Biobrandstof e-fuels
Onder druk van Duitsland mogen ook na 2035 nog nieuwe auto's met een verbrandingsmotor worden verkocht, mits ze uitsluitend op synthetische brandstof rijden.
E-fuels worden gemaakt door via elektrolyse waterstof uit water te maken. De benodigde stroom voor die elektrolyse komt uit wind- en zonne-energie. Vervolgens wordt in een chemisch proces CO2 uit de lucht toegevoegd. Door dit zogeheten Fischer-Tropsch-proces ontstaan synthetische brandstoffen, ook wel e-fuels genoemd.
Met dezelfde energie die nodig is om synthetische brandstof te maken waar een auto 100 kilometer op kan rijden, kan een batterij-elektrische auto zo'n 700 kilometer rijden. Het totale rendement van e-fuels ligt rond de 16 procent, dat van elektrische auto's rond de 70 procent.
Voor de luchtvaart of in zware vrachtwagens, waar het gewicht van een accu een bijna onoverkomelijke handicap is, past het prima. Ook in schepen kunnen e-fuels worden gebruikt. Bovendien zijn deze brandstoffen in grote hoeveelheden op te slaan, wat bij stroom en waterstof veel lastiger is. Verder maken e-fuels het mogelijk om nog eeuwen door te blijven rijden in auto's met verbrandingsmotor zonder dat er naar olie hoeft te worden geboord.
Een liter gewone benzine kost ongeveer 50 eurocent. Een liter e-brandstof kost nu nog 53,80 euro. Maar de hoop is dat die prijs in 2026 al is gedaald naar ongeveer 1,70 euro per liter.
Bio-ethanol
is alcohol afkomstig van de vergisting van gewassen als ma, tarwe, suikerriet, bieten of aardappelen. In de VS produceerde men in 2008 39 miljard liter vnl uit mais. Het wordt aan de benzine toegevoegd.
Een beter alternatief is de biobrandstof butanol, die een hogere energiedichtheid heeft en niet schadelijk is voor motoren. Het blijkt echter lastig en duur om deze brandstof uit duurzame bronnen te maken. Onderzoekers van de University of Bristol werken daarom aan een technologie die in staat is om ethanol om te zetten in butanol.
Biodiesel
Biodiesel" is Europees juridisch vastgelegd, en alleen geld voor een veresterde koolzaadolie die voldoet aan de EN14214 normering. Het is 30-40 ct duurder maar wel beter voor het milieu. Men kan biobrandstof maken uit koolzaadolie, sojaolie, palmolie, zonnebloemolie, jatropha, bio-ethanol uit graan, suikerbieten en suikerriet. De landbouw wordt hiermee een voorname energie leverancier. Al deze producten zullen nooit opraken. Het verbouwen ervan zorgt voor werkgelegenheid in onze eigen omgeving en is daardoor goed voor lokale economie.
1 hectare koolzaad komt circa 1.800 liter koolzaadolie. Daaruit wordt ongeveer 1.600 liter Biodiesel gemaakt. Het koolzaadschroot (datgene wat overblijft na het uitpersen van het koolzaad) (ca. 2500 kg) wordt gebruikt in veevoer. Omdat de plant snel groeit, is het gebruik van onkruidbestrijdingsmiddelen overbodig. Koolzaad groeit goed op dierlijke mest. Hierdoor hoeft er geen kunstmest gebruikt te worden. De wortels van de koolzaadplant zorgen voor een goede bodemstructuurverbetering, die het bodemleven bevordert.
- Biodiesel realiseert minimaal 50% minder roetuitstoot
- Biodiesel realiseert 60% lagere uitstoot broeikasgassen
- Biodiesel is voor 70% CO2 neutraal
- Biodiesel is zwavelvrij en kent dus geen uitstoot van zwaveldioxiden
- Biodiesel is niet schadelijk voor het bodem- en oppervlaktewater
- Biodiesel bevat geen gebonden NOx
- Biodiesel is biologisch licht/makkelijk afbreekbaar
- Biodiesel is een duurzame en herwinbare brandstof
De Europese Richtlijn 2003/30/EG roept de lidstaten op om in 2010 ervoor te zorgen dat 5,75 % van onze transportbrandstoffen uit biobrandstoffen moeten bestaan. = 1,4 miljoen hectare landbouwgrond !In 2020 moet het 10 % zijn. Dat is in 2013 teruggedraaid naar 6 %. Het kost te veel landbouwgrond. Het moet meer komen uit algen en afval.
De eerste Nederlandse "oliemolen" voor koudgeperste koolzaadolie in Farmsum is inmiddels door Landbouw Minister Veerman in juli 2005 geopend. Intussen zijn onderhandelingen opgestart om in Nederland tenminste nog 8 van deze oliemolens te realiseren, in navolging van onze Duitse buren waar al ca. 280 oliemolens op dit concept en voor dit doel werkzaam zijn. Bij het persen van koolzaad komt PPO vrij = Pure Plantaardige Olie.
