Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
Steenkool als duurzame brandstof?
Rijdt de milieubewuste automobilist in de nabije toekomst in een steenkolenauto? Zou best eens kunnen. Steenkool kan namelijk op een minder verkwistende manier worden omgezet in brandstof dan nu gebeurt. Met de toevoeging van biomassa kan het zelfs een CO2-neutrale brandstof worden.

Steenkool als basis voor autobrandstof, dat klinkt als een enorme stap achteruit. Steenkool, dat is toch dat smerige zwarte spul waar je grootouders de kachel mee stookten? De brandstof waar de Chinese industrie op draait, maar waar de rest van de wereld het liefst zo snel mogelijk van af wil? Biomassa, zonne- en windenergie, dat heeft de toekomst!

Het probleem is dat er op dit moment geen enkele duurzame energiebron is die kan voldoen aan de wereldwijde energiebehoefte. Zelfs een combinatie van duurzame energiebronnen is niet toereikend.

Bovendien raakt de aardolie op. Experts zijn het er onderling niet helemaal over eens wanneer, maar op een dag is het zover. Lastig, want het 'zwarte goud' is wel de grondstof voor alle vloeibare brandstoffen, zoals benzine, diesel en kerosine. De hele transportsector draait op aardolie.

Het is daarom een belangrijke vraag wat de brandstof van de nabije toekomst gaat worden, en dan komt steenkool in beeld. Want van dat zwarte spul is er voorlopig genoeg. Niet alleen in China, maar ook in veel andere delen van de wereld, waaronder Europa.

Kan dat nou niet schoner?
Probleem is wel dat uit steenkool geproduceerde autobrandstof per liter ruwweg twee keer zoveel van het broeikasgas kooldioxide (CO2) oplevert als uit aardolie gemaakte brandstof. De oorzaak daarvan is dat de koolstofatomen in steenkool met elkaar zijn verbonden in grafietachtige netwerken, en die kunnen alleen met veel energie uit elkaar worden getrokken. Daarvoor heb je bovendien waterstof nodig, en het toevoegen daarvan kost ook weer veel energie.

Het gebruik van steenkool betekent dus een flinke aanslag op het milieu. Maar er zijn wel mogelijkheden om de CO2-uitstoot te verminderen. Biochemicus Benjamin Glasser en collega´s dragen in Science een manier aan om steenkool op een minder vervuilende manier te verwerken tot vloeibare brandstof.

Pas in vloeibare vorm is het namelijk betaalbaar om het te vervoeren en te gebruiken als brandstof, en daarmee geschikt voor auto’s, vrachtwagens, schepen en andere transportmiddelen. Steenkool wordt dan een Fischer-Tropschbrandstof. De twee Duitse geleerden Fischer en Tropsch ontwikkelden in de jaren twintig van de vorige eeuw een proces – ook wel FT-proces genoemd - om een gasmengsel van koolstofmonoxide (CO) en waterstof (H2) om te zetten in een vloeibare brandstof.

Veel onderdelen van dit proces kunnen efficiënter en duurzamer worden ingericht. Zo kun je gebruikmaken van waterstof die op duurzame wijze is geproduceerd, bijvoorbeeld met behulp van wind- of zonne-energie. Ook kan het proces zo worden ingericht dat het via  de productie van kooldioxide en waterstof verloopt, in plaats van koolmonoxide en waterstof. Dat kost niet alleen minder energie, het is ook makkelijker om vloeibare brandstof van te maken.

Steenkool en biomassa
Al met al kan deze efficiencyslag de uitstoot van CO2 met zo´n 15% verminderen. Daarmee is steenkool dus nog steeds een flink stuk slechter voor het klimaat dan olie als basis voor transportbrandstoffen. Maar er zijn meer mogelijkheden. Universitair hoofddocent duurzame ontwikkeling en innovatie Andre Faaij van de Universiteit Utrecht heeft hoge verwachtingen van de toevoeging van biomassa.

Want hoe efficiënt je steenkool ook omzet in vloeibare brandstof, het zal nooit minder CO2 opleveren dan brandstof uit aardolie. In het beste geval kan de helft van het geproduceerde CO2 worden afgevangen in ondergronds opgeslagen, maar daarmee heb je nog geen enkele winst behaald ten opzichte van aardolie.

Dat verandert als je biomassa toevoegt. Er is in Nederland, in Buggenum, al een kolencentrale waar wordt geëxperimenteerd met een mengsel van steenkool en biomassa als basis. De brandstof die dat kan opleveren, kan in principe CO2-neutraal zijn. Biomassa is immers al CO2-neutraal, en als de andere helft van de CO2 wordt afgevangen, komt er netto geen CO2 bij in de atmosfeer, legt Faaij uit.

De experimenten worden onder meer uitgevoerd door energiebedrijven als Shell, Essent en Nuon, maar zijn nog erg kleinschalig. Het verbaast Faaij dat een bedrijf als Shell er niet meer prioriteit aan geeft, want de mogelijkheden zijn enorm. Een goedwerkende biomassa-steenkoolcentrale zou in zijn ogen wel eens een zeer gewild product kunnen worden, bijvoorbeeld in China.

"China zal zich bij de onderhandelingen over het volgende milieuverdrag niet langer kunnen verschuilen achter het feit dat het ontwikkelingsland is. Daarvoor heeft het zich de afgelopen jaren te veel ontwikkeld. Bovendien zullen de VS onder de nieuwe president Obama naar verwachting ook een bijdrage gaan leveren aan de oplossing van de klimaatproblematiek, en China kan dan moeilijk achterblijven."

De combinatie van steenkool en biomassa als grondstof voor transportbrandstof is dan een uitstekende optie. "Dat heeft bovendien ook economische voordelen voor China," aldus Faaij. "De boeren kunnen verdienen aan het verbouwen van de biomassa en het leveren van biomassa reststromen die als grondstof kunnen dienen. Bovendien kan de aanplant van bomen een bijdrage leveren aan de herbebossing van geërodeerde delen van China, want erosie is daar een groot probleem. Daarmee sla je dus twee vliegen in een klap."

Groene kool?
De voorgestelde verfijningen van het FT-proces maken van steenkool nog lang geen duurzame brandstof. Zelfs de ondergrondse opslag van CO2 is niet voldoende. Als duurzaamheid het doel is, kan steenkool hooguit een overgangsbrandstof zijn. Duurzame brandstoffen en creatieve oplossingen zijn onontbeerlijk.

Toch is de kans aanzienlijk dat de transportsector in de nabije toekomst op steenkool rijdt, vaart of vliegt. Dat hoeft geen probleem te zijn. Een steenkolenauto kan zelfs CO2-neutraal zijn, zolang hij maar rijdt op een combinatie van steenkool en biomassa.

Bouwe van Straten

Diane Hildebrandt e.a., ‘Producing transportation fuels with less work’, Science, 27 maart 2009.