De transportsector wordt beduidend schoner als zware vrachtwagens rijden op synthetische brandstof in plaats van diesel, schrijven wetenschappers. Gaat dat inderdaad helpen?
Steeds meer personenauto’s zullen de komende jaren overschakelen van de verbrandingsmotor op de batterij. Maar voor zware vrachtwagens, schepen en vliegtuigen lijkt dat nog geen optie. Zeker niet voor grote afstanden.
Daarom pleiten Duitse en Zwitserse wetenschappers in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Energy voor gebruik van schonere synthetische brandstof. Volgens hen zijn vrachtwagens die op zulke brandstoffen rijden bij afstanden boven de 550 kilometer zelfs schoner dan elektrisch aangedreven trucks.
Hoe worden deze brandstoffen gemaakt en, belangrijker, zijn ze echt duurzamer?
1. Wat is synthetische brandstof?
Brandstof maken zonder olie uit de grond te pompen, daar draait het om bij synthetische brandstoffen. In de jaren twintig van de vorige eeuw ontdekten de Duitse chemici Franz Fischer en Hans Tropsch dat het mogelijk is om uit synthetisch gas – een mengsel van koolstofmonoxide en waterstof – vloeibare brandstof te maken.
Bij een temperatuur tussen de 180 en 250 graden Celsius, en met behulp van een katalysator, wordt het gas vloeibaar gemaakt. Het resultaat is een synthetische brandstof. Bijvoorbeeld synthetische methanol, synthetische diesel of synthetische benzine.
2. Hoe duurzaam is synthetische brandstof?
Synthetische brandstoffen hebben dezelfde eigenschappen als fossiele, maar worden kunstmatig geproduceerd. Dat betekent dat er nog steeds sprake is van uitstoot van CO2, en daarnaast van stikstofoxiden en roet.
De Duitse en Zwitserse wetenschappers hebben daarom het Fischer-Tropschproces anders vormgegeven. Ze pasten de structuur van de synthetische brandstoffen aan, met als resultaat dat vrachtwagens bij verbranding minder stikstofoxiden en roet uitstoten dan wanneer ze fossiele diesel gebruiken.
De onderzoekers lieten een vrachtwagenmotor op hun synthetische diesel draaien. Het bleek dat 55 tot 70 procent minder roet vrijkwam dan bij gebruik van fossiele diesel. De uitstoot van stikstofoxiden ging omlaag met ongeveer 35 procent.
Maar elektrische vrachtwagens stoten toch helemaal níks uit? ‘Onze analyse is gebaseerd op een volledige levenscyclusanalyse van wieg tot graf. Zodat niet alleen rekening wordt gehouden met emissies tijdens het rijden, maar ook met emissies die bijvoorbeeld tijdens de productie ontstaan,’ legt hoofdonderzoeker André Bardow uit. Hij is hoogleraar energie- en processysteemtechniek aan de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich. ‘Voor de productie van batterijen zijn veel materialen en energie nodig die tot uitstoot leiden. We houden rekening met al deze emissies.’
Dan zijn we er nog niet. Het synthesegas dat voor het Fischer-Tropschproces nodig is, wordt namelijk vaak nog gewonnen door kolen of aardgas tot een temperatuur van 1.300 tot 1.500 graden te verhitten. Dat is natuurlijk geen milieuvriendelijke methode.
Een duurzame manier om het gas te maken, is van waterstof geproduceerd met groene energie en van koolstofdioxide die uit de lucht is gehaald. Dat kan op twee manieren: met Direct Air Capture (DAC), oftewel CO2 uit de lucht vangen. Het grote voordeel van deze methode is dat zij niet leidt tot extra CO2 in de lucht, want die is al uit de atmosfeer gehaald om het synthesegas te kunnen maken.
CO2 kan ook direct uit schoorstenen van industriële installaties worden afgevangen. Maar dan is geen sprake van een CO2-neutrale brandstof. Je gebruikt de afgevangen CO2 simpelweg nog een keer, waarna die uiteindelijk toch in de atmosfeer belandt. Voordeel is wel dat de CO2-concentratie hoger is dan die van de buitenlucht, wat afvangen uit schoorstenen goedkoper maakt.
De wetenschappers die publiceerden in Nature Energy noemen ook een nog duurzamere optie: biomassa gebruiken als bron voor koolstof. Oftewel hout, mest, voedselresten en andere organische materialen. Maar zoals in een eerder in EW verschenen artikel valt te lezen, is biomassa nog niet altijd duurzaam te noemen. De mate van duurzaamheid hangt sterk af van de oorsprong van het materiaal.
3. Wat zeggen experts?
De hamvraag: zijn synthetische brandstoffen hét duurzame alternatief voor de fossiele diesel waar vrachtwagens nu nog op rijden? ‘Laat ik het anders stellen,’ zegt Bart Somers, universitair hoofddocent interne verbrandingsmotoren en duurzame brandstoffen aan de Technische Universiteit Eindhoven. ‘Mogen we deze mogelijkheid laten liggen? Nee. Dit type brandstoffen biedt de enige mogelijkheid om de CO2-voetafdruk van de bestaande transportvloot drastisch te verminderen zonder dat je motoren moet vervangen of ombouwen.’ Somers vindt het vooral voor het zware transport een niet te missen route.
Daar is Gert Jan Kramer, hoogleraar duurzame energievoorziening aan de Universiteit Utrecht, het mee eens. ‘Is dit duurzaam? In principe wel. De onderzoekers bekijken een heel palet aan productiemogelijkheden, waarbij naar keuze biomassa of CO2 als koolstofbron wordt gebruikt.’
Maar biomassavergassing is duur, voegt Kramer toe, en de afvang van CO2 en de verwerking ervan tot brandstof met (groene) waterstof zijn nog veel duurder. ‘Dat brengt veel praktische uitdagingen met zich mee.’
4. Valt de technologie snel op te schalen?
Een groot voordeel van synthetische brandstoffen is dat ze passen in de huidige tank- en transportinfrastructuur. Er hoeven dus geen nieuwe pijpleidingen te worden aangelegd of andere tankstations te worden gebouwd.
‘Er zijn ook al enkele grote fabrieken die synthetische brandstoffen produceren, zoals de Pearl-fabriek van Shell in Qatar,’ zegt Somers. ‘Maar daar komt het synthesegas uit een fossiele grondstof. De uitdaging is om dat te veranderen in winning uit duurzame bronnen.’
En dat wordt een kostbare onderneming. Somers: ‘De investeringen zullen groot zijn, maar moreel gezien mogen we dit niet nalaten.’
Schrijf u in voor onze ochtendnieuwsbrief
Abonneer u op de gratis nieuwsbrief EW Ochtend en start de dag scherp met de belangrijkste artikelen over politiek, economie en buitenland.