Het gebruik van P.P.O. is beperkt tot dieselvoertuigen en dieselmotoren welke zijn uitgerust met Bosch inspuitsystemen.
Dit is een voorwaarde zodat de motor kan worden aangepast omdat P.P.O. een hogere viscositeit heeft dan dieselolie. Het is daardoor minder vloeibaar. Vandaar dat de olie moet worden voorverwarmd tot 60-65 oC.
Indien je het wilt gebruiken heb je een P.P.O. ( Pure Plantaardige Olie ) tanksysteem nodig voor 850 euro ex btw..
In Duitsland werd in 2008 7,4 % van het brandstofverbruik opgewekt uit biobrandstoffen. 9 % van de maisoogst van de V.S. gaat naar biobrandstof. Gaat voedsel dan naar de tank ipv op tafel.Maar 84 % gaat niet de tank in. Dat zijn eiwitten, vezels en olie. Veevoer vraagt 3x meer granen. We krijgen meer mensen die ook nog eens meer vlees eten.
Men kan verbranden maar ook vergisten -> aardgas. In 2010 tientalen miljoenen m3 van de 45 miljard kuub die we verbruiken.
In 2020 2 miljard kuub uit (vis)afval. = 1/7e van de 14% duurzame energie die we in 2020 in Nederland willen opwekken. Maar het concurreert met veevoer.
Het is Food-Feed-Fuel-Fiber (voedsel-veevoer-biobrandstof-vezels) Het beconcurreert elkaar onderling.
Van de dieren die we slachten blijft 50 % over. Dat mag niet meer verwerkt worden tot veevoer vanwege de gekke koeien ziekte. Nu wordt alles gedroogd en opgestookt. Als we er de hersenen en het ruggenmerg uit zouden halen zou het wel veevoer kunnen worden en dat scheelt 40 % van de soja import.
Biogas heeft 60 % CH4 en 40 % CO2. Dat moet er uit zodat je 95 % CH4 over houdt. Mest vergist te weinig dus moet je vezels (maisafval) toevoegen. Dat bijmengen kan duur zijn. Uit de Nederlandse mestoverschotten kan men in potentie 2 miljard kuub gas halen = 5 % v.d. vraag.
Nederland telt ongeveer 1,5 miljoen melkkoeien die met elkaar een dikke 11 miljoen ton melk produceren. Dat is veel en veel meer dan we met z’n allen op kunnen. Het grootse deel wordt dan ook als kaas, boter en melkpoeder geëxporteerd. Dat levert Euro’s op en het houdt ons landje groen. Samen met ongeveer 2,5 miljoen stuks jongvee en vleeskoeien en 0,7 miljoen schapen vreten ze een enorme hoeveelheid gras en daardoor bestaat ongeveer de helft van het oppervlak van ons land uit grasland. Vroeger noemden we dat weiland, maar dat klopt niet meer want het meeste melkvee staat tegenwoordig op stal en het gras wordt voor hen gemaaid en ingekuild.
De mest van het melkvee wordt in de mestkelders verzameld totdat het over het land uitgereden kan worden. De cellulose in het gras is moeilijk verteerbaar, maar dankzij het ingewikkelde stelsel van magen en een bijzondere darmflora kunnen herkauwers het grootste deel van de energie en voedingsstoffen er toch uit halen. De vertering van het gras is echter niet helemaal volledig. De mest bevat nog aardig wat organische stof en daarmee een deel van de zonne-energie die er in was vastgelegd. Die rest-energie kunnen we er uit halen door in een speciale installatie de mest gecontroleerd te laten vergisten. Per koe kan dat ongeveer 2 m3 methaangas per dag opleveren. Onze hele melkveestapel zou per jaar dus ca 1 miljard m3 methaangas kunnen opbrengen.
Maar dat is theorie. In de praktijk blijkt dat de vergisting van pure koeienmest niet goed verloopt. Dat probleem kan opgelost worden door bijmenging met andere organische reststoffen, zoals de mest van legkippen, varkensmest en reststoffen uit tal van voedselverwerkende industrieën. Uiteindelijk moet er nog wat maïs bij en met een optimale mengverhouding van al die mest en reststoffen zouden we op die manier in Nederland zelfs 10 miljard m3 biogas kunnen maken. Op het totale Nederlandse verbruik van ca 50 miljard m3 aardgas per jaar is dat een aardige slok op een borrel.
