Het Finse Soletair Power claimt een unieke oplossing ontwikkeld te hebben voor het extraheren van kooldioxide (CO2) uit ventilatiesystemen. Dit kan helpen bij het bereiken van koolstofneutrale en zelfs koolstofnegatieve gebouwen. Het bedrijf maakt hiervoor gebruik van temperatuur vacuüm swing adsorptie (TVSA) om CO2 te scheiden.

De TVSA van Soletair is in staat om CO2 met 99,9 procent zuiverheid vast te leggen, waarbij minder dan 100 graden Celsius als regeneratietemperatuur wordt gebruikt. Het proces is afhankelijk van nauwkeurige, betrouwbare meting van temperatuur, vochtigheid en CO2 met behulp van Vaisala-technologie.

Gebouwen en constructies zijn verantwoordelijk voor 37 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot, dus er zijn ambitieuze doelen gesteld om dit cijfer te verlagen tijdens zowel de bouw als de exploitatie - het uiteindelijke doel is om koolstofneutrale gebouwen te bereiken. Er is ook druk van lokale en branchespecifieke regelgeving, evenals bredere, wereldwijde vereisten zoals het Parijsakkoord, dat een vermindering van 50 procent van de CO2-uitstoot tegen 2030 vereist.

Soletair Power ontdekte het potentieel van technologie om de koolstofemissies van een gebouw te verminderen door CO2 uit het ventilatiesysteem op te vangen en deze weer te gebruiken bij de productie van bijvoorbeeld  brandstof of beton.

Waarom CO2 uit gebouwen opvangen?

CEO Petri Laakso legt de meervoudige voordelen van de oplossingen van Soletair Power uit. "Het opvangen van CO2 uit de lucht van een gebouw, of het nu gaat om de inlaat, uitlaat of circulerende lucht, vermindert de totale CO2-uitstoot. Ons systeem levert ook voordelen op het gebied van kostenreductie, welzijn van werknemers en duurzaamheid. Met CO2-arme lucht die het gebouw binnenkomt, kunnen bijvoorbeeld de ventilatieniveaus worden verlaagd - wat bespaart op verwarming, koeling en energie.”

Laakso vervolgt: "Om CO2 op te vangen, moet de lucht in beweging zijn en ventilatiesystemen doen dit werk voor ons, en de lucht in gebouwen is ook meestal rond de 20 °C, wat de optimale temperatuur is voor ons proces." Naast het opvangen van CO2 uit de lucht die door verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) stroomt, heeft Soletair Power ook een CO2-filterende luchtreiniger voor vergaderruimtes en kleinere kantoorruimtes en een CO2-opvangsysteem voor buiten ontwikkeld. "Ons buitenapparaat lijkt erg op het geïntegreerde HVAC-apparaat, maar dan met een behuizing om de unit”, zegt Laakso.

Zijn koolstofnegatieve gebouwen mogelijk?

Een belangrijk extra voordeel van de oplossing van Soletair Power is dat de opgevangen CO2 kan worden gebruikt voor andere toepassingen, waaronder de productie van beton. "Voor beton wordt de opgevangen CO2 gebruikt om calciumcarbonaat te creëren, zodat het potentieel heeft om negatieve emissies te bereiken wanneer de CO2 wordt opgesloten uit de atmosfeer. Dit is een manier waarop we gebouweigenaren kunnen helpen om netto-nul-emissies te bereiken voor de levensduur van het gebouw door te compenseren voor emissies gerelateerd aan constructie en bedrijfsvoering", zegt Laakso.

"Koolstofnegatieve gebouwen bieden ook aanzienlijke kostenbesparingen, wat betekent dat onze systemen binnen slechts enkele jaren rendement op investeringen kunnen opleveren." Netto-nul bereiken is echter geen gemakkelijke taak en de mogelijkheid om dit te doen kan afhangen van verschillende lokale factoren, waaronder hoe de stroom en verwarming voor het gebouw wordt opgewekt. "Om van een gebouw een koolstofput te maken, moet de elektriciteit ervan hernieuwbaar zijn en de verwarming afkomstig zijn van een bron die de emissies minimaliseert", legt de CEO uit.

