De hoeveelheid energie van de zon die dagelijks onze aarde bereikt is onvoorstelbaar groot. Wie al die energie op kan vangen (en op kan slaan) is spekkoper. Het opvangen van een deel van die energie van de zon voor direct gebruik lukt steeds beter met efficiënte zonnepanelen. De opslag van zonnestroom is echter nog steeds een groot probleem.
Onderzoekers zoeken daarom met man en macht naar manieren om zonlicht om te zetten in ‘zonnebrandstof’. Dan neemt de energie een vorm aan waardoor we die op een later moment en ook elders kunnen gebruiken. Het energieonderzoeksinstituut Differ ziet hiervoor een grote toekomst.
Een start-up van TU Twente claimt een zonnegedreven productiemethode voor methanol gevonden te hebben die over vijf tot acht jaar de markt op kan. De grondstof voor de zonnebrandstof is CO2. De energie om er methanol mee te maken komt van de zon.
Het researchbedrijfje Antecy claimt twee vliegen in een klap te slaan. We raken (eindelijk) van het schadelijke broeikasgas CO2 af en ontwikkelen tegelijk een duurzame brandstof die gemengd kan worden met benzine. De technische oplossing zit in een stroomvretende ‘CO2 Absorber’.
De ontwikkeling van de CO2 Absorber is het resultaat van een internationaal project. De vakgroep Energietechnologie van de Universiteit Twente richtte zich op het gehele systeem, de industriële vormgeving en energiebalans. De Universiteit van Valencia onderzocht de omzetting van CO2 in vloeibare brandstoffen. Antecy ontwikkelde de technologie voor de conversie en opslag van zonne-energie.
Zonlicht + CO2 = methanol
Solar fuel klinkt geavanceerd, maar de drie partners hebben een vrij simpel procedé ontwikkeld om met zonlicht methanol te maken.
In dit proces haalt een ‘CO2 Absorber’ CO2 uit de lucht. Dat kost echter wel veel stroom. De researchers in Enschede willen hiervoor tijdelijke overschotten aan zonnestroom overdag inzetten. Die stroom heeft een lage prijs. Als de CO2 Absorber snort op goedkope zonnestroom, komt de productie van methanol op gang.
Het is een korte ‘piek’-productie, maar het resutaat, methanol, is een uiterst handzame energiedrager die kan worden opgeslagen, vervoerd, gemengd (met benzine), of een stroomgenerator aan kan drijven. De technische vondst van de researchers in Enschede zit in de CO2 katalysatoren die de CO2 vastleggen.
Aan de telefoon verklaart dr. ir. Timo Roestenberg hoe de methanolproductie in elkaar steekt. Timo Roestenberg: “Als je een fossiele brandstof verbrandt, komen er kooldioxide (CO2), water en energie vrij. Wij draaien dat proces om door kooldioxide uit de lucht te halen en er met water en elektriciteit weer een brandstof van te maken. De energie uit onze methanol is nu nog drie maal zo duur als gewone stroom. In vijf tot acht jaar denken we energie te kunnen leveren die kan concurreren met fossiel.”
Crowdfunding
Op dit moment maakt de CO2 Absorber van Antecy al zuivere CO2 aan. Met wat zonnestroom erbij bubbelt er methanol naar boven. Dat rechtvaardigt de bouw van een proeffabriek die stroomleveranciers en investeerders moet tonen dat het principe werkt. Voor huishoudens zou de werking van het procedé kunnen worden getest in een methanolproducerende ‘Solarwijk’.
De komende jaren werken de onderzoekspartners aan het uitontwikkelen en het in de markt zetten van de methanolproductie. Grote investeerders zullen zich vast aanmelden, maar daar is onderzoeker Timo Roestenberg niet zo naar op zoek. Investeerders zijn immers alleen uit op snel geld.
Liever zamelt het jonge bedrijfje kapitaal in met ‘crowdfunding’. Zodra er 100.000 Euro in de pot zit, start de bouw van een Pilot Plant voor Solar fuels. Antecy is echter niet het enige energiebedrijf dat aast op solar fuel. In IJsland komt er al duurzame methanol uit de pomp.
Methanol uit CO2 in IJsland
In IJsland maakt het bedrijf CRI sinds het begin van dit jaar methanol uit CO2. De fabriek gebruikt geen zonnestroom maar energie en stoom die vrijkomen bij geothermie. Ook in dit proces wordt gebruikt gemaakt van overschotten aan duurzame energie. De eerste liters van deze duurzame brandstof zijn eind 2011 geproduceerd.
CRI overwon als eerste de vele chemische hobbels om broeikasgas op een slimme manier te recyclen. Het IJslandse bedrijf Carbon Recycling International (CRI) gebruikt geosynthese als procede. Veel meer wil het bedrijf niet kwijt over haar nieuwe ETL-techniek (Emission to Liquid). Eind 2012 wil het IJslandse CRI een capaciteit van 5 miljoen liter methanol op jaarbasis realiseren. Het bedrijf gaat op het eiland nog twee grotere fabrieken bouwen. Het bedrijf wil de technologie ook gaan exporteren.
Solar fuel in huis!
Richard van de Sanden is directeur van het nieuwe Nederlandse energielab Differ dat zich richt op nieuwe vormen van energie. Een nieuwe onderzoekslijn van Differ richt zich al op zonnebrandstoffen.
Richard van de Sanden zegt hierover in NWO’s magazine Hypothese: “Overschotten van zonnepanelen en windmolens zijn een reden om te gaan werken aan zonnebrandstoffen. Je maakt dan uit water en kooldioxide een mengsel van koolmonoxide en waterstof. Dan ontstaat synthetisch gas, syngas, een grondstof om benzine en kerosine te maken.”
Harry van Breen, strateeg bij netwerkbedrijf Alliander en vanuit het bedrijfsleven betrokken bij DIFFER, wijst terloops op een interessante grootschalige toepassing: “Uit syngas kun je synthetisch aardgas maken dat je CO2-neutraal aan kunt bieden via de bestaande pijpleidingen. Als het werkt is het een echte game changer.” In gedachten ziet hij al een grootschalige zonnebrandstoffabriek naast een fusiereactor staan, die samen schone en transporteerbare brandstoffen leveren.
Differ verricht met 160 researchers fundamenteel onderzoek op het gebied van fusie en zonnebrandstoffen. Een van de afdelingen van DIFFER onderzoekt zonnebrandstoffen. Differ neemt deel aan twee landelijke topsectoren: ‘Energie’ en ‘High Tech Systemen en Materialen’.