niet vergeten: momenteel verwijderen alle DAC-fabrieken samen slechts enkele duizenden tonnen CO₂ per jaar; de natuur (bossen, bodems) verwijdert ongeveer 2 miljard ton; maar om echt bij te dragen aan klimaatdoelen, zou 7–10 miljard ton per jaar aan verwijdering nodig kunnen zijn tegen het midden van de eeuw reuters.com. Dat is een kolossale uitdaging – ongeveer een vertienvoudiging van de huidige verwijdering door de natuur, of duizenden DAC-fabrieken ter grootte van Mammoth. Dat realiseren vereist voortdurende innovatie, investeringen en ondersteunend beleid gedurende vele decennia.

De conclusie van de ontwikkelingen in 2024–2025 is dat de leercurve voor koolstofafvang nu echt is begonnen. De kosten dalen geleidelijk en projecten die als eerste in hun soort zijn, bewijzen belangrijke concepten. We zien de eerste cementfabriek met CCS, de eerste DAC-projecten op megatonschaal die gefinancierd worden, nieuwe materialen die eerdere grenzen doorbreken (CO₂ afvangen bij 300 °C; meer dan 100 cycli overleven; werken in vochtige lucht; 99% van de CO₂ afvangen, enz.), en overheden die serieus geld op tafel leggen. Elk succes levert kennis op die het volgende project makkelijker en goedkoper maakt. Zoals een rapport het verwoordde: de marathon om een koolstofverwijderingsindustrie op te bouwen is nog maar net begonnen, maar de lopers zijn eindelijk van start gegaan youtube.com.

Let de komende jaren vooral op die “megaprojecten” – als projecten als Project Cypress (VS) of het Humber-cluster in het VK slagen, zullen ze CO₂ op ongekende schaal afvangen en laten zien of de kosten inderdaad kunnen dalen zoals verwacht. Kijk ook naar de XPRIZE Carbon Removal-wedstrijd, die in 2024 is teruggebracht tot 20 finalistenteams op het gebied van DAC, CO₂-afvang uit de oceaan, mineralisatie en meer xprize.org. De winnaar (die in 2025 wordt bekendgemaakt) moet aantonen dat 1.000 ton CO₂ wordt verwijderd en een haalbaar pad naar opschaling tot 1 miljoen ton/jaar laten zien. Deze competitie heeft creativiteit gestimuleerd en ervoor gezorgd dat teams als Heirloom, Carbfix en anderen in de schijnwerpers zijn gezet en financiering hebben gekregen cen.acs.org.

Samengevat: nieuwe structuren en technologieën voor CO₂-afvang komen snel op – van geavanceerde COF-kristallen die werken als supersponzen voor CO₂ news.berkeley.edu, tot enorme technische projecten die proberen megatonnen koolstof uit de lucht te halen climeworks.com. Elk draagt bij aan het oplossen van de puzzel om het klimaat te stabiliseren. De toon onder experts is er een van “voorzichtige optimisme.” Ja, koolstofafvang is technisch complex en momenteel duur, maar de vooruitgang in 2024–2025 laat zien dat menselijke vindingrijkheid deze uitdagingen beetje bij beetje overwint. Zoals prof. Yaghi opmerkte over het combineren van AI met chemie om betere sorbenten te ontwerpen: “We zijn heel, heel enthousiast” news.berkeley.edu – en dat enthousiasme wordt steeds meer gedeeld door klimaatwetenschappers, ingenieurs, investeerders en beleidsmakers die koolstofafvang zien als een essentieel hulpmiddel om een leefbare planeet aan toekomstige generaties over te dragen.

Alleen koolstofafvang zal de wereld niet redden, maar het kan ons tijd geven en oude vervuiling verminderen terwijl we het zware werk van decarbonisatie doen. Nu doorbraaktechnologieën beschikbaar zijn en er meer aan de horizon verschijnen, wordt het ooit theoretische idee om onze atmosfeer te reinigen werkelijkheid. De komende jaren zullen cruciaal zijn om deze oplossingen op grote schaal toe te passen – en als we slagen, zouden toekomstige generaties deze periode kunnen zien als het begin van een nieuw tijdperk van koolstofverwijdering, waarin de mensheid letterlijk begon met het schrobben van de lucht om te helpen een veilig klimaat evenwicht te herstellen.

Bronnen: Onderzoek en nieuws over koolstofafvang (2024–2025) news.berkeley.edu, pme.uchicago.edu, ccsnorway.com, climeworks.com, 1pointfive.com, atoco.com, reuters.com, overheidsaankondigingen en deskundig commentaar energy.gov, news.berkeley.edu, energiesmedia.com, man-es.com, en IPCC-klimaatbeoordelingen news.berkeley.edu, reuters.com.