Soletair Power werkt momenteel aan verschillende projecten om koolstofneutrale gebouwen te creëren. ”Deze projecten maken gebruik van verschillende geavanceerde maatregelen om CO2-emissies tijdens de bouw en exploitatie van gebouwen te verminderen; in sommige gevallen is onze oplossing de laatste hand die de emissies naar de negatieve kant kantelt, en we hebben enkele spannende resultaten om te delen in de komende jaren”, verklapt Laakso.

Omzetten van opgevangen CO2 in duurzame brandstof

Eerder benaderde Wärtsilä, een wereldleider in innovatieve technologieën en oplossingen voor de maritieme en energie-industrieën, Soletair Power om geëxtraheerde CO2 te gebruiken om brandstoffen te produceren. De samenwerking leverde het meest compacte apparaat ter wereld op dat lucht gebruikt om brandstof te creëren. De Power-to-X-demonstratie-eenheid, die werd tentoongesteld in het Finland Pavilion op Expo 2020 in Dubai, gebruikte hernieuwbare energie en CO2 uit de omringende lucht samen met waterstof uit water om synthetisch methaan te produceren, dat vervolgens werd gebruikt om een koffiemachine voor beursgasten van stroom te voorzien. De bedrijven hebben ook samengewerkt aan de ontwikkeling van een HVAC-geïntegreerde unit die CO2 opvangt uit de inlaatlucht bij Wärtsilä’s Sustainable Technology Hub in Vaasa en CO2-arme lucht aan het gebouw levert.

Nauwkeurige sensoren zijn sleutelcomponent

Het doel van het CO2-opvangsysteem is om het energieverbruik van een gebouw te verminderen terwijl hetzelfde niveau van luchtkwaliteit binnenin wordt gehandhaafd. "Ons systeem houdt de CO2 in het gebouw op een laag niveau, zodat de ventilatie op zeer lage niveaus kan werken in een vraaggestuurde modus. We moeten in staat zijn om de CO2-gegevens nauwkeurig te meten om te bepalen hoeveel het systeem vastlegt, en daar komen de sensoren van Vaisala in beeld. Naast CO2-sensoren gebruikt onze technologie ook sensoren voor vochtigheid en temperatuur op verschillende punten in het proces."

Soletair Power gebruikt de HMD60-ductvochtigheids- en temperatuurzender, de CARBOCAP-koolstofdioxidetransmitterserie GMD20, de CARBOCAP-koolstofdioxide-, temperatuur- en vochtigheidstransmitterserie GMW90 en de handheld CO2-meter GM70 van Vaisala om deze metingen uit te voeren. "Het was belangrijk voor ons om hoogwaardige apparatuur te gebruiken in al onze units. We gebruikten eerder goedkopere sensoren, maar ontdekten dat de langetermijnstabiliteit van deze apparatuur ontbrak, wat betekende dat we geen nauwkeurige gegevens konden garanderen naarmate de apparatuur ouder werd. Wij zijn daarom overgestapt op Vaisala."

Laakso benadrukt ook het belang van betrouwbare apparatuur bij het verkrijgen van inzichten uit meetgegevens: "De prestaties van onze op chemie gebaseerde oplossing worden beïnvloed door verschillende factoren, waaronder omgevingsomstandigheden, dus als er geen betrouwbare gegevens voorhanden zijn, is het moeilijk om te beoordelen waarom die veranderingen hebben plaatsgevonden." De ambitie van Soletair Power omvat de doorontwikkeling van de TVSA-technologie om de CO2-opvangsystemen compacter te maken en de duurzaamheid van hun werking te verbeteren.

Bij de afbeelding: De opstelling van het Finse Soletair Power waarbij TVSA-technologie CO2 afvangt uit een ventilatiesysteem en deze gebruikt voor de het produceren van duurzame energie.