E-fuels worden gemaakt van elektriciteit, water (H2), koolstofdioxide (CO2) en stikstof (N2). Met deze moleculen zijn partijen in staat om brandstoffen te maken die nagenoeg dezelfde eigenschappen hebben als hun fossiele voorganger. E-fuels gebruiken geen biomassa (zoals bij biobrandsoffen), waardoor ze niet concurreren met andere markten. In feite zijn e-fuels technisch niet anders dan conventionele brandstoffen, waardoor ze direct in vervoersmiddelen gebruikt kunnen worden.
Voor duurzame productie van deze brandstoffen is het noodzakelijk dat de elektriciteit wordt opgewekt uit hernieuwbare bronnen en met elektrolysers tot bruikbare waterstofmoleculen gemaakt wordt. Idealiter wordt de bouwsteen CO2 uit de lucht gevangen, zodat een nagenoeg volledige klimaat-neutrale waardeketen ontstaat. De onderzoekers keken naar de mogelijkheden van vijf typen e-fuels: e-methanol, e-diesel, e-ammoniak, e-LNG en e-kerosine. Ook namen ze groene waterstof als brandstof mee in hun vergelijking.
Waterstof minder geschikt voor vrachttransport
Voor vrachtwagentransport voor lange afstanden achten de onderzoekers met name e-methanol, e-diesel en e-LNG geschikt. Waterstof is alleen een oplossing voor vrachtvervoer met relatief korte afstanden. Ook kost het ombouwen en produceren van trucks met een waterstofbrandstofcel relatief veel geld, terwijl met de eerder genoemde e-fuels in grote lijnen dezelfde verbrandingsmotor gebruikt kan worden. E-ammoniak is vooralsnog onveilig doordat het een vluchtige stof is.
Meer mogelijk in scheepvaart
Voor de scheepvaart liggen de kosten en baten van de verschillende brandstoffen dicht bij elkaar, waardoor alle vijf brandstoffen (kerosine niet meegenomen) in theorie toepasbaar zijn. Doordat schepen beter uitgerust zijn om met gasvormige brandstof om te gaan kan waterstof interessant zijn voor korte afstanden, zoals veerboten, terwijl e-ammoniak geschikter is voor oceaantransport.
Voorlopig lijkt e-kerosine de enige geschikte brandstof voor de luchtvaart. Alhoewel de onderzoekers erkennen dat er radicale vliegtuigconcepten worden ontwikkeld (bijvoorbeeld met waterstofaandrijving), ligt dit nog ver in de toekomst. Traditionele vliegtuigontwerpen moeten te ingrijpend aangepast worden om ze geschikt te maken voor andere brandstoffen, wat ten koste gaat van passagiers- en laadvermogen.
Lees ook: Airbus presenteert conceptmodellen van uitstootvrije waterstofvliegtuigen
Technologie is er, nu de businesscase
De onderzoekers benadrukken dat er een drastische verandering in de brandstofproductie noodzakelijk is, waarbij overheden en industriepartners intensief moeten samenwerken. De komende 10 tot 30 jaar moeten stappen gezet worden op het gebied van R&D, productie en voertuigaanpassingen van en voor e-fuels. De infrastructuur voor tanken en distributie moet worden opgezet en wettelijke kaders zijn noodzakelijk om ontwikkelingen te reguleren.
“De technologie is in principe ver genoeg om e-fuels te ontwikkelen”, vertelt Richard Smokers van TNO in een digitale kennissessie. “In het buitenland lopen al pilots en de eerste demofabrieken zijn opgezet. Maar er kan pas op echt op grote schaal geproduceerd worden als de businesscase er is. Voor commercialisatie praten we echt over een periode tot 2050.”
Uitstoot van transportsector
De transportsector is verantwoordelijk voor 23 procent van de wereldwijde CO2 uitstoot. Bijna driekwart hiervan komt van het wegtransport en ongeveer 10 procent van de lucht- en zeevaart. “Deze uitstoot moet voor 2050 met 95 procent omlaag om de klimaatdoelen te halen”, zegt Smokers. “E-fuels bieden mogelijk een oplossing, mits de gehele keten de benodigde stappen zet en de productie en investeringen in de bijbehorende infrastructuur verhoogt.”
Bron: TNO | Beeld: Adobe Stock
