Koolstofarme brandstof en technieken om CO2 uit de lucht te halen

Koolstofarme brandstoffen zijn geen ver-van-mijn-bedshow meer. Al is de kans wellicht klein dat jij op dit moment al ‘future fuels’ in je mazouttank hebt zitten: in principe zou je stookolie-installatie er mits enkele kleine aanpassingen helemaal klaar voor zijn, en dan kun je op tal van pluspunten rekenen. De nieuwste generatie vloeibare brandstoffen heeft namelijk alle voordelen van stookolie (permanente beschikbaarheid, autonomie voor jou als gebruiker en makkelijke opslag en transport), maar bevat minder fijne partikels. Op dit moment gebeurt er nog veel onderzoek naar koolstofarme brandstoffen, onder meer aan het KIT (Karlruhe Institute of Technology) en onze eigen universiteiten. Daar worden broeikasgassen en hernieuwbare energie gebruikt om een milieuvriendelijk alternatief voor fossiele brandstoffen te produceren. Science fiction? Helemaal niet!

Broeikasgassen recycleren: 3 processen

De innovatieve technologie die onder meer aan het KIT ingezet wordt, recycleert broeikasgassen tijdens drie processen die stuk voor stuk resulteren in synthetische brandstoffen:

1. Power-to-Liquid (PtL): een mix van CO₂ en waterstof levert na een speciale behandeling een vloeibare, synthetische koolwaterstof op die perfect werkt in je bestaande stookolieketel. 
2. Power-to-Gas (PtG): broeikasgassen en hernieuwbare waterstof worden omgezet in synthetisch aardgas.
3. Gas-to-Liquid (GtL): tijdens dit proces wordt een vloeibare brandstof gemaakt van een synthetisch gas bestaande uit methaan en lucht.

CO₂ uit de lucht halen

De CO₂ die een cruciaal onderdeel vormt van de Power-to-Liquidbrandstoffen kan op vier manieren uit de lucht gehaald worden. De methode die de meeste spelers in de sector toepassen, maakt gebruik van absorptiefilters met daarin een solventoplossing met amines. Blaast men lucht over die filters, dan gaat de CO₂ een verbinding aan met de amines om zo natriumcarbonaat te vormen. Door dat product vervolgens de verhitten, ontstaat een zuivere CO₂-stroom.

E-fuels in 4 stappen

De productie van e-fuels zoals op het KIT gebeurt in vier stappen.

• In de eerste fase filtert de installatie CO₂ uit de lucht, om het als grondstof te kunnen gebruiken.
• In een tweede fase worden CO₂ en waterdamp gesplitst tot koolmonoxide en waterstof.
• Ten derde worden uit dit gasmengsel langere koolwaterstofketens gebouwd.
• In de vierde en laatste fase worden de lange ketens van de koolwaterstoffen gesplitst om de basiscomponenten voor benzine, kerosine of diesel te maken.

En CO₂ die vrijkomt bij de verbranding van zo’n e-fuels? Die wordt opnieuw ingezet, zodat een gesloten koolstofcyclus ontstaat.

In een compact KIT-proeffabriekje ontstaat zo op een erg energie-efficiënte manier brandstof uit CO₂ afkomstig uit lucht, water en groene stroom. De eerste proeffabriek produceert ongeveer tien liter brandstof per dag, terwijl een volgende fabriek al mikt op 100 tot 200 liter en een derde zelfs op 1.500 tot 2.000 liter mikt. In 2020 wil INERATEC, een spin-off van het KIT, de productie van e-fuels al verhogen tot 4 miljoen liter. Het zou dus weleens heel snel kunnen gaan.

Met eigen ogen zien hoe het er in Karlsruhe aan toegaat? Daarvoor moet je zeker ons videoverslag bekijken.

Onmiddellijke inzetbaarheid van koolstofarme brandstoffen

Koolstofarme brandstoffen zullen een belangrijke rol spelen om de klimaatdoelstellingen te helpen bereiken, onder meer door hun onmiddellijke inzetbaarheid. De nieuwe vloeibare brandstoffen kun je namelijk geleidelijk toevoegen aan klassieke stookolie, zonder dat je verwarmingssysteem daarvoor grondig aangepast moet worden. Zo zullen stap voor stap steeds meer fossiele brandstoffen vervangen worden door een milieuvriendelijker alternatief. Dat neemt natuurlijk niet weg dat we alle technologieën (van geothermie en zonne-energie tot vloeibare brandstoffen) moeten inzetten om duurzaam te verwarmen en de huidige én toekomstige klimaatuitdagingen efficiënt aan te pakken.