Een dergelijke vergroening van ons energieverbruik zou op zich al mooi zijn. Het effect op het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen is echter veel groter dan dat. In de huidige situatie ontstaat een groot deel van dat biogas spontaan in de mestkelders en in stortplaatsen voor organisch afval. Hoeveel methaan daarbij ongecontroleerd de lucht in gaat is moeilijk te schatten. Zelfs als deze spontane emissie maar 20 % is van de hoeveelheid die er bij gecontroleerde vergisting valt uit te halen, is de betekenis daarvan enorm. Dat komt doordat methaan als broeikasgas in de atmosfeer een veel groter effect heeft dan koolzuurgas. Men neemt aan dat het effect van een kg methaan op korte termijn (20 jaar) een factor 72 en op lange termijn (100 jaar) een factor 21 groter is dan van een kg koolzuurgas. Voor de tijdspanne die we nog voor de energietransitie hebben voordat we over de drempel van 2 graden opwarming gaan, is het beter met 30 – 50 jaar te rekenen en dus met een omrekeningsfactor van 50. Je kunt de methaanemissie daarmee omrekenen naar CO2 equivalenten.
Na enig rekenwerk kun je vaststellen dat we in de huidige situatie door verbranding van 50 miljard m3 aardgas 100 miljoen ton CO2 ontstaat en dat door ongecontroleerd verlies van 2 miljard m3 methaan uit meststoffen en andere reststoffen 70 miljoen ton CO2 equivalenten in de atmosfeer komen. Zouden we op grote schaal alle mest en reststoffen gaan vergisten om 10 miljard m3 groen gas te maken, waarmee aardgas of diesel kan worden vervangen, dan kunnen we de totale emissie van 170 tot 80 miljoen ton CO2 equivalenten terugdringen. Dat is dus geen kleinigheidje.
Waarom doen we dat dan niet? Het antwoord is even eenvoudig als onthutsend. In Nederland zijn recent al ongeveer 80 dergelijke mestvergisters gebouwd, maar daarvan zijn er 50 financieel niet rendabel. De Nederlandse staat geeft grootverbruikers een drastische vermindering van energiebelasting en heft daarentegen energiebelasting en BTW over groene energie. Het gaat niet om centen maar om dubbeltjes. Elke m3 gas geleverd aan kleinverbruikers levert de staat minstens een kwartje aan belastingen en elke kWh elektriciteit bijna 15 cent. De industriële grootverbruikers betalen vrijwel geen energiebelasting en BTW en krijgen dus bij elkaar voor enkele miljarden Euro’s korting op deze heffing. Dat is de omgekeerde wereld. Grootverbruikers zouden extra moeten worden belast om ze tot zuinigheid aan te sporen en groene energie zou vrijgesteld moeten zijn van energiebelasting.
Door slechts één miljard Euro belastingdruk te verschuiven van de biogasboer naar de grote industrie zou de opbrengst van het biogas al verdubbelen. Op die basis kunnen er dan in Nederland nog 4000 mestvergisters gebouwd kunnen worden die dan op een rendabele manier biogas kunnen produceren. Dat vergt een investering van 8 miljard Euro maar dat hoeft de staat niets te kosten want het is een investering die een voldoende hoog rendement heeft. Zowel financieel als voor de werkgelegenheid en de vermindering van broeikasgas. Helaas worden we geregeerd door heel erg kortzichtige ongeschoolde mensen die zich laten gijzelen door een klimaatscepticus en lobbyisten van de grote industrieën.
In Hardenberg gaat men uit tweede generatie afval op termijn met 42 miljoen kubieke meter biogas maken. Dit moet biobrandstoffen uiteindelijk concurrerend maken met fossiele brandstoffen. Dit staat gelijk aan de gasbehoefte van 30.000 huishoudens. Als grondstoffen worden bewerkte mest en bermgras uit de omgeving van Hardenberg gebruikt.
Deze olie wordt gemaakt van natuurlijke reststromen, zoals zaagsel en bermgras en is geschikt voor de scheepvaart. De demonstratiefabriek te Hengelo krijgt een capaciteit van 1.000 ton brandstof per jaar. Vergelijkbare fabrieken worden binnenkort in Zweden en Finland opgezet, waar de reststromen van zagerijen aldaar worden ingezet voor de productie van pyrolyse-olie.
Hoe slim is het gebruik van biomassa voor auto's ?
Dat is hier onder te zien
Het Britse Ineos gaat biologisch afbreekbaar huishoudelijk afval omzetten in ethanol dat bruikbaar is als alternatief voor benzine. Men heeft plannen voor fabrieken die elk tot circa 200 miljoen liter ethanol per jaar kunnen produceren. Ineos claimt dat zijn brandstof tot 90 procent minder CO2-uitstoot veroorzaakt dan benzine. Het organische afval wordt eerst verhit en omgezet in gas. Dat wordt daarna gevoerd aan bacteri. Die produceren vervolgens ethanol. De methode is goedkoper 'dan alle andere vormen van ethanolproductie'. Uit een ton droog afval kan op deze wijze 400 liter ethanol worden gemaakt, waarvoor geen landbouwgrond nodig is.
