In het tijdperk van hernieuwbare energiebronnen zijn brandstoffen die de milieu-impact minimaliseren essentieel geworden. Synthetische brandstoffen, ook bekend als e-fuels, bieden een veelbelovende alternatieve oplossing naast elektrische en waterstofvoertuigen. Deze brandstoffen worden geproduceerd via een chemisch proces dat koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer haalt, en beloven een schoner alternatief voor traditionele fossiele brandstoffen.
Hoe wordt synthetische brandstof gemaakt?
De productie van synthetische brandstof begint met het verzamelen van CO2, hetzij direct uit de lucht of als bijproduct van industriële processen. Deze CO2 wordt vervolgens gecombineerd met waterstof, geproduceerd via elektrolyse van water. Dit proces, aangedreven door hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind, splitst water in zuurstof en waterstof. De synthese van deze twee componenten levert een vloeistof die als brandstof kan dienen. Dit maakt synthetische brandstoffen niet alleen duurzamer, maar ook compatibel met bestaande motortechnologieën en infrastructuur, waaronder die van de voertuig brandstofpomp.
Voordelen van synthetische brandstoffen
Een van de grootste voordelen van e-fuel. is het vermogen om bestaande voertuigen te ondersteunen zonder dat grote aanpassingen nodig zijn. Dit in tegenstelling tot elektrische auto's, die vaak een geheel nieuwe infrastructuur vereisen. Daarnaast kan synthetische brandstof helpen de uitstoot van CO2 te verminderen, aangezien het gebruikmaakt van CO2 die anders in de atmosfeer zou eindigen. Dit ‘recyclen’ van koolstof maakt het bijzonder aantrekkelijk in sectoren waar de-carbonisatie moeilijk is, zoals de luchtvaart en zware industrie.
Nadelen van synthetische brandstoffen
De introductie van synthetisch brandstof ondervindt scepsis vanwege economische en technologische uitdagingen. Hoewel e-fuel potentieel bezit om de transportsector te ondersteunen bij het de-fossiliseren tussen 2030 en 2050, zijn er aanzienlijke kosten verbonden aan de technologieën die nodig zijn voor de productie ervan, zoals directe luchtopvang (DAC) en elektrolyzers. Deze apparatuur is duur in aanschaf en gebruik, en er zijn aanzienlijke energiehoeveelheden nodig voor hun werking
Synthetische brandstof: toekomst
Met de toenemende druk om de CO2-uitstoot wereldwijd te verminderen, krijgt synthetische brandstof steeds meer aandacht. Overheden en bedrijven investeren in technologieën om de productie efficiënter en winstgevender te maken. Het potentieel van deze brandstoffen om naadloos te integreren met bestaande voertuigen en het brandstoffilter van een Ford Transit of andere modellen maakt ze tot een aantrekkelijke optie voor een geleidelijke overgang naar een duurzamere toekomst.
Kanttekening
Hoewel synthetische brandstoffen kunnen bijdragen aan een vermindering van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en het verminderen van de netto CO2-uitstoot, zijn ze niet zonder milieu-impact. Het is belangrijk om deze factoren te wegen bij het beoordelen van hun potentiële rol in de energietransitie. Onderzoekers aan de Universiteit Leiden hebben een belangrijke doorbraak bereikt in de synthetische brandstofproductie door voor het eerst de atomaire processen tijdens de vorming van deze brandstoffen waar te nemen. Ze ontdekten hoe moleculen van koolwaterstoffen zich organiseren op het oppervlak van kobaltdeeltjes, die dienen als katalysatoren. Deze inzichten kunnen leiden tot de ontwikkeling van efficiëntere ‘designer’ katalysatoren, die het productieproces verbeteren. Het doel is om een diepgaand begrip van deze processen te ontwikkelen, wat essentieel is voor het efficiënt omzetten van grondstoffen zoals koolstofmonoxide en waterstof naar bruikbare brandstoffen. Dit onderzoek biedt een nieuw perspectief op hoe de katalysator kan worden geoptimaliseerd, wat een sleutelelement is bij de vergroening van brandstofproductie op grotere schaal.
