Synthetische brandstoffen kunnen in de toekomst in de Europese Unie een rol spelen bij het verduurzamen van de transportsector, aldus consultancybureau Cerulogy. De luchtvaart kan tot de helft van de kerosine vervangen door een synthetische variant. Maar de technologie moet nog wel verder rijpen.

Het is veel in het nieuws, het forse aandeel dat de luchtvaart heeft in het uitstoten van broeikasgassen (lees: ‘Klimaatafspraak vereist stop op vliegvakanties’). Waar personenauto’s en misschien zelfs vrachtwagens straks allemaal gaan rijden op elektriciteit (lees: ‘Productie Tesla 3 van start’), is dat voor vliegtuigen (nog lang) niet mogelijk, alle mooie initiatieven (lees: ‘Hybride elektrisch vliegtuig van Europese bedrijven’) ten spijt.

Daarom zijn er andere CO2-arme energiedragers nodig, zodat ook sectoren als de luchtvaart (lees: ‘Schoner vliegen valt tegen’) en de scheepvaart (lees: ‘Zuinig varen’) kunnen gaan bijdragen aan het halen van de klimaatdoelen van Parijs. Dat is precies wat synthetische brandstoffen – of e-fuels – beloven: ze zijn chemisch gezien gelijk aan fossiele brandstoffen als benzine, kerosine of diesel, maar ze zijn gemaakt door de mens, met slim opgezette chemische processen.

Die brandstoffen hebben gemeen dat met elektrolyse (op groene stroom) geproduceerde waterstof wordt gecombineerd met het koolstof uit CO2, die uit de lucht wordt gehaald of afkomstig is uit een fabriek. Zo maakt het Duitse Sunfire bijvoorbeeld diesel met behulp van groene stroom; lees ‘Diesel uit groene stroom’. Het maken van synthetische brandstoffen kan een manier zijn om op piekmomenten van duurzaam opgewekte stroom (zon, wind, waterkracht) op te slaan in chemische energie.
 

Biobrandstoffen

Nu is een andere manier om de conventionele fossiele brandstoffen groener te maken, namelijk door biobrandstoffen te gebruiken. Deze zijn dan bij voorkeur niet gemaakt van voedingsgewasssen, maar uit houtpulp of andere organische reststromen (lees: ‘Biobrandstof direct uit rioolslib’).

Vergeleken met biobrandstoffen hebben synthetische brandstoffen een paar duidelijke voordelen. Ten eerste is de ecologische voetafdruk van het opwekken van duurzame stroom veel kleiner dan die van het verbouwen van gewassen om biobrandstoffen mee te maken. Ten tweede heeft duurzame stroomopwekking veel minder zoet water nodig dan de landbouw. En ten derde heb je bij de opwekking van duurzame stroom geen risico op water- of bodemvervuiling; wat soms wel gebeurt bij de landbouw.
 

Inzichten

Hoe groot de rol van deze synthetische brandstoffen in de komende decennia kan worden, is nu geanalyseerd door het Britse consultancybureau Cerulogy. Dat levert enkele interessante inzichten op; en al te enthousiaste e-fuel-adepten worden even met de neus op de feiten gedrukt.

Want het is zeker niet allemaal ‘hosanna’, wat Cerulogy vaststelt. Om te beginnen merkt auteur Chris Malins in het rapport (pdf-bestand) op dat alle deelprocessen voor het maken van synthetische brandstoffen wel voorhanden zijn, maar dat de hele keten nog nooit op industriële schaal is gedemonstreerd. Dat moet de komende jaren echt van de grond komen, willen e-fuels in 2050 iets te betekenen hebben.

Verder laat hij zien dat transport op basis van elektriciteit gemaakte brandstoffen veel minder efficiënt is dan bij directe elektrische aandrijving. De totale efficiëntie van het omzetten van groene stroom in de beweging van de auto is namelijk respectievelijk: 13 % en 73 %. Met andere woorden: zowel bij het maken als gebruiken van de e-fuel gaat behoorlijk veel energie verloren.
 

Luchtvaart

Auto's op e-fuels zullen er dus wel wel niet komen, maar in de luchtvaart kunnen de synthetische brandstoffen wel zin hebben, omdat daar nog geen echt groen alternatief voorhanden is. Wel zullen de brandstoffen veel duurder zijn dan hun fossiele equivalent, becijfert Cerulogy. ‘De prijs van een synthetische brandstof wordt voor een groot deel bepaald door de prijs van duurzame stroom’, meldt het rapport. Die is niet goed te voorspellen en schattingen van het aandeel van stroom in de prijs van synthetische brandstof variëren van 1000 €/ton (bij een toekomstige stroomprijs van € 0,02/kWh, een erg optimistische schatting) tot 2400 €/ton (bij 0,10 €/kWh, de huidige gemiddelde prijs voor stroom in de EU, voor bedrijven). Waarschijnlijk zal een e-fuel in totaal al gauw 3000 €/ton gaan kosten (zie figuur hieronder). Vergelijk dat eens met de 500 €/ton die gewone diesel of kerosine nu kost!

Uitsplitsing van de kosten van de productie van synthetische brandstoffen; voor het maken van resp. methaan, vloeibare brandstoffen met Fischer-Tropsch en benzine uit methanol. Bron: Brynolf et al., 2017.

 

Vliegtickets duurder

Dit laat meteen ook zien dat het invoeren van synthetische brandstoffen weliswaar kan bijdragen aan het terugbrengen van de CO2-uitstoot, maar dat dit wel een prijs heeft. ‘De eerlijke kosten van het maken van deze brandstoffen moeten we wel gaan doorberekenen aan de consumenten van transport.’ Dat betekent simpelweg dat vliegtickets een stuk duurder zullen moeten worden.

Deze projecties gaan trouwens ook uit van enorme investeringen in nieuwe fabrieken. In het rapport maakt Malins een grove schatting voor de EU: zo’n 300 miljard euro voor de fabrieken die synthetische brandstoffen maken, en daarbovenop 450 miljard euro voor extra opwekkingscapaciteit voor groene stroom. Dat is nogal wat. Maar we zullen misschien wel moeten, willen we de doelen van Parijs halen. Want de luchtvaartsector draagt voor 3 % bij aan de totale CO2-uitstoot. En de sector groeit ook nog eens heel snel.