In 2020 lukte het om via een elektrokatalisator CO2 om te zetten naar ethanol. Die katalysator is te koppelen aan het elektriciteitsnet. Omdat het proces geen hoge temperatuur of druk vereist, kan het snel gestart en gestopt worden, rekening houdend met de beschikbaarheid van duurzame elektriciteit.En dat ook nog eens tegen redelijke kosten.
Nederland verbruikt 3.300 PJ vnl uit olie en gas. 1-7 % is biomassa.
Suikerpalmen de brandstof voor de toekomst (in de tropen)
In de tropen (the green belt) groeien suikerpalmen. Ze hebben de groottste bladdichtheid. Je kunt het sap tappen (dus je hoeft niet te kappen). Het is een C4 plant dus effectiever. Heeft 50 % minder water nodig dat oliepalmen en veelminder pesticiden. Ze kunnen 24.000 l ethanol per jaar maken = 82 barrel olie. In Indonesie alleen al heb je 10,6 miljoen ha.Ze groeien niet in monoculturen maar in gemend oerwoud. Dat is alleen maar goed want zo'n woud heeft ook bananenbomen, bomen met mango's ect. Het oerwoud kan dus behouden blijven. Prof. Willy Smits (WUR Wageningen) heeft er ook een village hub voor ontwikkeld. Vaten met het suikerhoudend sap komen er binnen. wordt enthanol van gemaakt of wijn of het wordt vergist tot aardgas. De warmte wordt weer gebruikt en er ontstaat brandstof.
De beroemde Willy Smits..hij werkt aan herbebossing op Borneo waarin mensen hun werk terug krijgen, orang oetangs weer een leefgebied verwerven, waar suikerpalmen energie leveren en waar door gemende landbouw bestaansmogelijkheden worden opgebouwd.
Door ontbossing (voor palmolie) stijgt de temperatuur, meer bosbranden, geen leefgebied voor orang oetangs mee, droogtes ect
Willy Smits weet via ingenieuze routes de bomen weer terug te krijgen en een gevarieerd oerwoud te maken met bestaansmogelijkheden.
Suikerpalmen helpen daarbij. Ze hebben een gigantische opbrengst en doordat ed bomen stofen afgeven waar regendruppels zich door vormen neemt de regenval er ook weer toe.
Alles over biomassa staat hier (in een hele moderne manier van presenteren)
Een mooie ppt door Rob de Vrind over dit onderwerp staat hier
Wat betekent de grootschalige invoering van een biobased economy voor Nederland staat hier
alsmede in twee wetenschappelijke publicaties die hier en hier te zien zijn.
Een heldere presentatie van TNO staat hier
DSM presenteerde in 2015 met doe-het-zelfketen Praxis een biobased verf.
Zon-naar-brandstof conversie
Joost Reek (UvA) en zijn team bestuderen nauwkeurig het complexe fotosyntheseproces om de katalyse te optimaliseren voor de efficiënte splitsing van water in zuurstof en waterstof.
Gerard van Rooij (DIFFER, MU) gebruikt een plasmachemische benadering voor de dissociatie van CO2 in CO, dat vervolgens kan worden gebruikt voor het maken van brandstoffen zoals kerosine.
Klaas Hellingwerf (UvA, Photanol) benut de kracht van fotosynthetische cyanobacteriën door hun metabolisme genetisch te manipuleren voor de productie van hernieuwbare brandstoffen en chemicaliën. Spin-off Photanol heeft al een demoplant in bedrijf waarin deze algen aan het werk worden gezet.
Jatropha curcas is een giftige struik die behoort tot de familie van de wolfsmelkachtigen (Euphorbiaceae). Deze van oorsprong uit Midden-Amerika afkomstige plant wordt vooral aangeplant in Azien Afrika. De struik groeit nog op zeer droge grond en is daardoor geen concurrent voor voedselgewassen.
De zaden van deze plant worden gebruikt voor de productie van plantaardige olie, die direct in een motor gebruikt kan worden of waar door verestering biodiesel uit verkregen kan worden. Olie van deze plant is niet geschikt voor consumptie.
De zaden rijpen in de winter als de struik geen bladeren meer heeft. Er kan meer geoogst worden als de temperatuur hoog genoeg is en als er voldoende water beschikbaar is. Elke bloemtros zorgt voor tien of meer zaden.
Toilet dat biogas produceert (2021)
Veel energie levert één grote beurt niet op: 500 gram poep (een gemiddelde grootte) zorgt voor 50 liter (of 0,05 kubieke meter) gas. Ter vergelijking: een middelgrote nieuwbouwwoning verbruikt 1080 kubieke meter per jaar, dus 3 kuub per dag. Om die behoefte puur met poep te vervullen moet het milieuvriendelijke toilet maarliefst 60 keer worden gebruikt.