Kan Direct Air Capture de kas van externe CO2 voorzien?

Met een hoger CO2-gehalte in de kas groeien planten sneller. Daarom gebruikt de glastuinbouw al decennialang extra koolstofdioxide om de opbrengsten te verhogen. Deze CO2 komt uit verbranding van fossiele grondstoffen, zoals de warmtekrachtkoppeling (wkk) en industriële processen die draaien op aardgas. Tuinders moeten daarom op zoek naar andere bronnen.

Omdat de glastuinbouw in 2040 klimaatneutraal wil zijn, zal het aanbod externe fossiele CO2 sterk afnemen. Een voorbeeld van andere bronnen zijn afvalenergiebedrijven, die koolstofdioxide leveren die voor twee derde uit biomassa is te herleiden. Voor de op langere termijn verwachte vraag van jaarlijks 1,8 tot 3,0 megaton externe CO2 zijn meer opties nodig.

Het winnen van CO2 uit de buitenlucht, Direct Air Capture (DAC), is dan een mogelijke bron. Wel toonde onderzoek van de Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO) in 2022 aan dat dit een te dure optie was voor de glastuinbouw.

Praktijkonderzoek door WUR

Omdat de technologie voortschrijdt, begon Wageningen University & Research (WUR) met praktijkonderzoek naar DAC-technieken in combinatie met het kasklimaat. Het gaat om onderzoek in opdracht van het programma Kas als Energiebron dat wordt gefinancierd door het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit.

‘We hopen een vliegwiel op gang te brengen voor kennisopbouw, innovatie om de kostprijs te verlagen en mogelijke subsidiëring van de onrendabele top’, zegt Dennis Medema, programmamanager Kas als Energiebron en themaspecialist Energie bij Glastuinbouw Nederland.

Komkommerteelt

In januari startte het 'Innovatie/demonstratiecentrum CO2 uit de buitenlucht' van bij de business unit glastuinbouw van de WUR in Bleiswijk. Programmamanager circulaire glastuinbouw Alexander Boedijn legt uit dat in het driejarige project bij komkommers verschillende partijen de kans krijgen om de werking van hun DAC-technologie in de kas aan te tonen.

Dit gebeurt in twee naast elkaar liggende compartimenten van elk 144 vierkante meter met dezelfde eigenschappen. Het ene krijgt CO2 vanuit een DAC-installatie, het andere ter referentie vanuit OCAP, waar al ervaring mee is opgedaan.

In overleg met een gewasspecialist is gekozen voor hogedraadteelt van komkommers, omdat die sneller groeien dan tomaten of paprika's. Bovendien zijn komkommerplanten gevoelig genoeg voor schadelijke gassen. Ze laten daardoor bijvoorbeeld snel hun bloemen vallen en en ook de bladvorm en -kleur veranderen.

Kwaliteit bepalen

Dit sluit aan bij de eerste pijler van het project: het bepalen van de kwaliteit van koolstofdioxide uit DAC-installaties en eventuele negatieve effecten op de gewassen. Boedijn legt uit dat bij het eerste gebruik van CO2 uit wkk's te hoge concentraties van gassen als etheen en stikstofoxide vrijkwamen en gewasschade veroorzaakten.

'Om niet in dezelfde valkuil te trappen, gaan we fytotoxische gassen identificeren en zo nodig onschadelijk maken', zegt Boedijn.

De tweede pijler betreft de energie die nodig is om CO2 vast te leggen en weer vrij te laten komen. Dat omvat het testen van de richtwaarden in kilowattuur per kilo CO2 van de betrokken bedrijven, evenals de energie die het kost om koolstofdioxide te bufferen als het gewas deze niet nodig heeft, bijvoorbeeld 's nachts.

Overschot aan warmte

Dit is gerelateerd aan de derde pijler, die zich richt op de koppeling aan kassen. Gewassen hebben in de zomer de grootste behoefte aan CO2. Tuinbouwbedrijven met energie uit geothermie kunnen hun overschot aan duurzame warmte in dat seizoen wellicht gebruiken om de energiekosten voor DAC-installaties te verlagen. Hetzelfde geldt voor de inzet van elektriciteit uit zon of wind.

DAC-pionier Skytree bijt het spits af. Fred van Veldhoven, business development director Europe, legt uit dat de proeven in Bleiswijk plaatsvinden met de Skytree Cumulus, een installatie voor kleinschalige toepassingen. Volgens hem is de tijd rijp voor DAC. Niet alleen voor de energietransitie, maar ook door de instabiele gasprijzen en oplopende prijzen voor CO2-emissies.

Van Veldhoven heeft er vertrouwen in dat het innovatie/demonstratiecentrum de eigen bevindingen wetenschappelijk kan onderbouwen. 'Het enthousiasme van de twaalf kwekers uit de begeleidingscommissie tijdens de kick-off in januari heeft dat verder versterkt.'

Haalbaarheid

Boedijn is nog in gesprek met andere partijen die DAC-technologie aanbieden en hoopt dat zij aan kunnen haken bij het volgende tijdslot. 'We hebben zes blokken van telkens een halfjaar, met na dit jaar een go/no-go-moment. Maar we gaan er vooralsnog van uit dat we door kunnen gaan, want er is veel interesse.'

Medema voegt daaraan toe dat de vele gegevens die het project oplevert een beeld moeten geven van de haalbaarheid van DAC en de bijbehorende businesscase. 'De technologie staat al op de groslijst voor SDE++-subsidie. We streven naar verzilvering daarvan door de kansen van DAC concreet te maken.'