Direct Air Capture: De doorbraak die de klimaatcrisis kan keren

Voor het eerst in de geschiedenis van de mensheid kunnen we CO2 letterlijk uit de lucht plukken. Direct Air Capture (DAC) klinkt als sciencefiction, maar is vandaag werkelijkheid. In 2025 en 2026 staan we aan de vooravond van doorbraken die deze technologie van experimenteel naar mainstream kunnen brengen.

Van laboratorium naar industriële schaal

Direct Air Capture is precies wat de naam suggereert: het rechtstreeks afvangen van koolstofdioxide uit de atmosferische lucht. In tegenstelling tot traditionele koolstofafvang bij fabrieken of elektriciteitscentrales, werkt DAC overal ter wereld. Het maakt niet uit of je in de Sahara staat of op de Noordpool – overal bevat lucht ongeveer 420 deeltjes CO2 per miljoen deeltjes lucht.

Deze ogenschijnlijk eenvoudige technologie staat voor complexe uitdagingen. De concentratie CO2 in de atmosfeer is extreem laag vergeleken met industriële uitlaatgassen. Waar een kolencentrale uitlaatgas bevat met 10-15% CO2, moet DAC werken met slechts 0,04% CO2 in normale lucht. Dit verklaart waarom DAC-technologie tot voor kort zo energie-intensief en duur was.

Europese pioniers leiden de weg

Het Zwitserse Climeworks loopt voorop in de commercialisering van DAC. Hun faciliteit Orca in IJsland vangt jaarlijks 4.000 ton CO2 af – een bescheiden hoeveelheid vergeleken met de 36 miljard ton die de mensheid jaarlijks uitstoot, maar een cruciale eerste stap. Hun nieuwste generatie technologie, die sinds 2024 in grootschalige validatie is, belooft aanzienlijke kostenreducties.

“Onze derde generatie technologie zal Direct Air Capture toegankelijk maken voor brede toepassing. We spreken over een modulair ontwerp dat efficiënt schaalt en werkt op lage temperatuurwarmte van slechts 100°C”

Ook België mengt zich in deze technologische race. Sirona Technologies, het eerste Belgische bedrijf met eigen DAC-technologie, werd mede opgericht door voormalig Tesla-ingenieur Thoralf Gutierrez. Hun benadering onderscheidt zich door het gebruik van ventilatoren die lucht door speciale chemische filters blazen, volledig aangedreven door zonne-energie.

Hoe werkt Direct Air Capture precies?

DAC-systemen gebruiken twee hoofdmethodes om CO2 uit de lucht te halen. De eerste methode, temperatuurschommelingadsorptie (TSA), gebruikt vaste sorbenten die CO2 binden bij lage temperaturen. Wanneer deze materialen worden opgewarmd tot ongeveer 100°C, geven ze de geconcentreerde CO2 weer vrij.

De tweede methode, hoogtemperatuur waterige oplossing (HT-Aq), werkt met alkalische oplossingen zoals kaliumhydroxide (KOH). Deze vloeistoffen absorberen CO2 uit de lucht en vormen carbonaten. Door verhitting tot 900°C wordt de CO2 weer vrijgegeven en kan het systeem opnieuw beginnen.

Recent onderzoek toont veelbelovende nieuwe benaderingen. Wetenschappers hebben een “passieve” DAC-methode ontwikkeld die ultrageconcentreerde KOH-oplossingen gebruikt om CO2 direct te kristalliseren aan het lucht-vloeistofoppervlak. Deze methode behaalt een afvangsnelheid die zes keer hoger ligt dan conventionele systemen.

Doorbraken in 2025-2026: schaalbaarheid en kosten

De komende twee jaar worden cruciaal voor DAC-technologie. Verschillende ontwikkelingen convergeren naar praktische schaalbaarheid:

• Energiereductie: Nieuwe elektro-chemische systemen vereisen slechts 73 kJ per mol CO2 voor industriële uitlaatgassen en 104 kJ per mol voor directe luchtafvang – aanzienlijk lager dan eerdere generaties
• Zonne-energie integratie: Baanbrekend onderzoek toont DAC-systemen die direct werken op zonnelicht, zonder externe energiebron. Deze “lichtgedreven” systemen gebruiken foto-actieve moleculen die pH-veranderingen veroorzaken onder zonlicht
• Modulair ontwerp: Bedrijven zoals Climeworks ontwikkelen modulaire systemen met minimale grondafdruk die gemakkelijk kunnen worden opgeschaald
• Kostenreductie: Analisten voorspellen dat DAC-kosten kunnen dalen van huidige $600-1000 per ton CO2 naar $150-300 per ton tegen 2030

Nederlandse en Belgische innovaties

Nederlandse startup Carbyon, opgericht door TNO-expert Hans de Neve, werkt aan een revolutionaire benadering die het traditioneel trage CO2-opnameproces drastisch versnelt. Hun prototype, verwacht begin 2025, zou veel meer CO2 kunnen afvangen in kortere tijd dan huidige technologieën.

