In onze strijd tegen klimaatverandering moeten we niet alleen minder CO₂ uitstoten, maar ook actief CO₂ uit de lucht halen. Bomen doen dat, maar ook bepaalde stenen kunnen CO₂ uit de lucht halen en in de bodem vangen.
Openingsfoto. Gemalen silicaatsteen of steenpoeder boven een zogenoemd “potexperiment”. Daarin meten we bodemprocessen in een nagenoeg gecontroleerde omgeving om de netto klimaatwinst te kunnen berekenen. (Foto: Helena Tessens)
Het is nog schemerig over het maïsveld wanneer de boer zijn laarzen aantrekt. De frisse ochtendlucht streelt zijn gezicht. Als hij zijn eerste stap in het veld zet, zakt die wat door de modder. Het regenwater van afgelopen nacht sijpelt door de bodem en komt in contact met stenen in de bodem. Daar gebeurt iets fascinerend: de stenen lossen op. Bij die reactie wordt CO2 uit de atmosfeer opgenomen en omgezet in opgeloste en vaste koolstofverbindingen, die in de bodem blijven of via het water worden afgevoerd om langdurig te worden opgeslagen in de oceaan.
CO2 uit de lucht halen is niet enkel van belang op de akker van de boer, maar wereldwijd. Om de opwarming van de aarde te beperken tot 2 °C moeten we drastisch onze CO2-uitstoot verminderen. Maar dat is niet genoeg om die doelstelling van het Parijsakkoord te halen. We zullen ook actief CO2 uit de lucht moeten halen. Dat kan op verschillende manier: met planten, machines of … met stenen.
Wat zich onder de laarzen van de boer afspeelt, is silicaatverwering. Silicaten zijn mineralen waarin silicium en zuurstof de belangrijkste bouwstenen vormen. Ze komen bijzonder veel voor in de aardkorst en spelen een belangrijke rol in de controle van het klimaat op geologische tijdschaal (ofwel duizenden tot miljoenen jaren).
Dit proces gaat te traag om de huidige klimaatcrisis aan te pakken. Daarom vroegen we ons af of we deze verwering kunnen versnellen. Het antwoord was “ja, dat kan, maar er zijn voorwaarden!” De kernvraag is: kunnen we het proces zo versnellen, dat het meer CO2-verwijdering oplevert dan CO2-uitstoot?
Om het proces van versnellen beter te begrijpen kun je denken aan suiker in je koffie. Een suikerklontje lost langzaam op, terwijl kristalsuiker veel sneller oplost omdat de kleine korrels meer contact maken met het water. Hetzelfde principe geldt voor gesteente: door grote stenen fijn te vermalen tot steenpoeder, vergroten we het contactoppervlak met water en versnellen we de verwering.
Maar waar strooi je die steenpoeder uit? De bodem lijkt daarvoor bijna ideaal. Het steenpoeder moet namelijk zo veel mogelijk in contact komen met water en CO2 om de reactie te laten doorgaan. De bodem houdt veel vocht op en er is een constante toevoer van CO2 door planten en microben die net als mensen ademen. Daarbovenop verbetert de bodemkwaliteit, doordat steenpoeder verzuring kan tegengaan en er voedingsstoffen vrijkomen voor planten en microben.
Maar er zijn voorwaarden, want de netto klimaatwinst hangt niet enkel af van hoeveel CO2 de steen opneemt. De bodem is namelijk geen passieve bak maar een volledig ecosysteem van planten, dieren en micro-organismen. Bijvoorbeeld, wanneer het steenpoeder de bodemkwaliteit verbetert, activeren planten en microben waardoor ze meer CO2 uitademen. Anderzijds groeien planten beter waardoor ze net meer CO2 opslaan in de bodem via wortels en dode plantenresten. Met wiskundige modellen maken wij die netto balans van de bodem op: hoeveel CO2 komt erin – hoeveel CO2 gaat eruit.
We kijken ook verder dan de bodem van het veld. We moeten ook meetellen hoeveel CO2 door het hele proces weer vrijkomt: bij het vermalen, transport, en bij de productie ervan. Pas als die totaalsom positief is spreken we van echte klimaatwinst. We kunnen een aantal dingen doen om de uitstoot van het proces te verlagen. Bijvoorbeeld, bij de productie van staal ontstaat namelijk een afvalstof, een soort klonterende massa die men staalslakken noemt. Die staalslakken zijn nu afval maar we kunnen ze ook gebruiken als verweringsproduct in de plaats van stenen. In onze experimenten testen we al dit soort mogelijkheden en proberen zo de klimaatwinst te berekenen.
’s Avonds loopt de boer het veld weer af. Hij beseft dat hij als landbouwer aan de frontlinie van de klimaatstrijd staat, en nu heeft hij ook een wapen in handen: stenen die het klimaat helpen tegengaan. Onder zijn laarzen, verandert de koolstofbalans met elke regenbui en elke groeicyclus opnieuw een beetje. Water dringt de bodem in, silicaten lossen op, en de microben en planten groeien gretig voort.
Het zijn precies die verborgen processen die wij als onderzoekers beter proberen begrijpen. Want de vraag is uiteindelijk niet hoeveel CO2 een handvol steenpoeder kan opnemen, maar hoeveel daarvan overblijft wanneer we de volledige bodem en de hele keten errond in rekening brengen.
