Volgens de statistieken van de fabrikantenorganisatie ACEA rijden er meer dan 250 miljoen personenauto’s op de Europese wegen. Daarvan zijn er zo’n 8,7 miljoen in Nederland. Als het om milieuvervuiling gaat, dan is de personenauto niet eens de grootste boosdoener. Het vrachtverkeer heeft een veel grotere invloed. Willen we de CO2-uitstoot van het goederenverkeer in Europa echt terugdringen, dan moeten we afzien van fossiele brandstoffen. De oplossing kan liggen in synthetische brandstoffen.
Deze brandstoffen worden gemaakt met behulp van hernieuwbare elektriciteit die niet direct voor de dekking van de stroombehoefte nodig is. Onderzoekers van het Zwitserse federale laboratorium voor materiaalonderzoek Empa onderzoeken drie technologische opties om het wegvervoer schoner te maken. Het gaat om elektromobiliteit, waterstofmobiliteit en synthetische brandstoffen.
“Al deze concepten hebben energetische, operationele en economische voor- en nadelen. Om ze correct te kunnen gebruiken, is een diepgaand inzicht in het totale systeem nodig”, zegt Christian Bach van Empa. “Samen met de partners in dit mobiliteitsdemonstratieprogramma “Move” ontwikkelen we hierover bruikbare kennis”.
Methanisering
Het laatste project gaat over zogenaamde methanisering. Dat is de productie van synthetisch methaan uit waterstof en CO2 met behulp van hernieuwbare energie. Het wordt synfuel of syngas genoemd. Daarvoor is al een infrastructuur, benadrukken de wetenschappers. Dit is niet alleen interessant voor Zwitserland, maar ook voor de rest van de wereld. “Hierdoor wordt een enorm potentieel voor hernieuwbare energie geopend”.
De Empa-onderzoekers denken gebruik te kunnen maken van de zogenaamde sorptie-verrijkte methanatie. Dat is een verbetering van de meer dan 100 jaar oude zogenoemde Sabatierreactie. Met deze nieuwe methode willen zij op een efficiëntere manier methaan produceren. Van kooldioxide (CO2) en waterstof (H2) kun je met een elektrisch procedé methaan (CH4) maken met als restproduct water (H2O). Normaal zijn er meerdere stappen nodig om het water af te scheiden. Bovendien wordt door de hoge temperaturen een deel van het geproduceerde water weer in waterstof omgezet. Het gevolg is dat er in het gasvormige product van de methaneringsreactie nog wat waterstof aanwezig. Dat kan niet rechtstreeks aan het gasnet worden toegevoerd. De waterstof moet eerst weer worden afgescheiden.
Geen extra zuivering
Bij de nieuwe methode wordt het reactiewater al heel snel gescheiden van het gas. Dat levert een methaanopbrengst van bijna 100 procent op. “Dat gas kan dus zonder extra zuivering rechtstreeks in het gasnet worden ingevoerd en bijvoorbeeld worden gebruikt om voertuigen op gas te laten rijden,” legt Bach uit. De CO2 die nodig is voor de methanisering en ook het water voor de productie van waterstof komen rechtstreeks uit de omgevingslucht.
“Zowel waterstofproductie als methanisering genereren continu afvalwarmte. Door slim warmtemanagement willen we met deze restwarmte de warmtevraag van de CO2-collector zo goed mogelijk afdekken.” De collector onttrekt niet alleen CO2 maar ook water aan de lucht. Dit wordt via een condensaatleiding gebruikt voor de waterstofproductie in de elektrolyse-installatie. Daardoor is de installatie ook geschikt voor gebruik in gebieden zonder water, zoals in woestijnen.
Waardeketen
Het doel van het onderzoek is echter niet alleen om nieuwe inzichten te verkrijgen in de technische en energetische aspecten. De wetenschappers willen ook de economische levensvatbaarheid van synthetisch methaan onderzoeken.
“Om dit holistische perspectief te garanderen, bestaat het projectconsortium uit partners die de hele waardeketen bestrijken. Van Empa-onderzoekers tot energieleveranciers, exploitanten van tankstations en wagenparken, en industriële partners in de technologie- en installatiesector”, zegt Brigitte Buchmann, directielid van Empa.
Ook interessant:
Van CO2 gemaakt methanol als duurzame scheepsbrandstof
Dimethylether in plaats van diesel maakt vrachtauto schoner
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
