Synthetische kerosine uit blauwe waterstof voor onze blauwe trots?
Op 8 februari 2021 vierden KLM, Schiphol, Shell en VVD-minister Cora van Nieuwenhuizen van Verkeer en Waterstaat de primeur van een vlucht op synthetische kerosine. Op een KLM-vlucht van Schiphol naar Madrid werd 500 liter bijgemengd.
Gelukkig voelde vrijwel iedereen aan dat deze primeur prettig samenviel met de presentatie van pijnlijke jaarcijfers van KLM, taaie gesprekken over een nieuw steunpakket voor onze blauwe trots en de verkiezingscampagne.
Dat neemt niet weg dat ontwikkeling van synthetische brandstoffen van belang is. Ook als de mondiale CO2-uitstoot later deze eeuw netto nul is, blijven we reizen. Voor intercontinentale reizen blijft vliegen de beste optie en voor mensen met haast blijft een vliegtuig met straalmotoren aantrekkelijker dan een toestel met elektrisch aangedreven propellers. Er blijft kortom behoefte aan een duurzame luchtvaartbrandstof, zoals kerosine.
Shell produceert in Qatar al jaren synthetische brandstoffen uit aardgas
De 500 liter synthetische kerosine, gebrouwen in een half jaar, is natuurlijk op zijn best een pril begin van een pril begin van wat ooit een deel van een duurzame oplossing kan zijn voor een deel van onze reislust.
De tanks van de Boeing 737-800 waarmee KLM de vlucht uitvoerde kunnen samen 26.000 liter brandstof aan. Als Shell op dat volume 500 liter appelstroop had bijgemengd dan had het toestel Madrid vermoedelijk ook gehaald. Waarschijnlijk was de certificering van de brandstof de echte primeur. Technisch zijn synthetische brandstoffen in ieder geval geen nieuws.
De technische bouwstenen voor de productie van kerosine uit emissievrije elektriciteit, water en afgevangen CO2 waren al voor handen. Waterstof produceren met elektriciteit kon al. CO2 afvangen uit schoorstenen of biovergisters kon al. Waterstof en CO2 laten reageren tot een synthetische brandstof met de eigenschappen van kerosine kon al. De technische primeur was hooguit het combineren van deze bewezen stappen. Geen doorbraak.
In Qatar produceert Shell sinds 2011 op grote schaal kerosine en andere vloeibare brandstoffen uit waterstof en koolstof. De Pearl Gas to Liquids (GTL)-raffinaderij nabij Doha wint de waterstof en koolstof uit fossiel aardgas, in plaats van uit water en afgevangen CO2. Verder is de primeur van 8 februari 2021 identiek aan het GTL-proces dat al op grote schaal operationeel is.
Beschikbaarheid van emissievrije water- en koolstof is het probleem
Hoewel bewezen en technisch haalbaar is duurzame synthetische kerosine nog lang geen antwoord op de aanzwellende roep om een duurzame luchtvaart. In de uitingen van Shell, KLM en het ministerie ligt de nadruk op het verlagen van de (nu nog) hoge kosten van dit proces.
“Het is een belangrijke eerste stap en samen met onze partners moeten we nu opschalen, versnellen en het commercieel haalbaar maken”, zegt Marjan van Loon, directeur Shell Nederland. Natuurlijk is het proces op deze kleine schaal nog duur maar opschalen alleen is geen oplossing. De belangrijkste bottleneck voor de groei van synthetische kerosine is de beschikbaarheid van emissievrije waterstof en klimaatneutrale CO2.
De productie van beide basisgrondstoffen vergt enorm veel emissievrije energie, het energetisch rendement van alle omzettingen om tot duurzame kerosine te komen is laag en het volume fossiele kerosine dat de luchtvaart er doorjaagt is gigantisch. Het is daarmee zeker dat synthetische kerosine op korte termijn, zeg voor 2030, niets doet voor de CO2-uitstoot van de luchtvaart. Alleen minder vliegen helpt. Van die harde waarheid mag deze primeur in verkiezingstijd niet afleiden.
Hyperinflatie van het begrip blauwe waterstof
Op 8 februari en de dagen daarna was ik te druk voor een stukkie. Inmiddels had de primeur wat mij betreft ook al genoeg positieve en negatieve aandacht gehad. Ik had me voorgenomen om later dit jaar eens goed de tijd te nemen voor een beschouwing op de kansen en tijdlijnen voor synthetische kerosine binnen de verduurzaming van de luchtvaart.
Dit weekend kwam echter het promofilmpje van de synthetische primeur voorbij in mijn Youtube-tijdlijn. Daarin viel vooral de bijdrage van Marjan van Loon, directeur Shell Nederland, op (eerste filmpje hierboven, vanaf 3.30): “Door blauwe waterstof te combineren met gerecyclede CO2 kun je een vliegtuigbrandstof maken met een lagere carbon footprint. Als later meer groene stroom beschikbaar komt dan kunnen we de blauwe waterstof vervangen voor groene waterstof.”
Blauwe waterstof is in de volksmond waterstof geproduceerd uit fossiel aardgas, waarbij de vrijkomende fossiele CO2 wordt opgeslagen in bijvoorbeeld lege gasvelden.
De chemische formule van aardgas is bij benadering CH4, ofwel elk gasmolecuul bevat 1 deeltje koolstof op 4 deeltjes waterstof. Kerosine bestaat uit een mix van veel grotere koolwaterstofmoleculen, zeg bij benadering C14H30. Elk deeltje koolstof in kerosine staat dus gelijk aan ruwweg 2 deeltjes waterstof. Om uit blauwe waterstof – gemaakt uit aardgas – kerosine te maken moet er dus meer koolstof bij dan er uit het aardgas vrijkomt. Shell kan die CO2 uit andere processen op de raffinaderij afvangen en direct hergebruiken, wat op zich mooi is. Er wordt echter zeker geen CO2 opgeslagen als Shell kerosine gaat maken uit blauwe waterstof. Er is dus überhaupt geen sprake van wat in de volksmond blauwe waterstof heet.
Kerosine maken uit blauwe waterstof betekent in dit geval dus kerosine maken uit aardgas zonder CO2-opslag. Kerosine maken uit fossiel aardgas is wat Shell in Qatar al jaren doet. Bij de verbranding van deze synthetische kerosine komt dan ook precies evenveel fossiele CO2 vrij als bij de verbranding van reguliere kerosine. De suggestie die Van Loon in het filmpje doet, draagt bij aan de ondermijning van het vertrouwen in duurzame waterstof als noodzakelijk onderdeel van de energietransitie. Ik hoop van harte dat deze suggestie per ongeluk in het promofilmpje is terechtgekomen.
Bron: Shell, KLM / Imagecredit: KLM
Oprichter WattisDuurzaam en duurzaamheidsadviseur bij We-Boost Transitions.
