E-fuels geen realistisch alternatief voor de luchtvaart

Covid heeft er flink ingehakt bij de luchtvaart, maar de sector droomt gewoon lekker door over ongebreidelde groei ná de crisis. Omdat elektrische vliegtuigen op langere afstanden niet haalbaar zijn en biofuels niet duurzaam zijn, is de laatste strohalm van de industrie de inzet van nog te ontwikkelen e-fuels – brandstoffen gemaakt van elektriciteit. Hoe realistisch is dat?

Foto: Khusen Rustamov via Pixabay

Onder e-fuels vallen waterstof en synthetische kerosine. De toekomst van energie met een lage koolstofbelasting wordt gezocht in waterkracht, zonne-energie of windenergie.

Het vliegen op elektriciteit blijkt in de voorzienbare toekomst slechts mogelijk te zijn met piepkleine vliegtuigen over korte afstanden – batterijen zijn veel te zwaar en hun energie-dichtheid is veel te laag.

Voor vluchten over langere afstanden moet de elektriciteit worden omgezet in vloeibare brandstoffen. Die conversie van elektriciteit naar vloeistof kost zelf al heel veel energie.

Waterstof vergt grote investeringen
Op dit moment worden twee technologieën bestudeerd. Elektriciteit kan worden omgezet in waterstof om te gebruiken als brandstof. Dat gaat echter niet in de huidige vliegtuigmotoren, dus is hiervoor een complete herontwikkeling van het vliegtuig en de motoren noodzakelijk.

De tweede optie is om waterstof chemisch te combineren tot CO2 om zo synthetische brandstof te maken. De processen die hiervoor onderwerp van onderzoek zijn worden ‘power to liquid’ of kortweg p2l genoemd. Deze kunstmatige brandstoffen kunnen in combinatie worden gebruikt met fossiele kerosine of zelfs zonder bijmenging. Aanpassing van motoren en vliegtuigen is dan nauwelijks nodig.

Theoretisch
Echter is de productie van e-fuels een zeer energie-intensief proces. E-fuels kunnen theoretisch worden geproduceerd uit de overschotten van duurzame energie en kunnen zo dienen als opslag in tijden van overmatige productie van wind- en zonne-energie.

Het probleem is dat we veel te weinig duurzame energie opwekken om aan de bestaande energiebehoefte van bij voorbeeld woningen, bedrijven en publiek transport te voldoen.

Als alle (pre-Covid) vluchten werden uitgevoerd op synthetische brandstof, zou dat veel meer duurzame energie vergen dan er wereldwijd wordt opgewekt. Er zou niets overblijven voor andere toepassingen.

Praktisch onhaalbaar
In 2017 was de totale mondiale productie van duurzame energie ongeveer 6,190 terawattuur (TWh). De energieconsumptie van de wereldwijde luchtvaart was toen 3,467 TWh. Omdat de omzetting van elektriciteit naar synthetische brandstof in het meest optimistische scenario slechts een rendement heeft van 50 procent, betekent dit dat de totale wereldproductie van duurzame energie niet genoeg zou zijn om de luchtvaart van voldoende e-fuel te voorzien.

Deze berekening werd uitgevoerd door Jakob Graichen van het gezaghebbende Duitse Öko-Institut in Berlijn in opdracht van de internationale burgerbeweging Stay Grounded.

Een eenvoudiger plaatje ontstaat als gekeken wordt naar individuele landen. Om bij voorbeeld alle vliegtuigen in Duitsland te voorzien van synthetische kerosine, zou er meer elektriciteit nodig zijn dan alle duurzame energie die op dit moment wordt geproduceerd in het land.

Niet realistisch
Dat is geen gevolgtrekking van een stel ‘milieugekkies’, maar van het milieu-ministerie in Duitsland. Zij komen tot de conclusie dat er “ten minste 270 TWh elektriciteit” nodig is om de 10,2 miljoen ton aan fossiele kerosine te vervangen.

Het ministerie gaat hierbij uit van een rendement van circa 45 procent in de productie van e-fuels. In 2019 werd er in totaal 515 TWh aan energie opgewekt voor levering aan het publieke net. 237 TWh daarvan werd uit hernieuwbare bronnen gewonnen.

En de rest?
En dit gaat dan alleen nog over het tegengaan van CO2-uitstoot. Maar vliegtuigen hebben niet alleen via CO2-emissies een negatieve impact op het klimaat. Condensatie-sporen (contrails), kunstmatige bewolking, NOx en zwavelverbindingen hebben een grotere impact dan de CO2 alleen.

Hoewel synthetische kerosine en waterstof de deze niet-CO2-effecten voor een deel zouden kunnen verminderen, is dat nog allerminst bewezen door de wetenschap.

Einde van de straalmotor
Concluderend kan worden gesteld dat zolang vliegtuigen brandstoffen verstoken zullen de ernstige gevolgen van niet-CO2-effecten blijven bestaan. Een denkbeeldig vliegtuig van de toekomst zónder klimaatimpact kan daarom nooit worden aangedreven door een motor die draait op een verbrandingsproces.

Technologische oplossingen voor de klimaatimpact van de luchtvaart blijven dus een illusie, net als vóór de corona-crisis, zeker als de ambitieuze groeidromen van de sector worden meegenomen in het totaalplaatje. De enige echte manier om de uitstoot van de luchtvaart terug te brengen blijft daarom het reduceren van het aantal vluchten. Het enige klimaatvriendelijke vliegtuig is een geparkeerd vliegtuig.

Onderzoek en ontwikkeling belangrijk
Het is belangrijk om onderzoek en ontwikkeling te blijven financieren van operationele en technologische verbeteringen voor de overblijvende vluchten. Daarbij moet wel in het oog worden gehouden dat ‘alternatieve’ brandstoffen vaak nieuwe schadelijke effecten hebben zo gauw ze op schaal worden geproduceerd en ingezet. Zo heeft de grootschalige inzet van biofuels al geleid tot mondiale ontbossing en landroof door grote bedrijven van lokale bevolkingsgroepen.

Technologisch onderzoek is dus belangrijk, maar mag nooit worden gebruikt als excuus om echte klimaatactie te vertragen.

Dit bericht is een vertaling van een artikel dat eerder deze week verscheen op stay-grounded.org

Wat vond u van dit artikel?

Klik op een ster om het stuk te waarderen

Gemiddeld / 5. Aantal stemmen:

Nog geen stemmen. Geef als eerste uw mening!

Jammer dat dit artikel niet zo interessant was voor u!

Help ons het artikel verbeteren.

Wilt u aangeven hoe we het stuk kunnen verbeteren? Als u antwoord wilt, laat dan ook uw e-mail adres achter.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *