Duurzame kerosine nog te schaars voor impact

Duurzame brandstoffen voor vliegtuigen komen eraan. Onderzoekers werken hard aan synthetische varianten en biokerosine uit afvalstromen. Deze brandstoffen lijken ook vrij makkelijk in te voeren, alleen produceren we nog lang niet genoeg.

23 juni 2020

Hoe duurzaam kunnen wij over de wereld vliegen?
Flickr, Zach Stern, CC BY-NC-ND 2.0

Door de coronacrisis staat het vliegverkeer wereldwijd nagenoeg stil. Volgens Elisabeth van der Sman, adviseur duurzame luchtvaart bij NLR – Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum, een onafhankelijke kennisorganisatie die samenwerkt met overheid, universiteiten en het bedrijfsleven, is het afwachten wat het effect van deze crisis gaat zijn op de verduurzaming: “Laten we kritisch nadenken over ons vlieggedrag en de kans grijpen om te innoveren.”

Want kijken we naar de afgelopen jaren, dan zien we dat we met zijn allen steeds vaker het vliegtuig pakken. Dit is niet bepaald duurzaam. De vliegtuigindustrie maakt wel kleine groene stapjes, zoals het invoeren van CO₂-compensatie, maar het gaat nog niet zo snel.

De gebruikte brandstof, kerosine, biedt veel ruimte voor verbetering als het om vervuiling gaat. Onderzoekers en bedrijven werken daarom aan allerlei groene brandstoffen voor vliegtuigen. Maar kunnen vliegtuigmaatschappijen deze alternatieven wel toepassen? En zitten ze daar wel op te wachten?

Heel efficiënt

“Het probleem is dat de luchtvaart met de huidige techniek niet heel veel meer kan winnen”, vertelt Van der Sman. “Ze hebben de huidige motoren zo ontwikkeld dat ze heel efficiënt draaien en zo min mogelijk verbruiken.” Voor een volgende stap zijn baanbrekende technologische ontwikkelingen nodig. Van der Sman: “Je kunt bijvoorbeeld denken aan elektrisch aangedreven vliegtuigen, maar de huidige accu’s zijn nog niet geschikt voor lange afstanden. Ook kunnen we in de toekomst wellicht vliegen op waterstof, bijvoorbeeld in combinatie met brandstofcellen, maar het duurt nog vele jaren voor dit soort vliegtuigen op de markt zullen verschijnen.”

Op de korte termijn moet de impact dus komen van andere oplossingen, zoals biobrandstoffen. “In Nederland hebben verschillende partijen in het ontwerpakkoord Duurzame Luchtvaart met de overheid afgesproken dat in 2030 de CO₂-emissies van de internationale luchtvaartactiviteiten teruggebracht zijn tot het niveau van 2005. Dit willen ze op verschillende manieren bereiken, bijvoorbeeld door oude vliegtuigen te vervangen en vliegroutes te optimaliseren, maar duurzame brandstoffen vormen ook een belangrijk onderdeel van dit plan”, zegt Van der Sman

Daarom kijkt de vliegwereld op korte termijn naar zogenoemde ‘drop-in’ alternatieven voor kerosine: brandstoffen die je in principe in de huidige motoren kunt gebruiken. Kerosine bestaat uit langgerekte ketens van zo’n tien tot twaalf koolstofatomen met waterstof eraan. Onderzoekers van het Europese KEROGREEN-project proberen deze structuren na te maken. “Onze synthetische kerosine bestaat in feite gewoon uit dezelfde ketens als kerosine uit olie”, vertelt Adelbert Goede, projectleider van KEROGREEN bij DIFFER. “Het is alleen schoner, en bevat geen zwavel of aromatische verbindingen die voor roetvorming zorgen.”

Dit vliegtuig kan in theorie gewoon op synthetische kerosine vliegen.
By Laurens van Heerde, CC BY-SA 4.0, wikimedia commons

Oud en nieuw

Voor deze productie combineren Goede en zijn collega’s oude en nieuwe processen. “We weten dat je kerosine kunt maken met syngas, een mengsel van koolstofmonoxide en waterstof, door middel van de zogenoemde Fischer-Tropsch reactie”, vertelt Goede. “Maar dit proces is niet groen als je het syngas niet op een duurzame manier maakt. Wij willen dit doen door CO₂ uit de lucht te halen en te splitsen met behulp van plasma. Dat combineren we met duurzame waterstof, en op deze manier sluiten we de kring.”

Het grote voordeel van synthetische kerosine is volgens Goede dat het bijna gelijk is aan de fossiele kerosine. “Je kunt het dus in principe zo in de tank gooien, en je kunt ook precies dezelfde tanksystemen blijven gebruiken. Alleen bij oude motoren zorgen de aromatische moleculen in fossiele kerosine normaal voor smering, dus daar zou je moeten oppassen.” Helaas is het onderzoek van Kerogreen voorlopig nog niet afgerond. “De splitsing van CO₂ met plasmatechnologie gaat goed, maar daarna moeten we het uit het mengsel halen en daar moeten we nog wat stappen maken”, zegt Goede. Het kan ook op andere manieren. “Wij zitten in een Europees project waar iedereen deze eerste stappen op een andere manier probeert. Dus uiteindelijk moet het lukken.”

Biomassa

Andere onderzoekers kijken meer naar de mogelijkheden van zogenaamde biokerosine. Deze kerosine maken ze uit biomassa. “Bij biokerosine is de CO₂-besparing afhankelijk van welke grondstof je gebruikt”, vertelt Van der Sman. Toch kan ook dit alternatief het vliegen flink vergroenen. Zo opent het Nederlandse bedrijf SkyNRG in 2022 een fabriek in Delfzijl, waar ze oud frituurvet gaan omzetten in biokerosine. Deze biokerosine moet 85 procent van de CO₂-uitstoot gaan besparen. Bovendien bevatten deze brandstoffen ook minder zwavel en aromatische verbindingen die voor roet zorgen.

Je kunt deze duurzame brandstoffen ook mengen met fossiele kerosine, vertelt Van der Sman: “Op dit moment gebeurt dat met een aantal soorten synthetische kerosine en biokerosine, tot maximaal vijftig procent. Dan werkt het nog in de huidige infrastructuur”, zegt Van der Sman. In de praktijk bevatten de meeste brandstoffen slechts vijf tot tien procent duurzame kerosine. “We maken simpelweg nog niet genoeg van deze duurzame brandstoffen om ze in zulke hoeveelheden bij te mengen.”

Van dit frituurvet wil SkyNRG zelfs brandstof voor vliegtuigen gemaakt worden — Van dit frituurvet wil SkyNRG brandstof voor vliegtuigen gaan maken
Wikimedia Commons, Edo de Roo via CC BY-SA 4.0

Drie keer zo duur

De productie van biokerosine en synthetische kerosine loopt dus nog niet echt hard. Wat houdt de opschaling tegen? “Vooral de kosten”, zegt Van der Sman. “Biokerosine is al snel twee tot drie keer duurder dan fossiele kerosine, en voor synthetische kerosine betaal je al snel drie tot zes keer zo veel. We hebben dus echt economische stimuli nodig die deze prijzen naar beneden brengen en vliegtuigmaatschappijen te stimuleren om over te stappen.”

Want vliegtuigmaatschappijen mogen dan wel ambities uitspreken om groener te worden, ze zullen niet zomaar veel in biobrandstoffen gaan investeren. “Brandstof vormt ongeveer 25 procent van de totale kosten van een luchtvaartmaatschappij”, vertelt Robert Malina, hoogleraar milieu-economie aan de Universiteit Hasselt. “Als jij als enige maatschappij dure biokerosine koopt, gaan alleen jouw prijzen flink omhoog en verlies je klanten.”

Duurzaamheidsplannen

Luchtvaartmaatschappijen hebben duurzaamheidsplannen, die voortkomen uit afspraken die ze maakten met de overheid. “Elke vliegtuigmaatschappij heeft een duurzaamheidsplan”, zegt Malina. “Ze investeren bijvoorbeeld in nieuwe vliegtuigen die minder brandstof verbruiken. Dit is natuurlijk ook vanuit het oogpunt van de kosten, maar het helpt wel om de uitstoot te beperken.”

Maar de grootste veranderingen komen toch wel naar aanleiding van regelgeving. Zo wil Noorwegen de maatschappijen binnenkort verplichten om bij binnenlandse vluchten een bepaald percentage biobrandstof te gebruiken, en ook Nederland kijkt naar een dergelijke bijmengingsplicht. Malina: “Dit soort maatregelen treft iedereen, en zorgt niet voor oneerlijke concurrentie.”

Daarnaast wordt er ook internationaal aan goede oplossingen gewerkt. Zo moet het zogenoemde CORSIA-plan in 2020 in gaan. In dit systeem betalen de maatschappijen zo’n twintig dollar per ton CO₂, en dat geld gebruiken andere industrieën om deze CO₂-uitstoot te reduceren. “Op zich is dit een prima systeem dat per saldo de uitstoot vermindert, en de industrie omarmt het dan ook”, vertelt Malina. “Maar er zit een limiet aan. Op termijn zal de industrie toch ook zelf iets moeten veranderen.”

Wellicht is de huidige coronacrisis een goed moment om dit te doen? Malina twijfelt: “Er zijn zeker kansen. In landen als Oostenrijk en Frankrijk denken ze erover na om de financiële steun aan luchtvaartmaatschappijen te koppelen aan aanvullende milieuverplichtingen. Maar door het gebrek aan inkomsten kunnen de maatschappijen nu niet enorm gaan investeren, en de lage olieprijs maakt kerosine nog goedkoper en overstappen daardoor relatief nog duurder.”

Vijf miljoen vaten

Ondertussen wordt onderzocht hoe je op grotere schaal biokerosine en synthetische kerosine goedkoper kan maken. Maar zelfs met een grotere productie zal het volgens Goede nog wel even duren voor we echt alle luchtvaart duurzaam kunnen maken. “Het vliegverkeer verbruikte in 2019 meer dan vijf miljoen vaten kerosine per dag, dat redden we nog lang niet. Bovendien hebben we waarschijnlijk niet eens genoeg groene elektriciteit om al deze processen op grote schaal te laten draaien.”

Malina benadrukt dat het ook niet alleen maar van de vliegtuigmaatschappijen kan komen: “Natuurlijk moeten zij de eerste flinke stappen maken, maar wij moeten ook bereid zijn om meer te betalen voor een duurzame luchtvaart.”