Professor Maarten Steinbuch van TU Eindhoven, die startups adviseert via accelerator Eindhoven Engine, benadrukt het belang van deze ontwikkelingen: “DAC-technologie evolueert van experimenteel naar praktisch toepasbaar. De sleutel ligt in het combineren van technologische doorbraken met duurzame energiebronnen.”

Van afvang naar toepassing

Een cruciale factor voor DAC-succes is wat er gebeurt met de afgevangen CO2. Twee hoofdroutes tekenen zich af:

Permanente opslag (DACCS) pompt CO2 diep ondergronds in geologische formaties. IJsland’s Orca-faciliteit demonstreert deze benadering, waarbij CO2 mineraliseert in basaltgesteente en permanent wordt vastgelegd.

Hergebruik (DACCU) transformeert CO2 in bruikbare producten zoals synthetische brandstoffen, bouwmaterialen of chemicaliën. Deze circular economy-benadering kan DAC economisch aantrekkelijker maken door inkomsten te genereren uit CO2-producten.

Economische realiteit en uitdagingen

Ondanks technologische vooruitgang blijven economische uitdagingen bestaan. Current DAC-kosten variëren tussen $600-1000 per ton CO2, vergeleken met $50-100 per ton voor traditionele punt-bron koolstofafvang. Deze kostenverschil verklaart zich door de lage CO2-concentratie in atmosferische lucht.

Recent onderzoek suggereert dat CO2-concentraties van minstens 70% nodig zijn voor economisch haalbare geologische opslag. Dit betekent dat DAC-systemen hun afgevangen CO2 eerst moeten zuiveren en concentreren, wat extra energie en kosten vergt.

Positieve ontwikkelingen komen uit de luchtvaartsector, waar synthetische brandstoffen uit DAC-CO2 kunnen helpen bij decarbonisatie. Studies tonen dat deze benadering kosteneffectiever kan zijn dan een “uitstoten-en-compenseren” strategie, vooral wanneer contrails (condensatiesporen) worden meegerekend in klimaatimpact.

Milieuafwegingen en duurzaamheid

Levenscyclusanalyses tonen dat DAC-technologieën aanzienlijke milieu-impact kunnen hebben door hun energieverbruik en materiaalgebruik. TSA-systemen presteren 1,3 tot 10 keer beter dan HT-Aq systemen in alle milieu-impact categorieën.

Met duurzame energievoorziening kunnen HT-Aq en TSA DAC respectievelijk 73% en 86% netto CO2-verwijdering bereiken per ton afgevangen en opgeslagen CO2. Voor dezelfde klimaatimpact heeft TSA DAC ongeveer evenveel hernieuwbare energie en landgebruik nodig als de overstap van benzine naar elektrische voertuigen, maar met vijf keer hoger materiaalverbruik.

Geopolitieke en strategische dimensies

DAC-technologie krijgt toenemende geopolitieke betekenis. De Verenigde Staten investeren miljarden dollars in DAC-ontwikkeling via de Inflation Reduction Act. Europa’s Green Deal en REPowerEU-programma’s bevatten aanzienlijke DAC-financiering. China kondigt ambitieuze DAC-programma’s aan als onderdeel van hun carbon neutrality doelstellingen voor 2060.

Deze investeringen reflecteren het besef dat DAC essentieel is voor klimaatdoelstellingen. Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat beperking van opwarming tot 1,5°C zonder DAC en andere negatieve emissie-technologieën “zeer uitdagend” zou zijn.

De toekomst: integratie en schaalvergroting

Experts voorspellen dat 2025-2026 het keerpunt wordt voor DAC-technologie. Verschillende factoren convergeren: dalende kosten voor hernieuwbare energie, verbeterde DAC-efficiëntie, groeiende carbon pricing, en toenemende corporate climate commitments.

Cambridge University onderzoek suggereert dat een mix van natuurlijke oplossingen (bossen, bodemkoolstof) en technologische oplossingen (DAC, biochar) het klimaat eeuwenlang kan stabiliseren. De sleutel ligt in het bouwen van voldoende buffers en uiteindelijke overstap naar permanente, ondergrondse opslag.

Gedistribueerde DAC-systemen – kleine, lokale installaties – kunnen complementair zijn aan grote gecentraliseerde faciliteiten. Deze benadering reduceert transportkosten en kan DAC integreren in bestaande infrastructuur zoals datacenters, die overtollige warmte produceren voor sorbent regeneratie.

Direct Air Capture staat aan de vooravond van zijn doorbraak. De combinatie van technologische innovaties, dalende kosten, en urgente klimaatnoden positioneert DAC als essentiële technologie voor de komende decennia. België en Nederland kunnen, met hun groeiende startup-ecosystemen en sterke onderzoeksinstellingen, een vooraanstaande rol spelen in deze cruciale klimaattechnologie die letterlijk CO2 uit de lucht kan toveren.