Vrijwillige toeslag
Om het aandeel SAF in de kerosinepool te doen groeien, is de rol van de overheid belangrijk. Zij moet de verduurzaming faciliteren, dan wel afdwingen. De prijs van HEFA-SAF ligt twee tot drie keer hoger dan die van fossiele kerosine. Volgens KLM zelfs vijf tot zes maal als de transportkosten worden meegerekend. Dit betekent dat een duurzame vlucht van Amsterdam naar New York honderd tot tweehonderd euro duurder is dan een normaal ticket. SkyNRG denkt dat bedrijven die hun CO2-voetafdruk willen verlagen, bereid zijn die prijs te betalen. Het heeft daarvoor het “Board Now”-concept opgezet, waarbij bedrijven SAF kunnen inkopen om hun personeel of vracht duurzaam te vervoeren.
‘Biokerosine is het goedkoopste. Maar er is een grens aan de hoeveelheid frituurvet die beschikbaar is.’
Joris Melkert, docent luchtvaarttechniek TU Delft
Op grotere schaal kan de sector niet op zo’n vrijwillige toeslag rekenen. Dus zal het prijsverschil kleiner moeten worden. ‘De vliegindustrie heeft heel dunne marges. De gemiddelde winst per ticket is minder dan tien euro (pre-corona). Het kan dus niet uit om duurdere brandstof te gaan inkopen. Je zou kunnen zeggen dat fossiele brandstof gewoon te goedkoop is’, zegt Joris Melkert, docent luchtvaarttechniek aan de TU Delft.
Een effectieve maatregel is om het bijmengen van duurzame brandstof te verplichten. Noorwegen heeft als eerste land zo’n verplichting geïntroduceerd. Vanaf dit jaar moet 0,5 procent van de vliegtuigbrandstof die er wordt getankt duurzaam zijn. Ook Nederland wil een bijmengverplichting, maar dan het liefst Europees. Minister van Nieuwenhuizen (Infrastructuur en Waterstaat) heeft het voortouw genomen om dit vanaf 2023 in te voeren. Als dat niet haalbaar blijkt te zijn, wil ze de verplichting alleen in Nederland invoeren. Om welk percentage het gaat, is nog niet bekend, maar dit zou moeten doorgroeien naar veertien procent in 2030 en naar honderd procent in 2050, zoals in het Ontwerpakkoord Duurzame Luchtvaart is afgesproken.
Waterstof
Voor zo’n hoog aandeel duurzame brandstof is HEFA-kerosine geen optie. ‘Biokerosine is het goedkoopst en het meest haalbaar. Maar er is een grens aan de hoeveelheid frituurvet die beschikbaar is’, zegt Melkert. Andere technieken zullen dus moeten worden aangewend. Waterstof zal daarbij een sleutelrol spelen, verwacht hij. ‘Dat kan op drie manieren. Ten eerste – en dat is het meest voor-de-hand-liggend – als energiebron en voeding voor synthetische kerosine. Ten tweede kan het rechtstreeks worden verbrand in de vliegtuigmotor. Dat is waarschijnlijk ook niet zo moeilijk, maar daar heb je wel nieuw ontwikkelde motoren voor nodig. De derde optie is om waterstof te gebruiken als brandstof voor een vliegtuig met een brandstofcel en elektromotor.’ Die waterstof moet uiteraard wel duurzaam worden opgewekt. Melkert: ‘Dan rijst de vraag of we wel voldoende duurzame energie hebben voor de hele maatschappij.’
Ook Airbus gelooft dat waterstof de oplossing is voor de luchtvaart om haar klimaatdoelstellingen te realiseren. De vliegtuigbouwer presenteerde onlangs drie concept-ontwerpen voor vliegtuigen op waterstof. Deze hebben aangepaste turbine-motoren, die worden gevoed met vloeibaar waterstof. Het eerste ZEROe-vliegtuig zou vanaf 2035 moeten gaan vliegen.
Synthetisch kerosine
De uitdaging voor de vliegtuigbouwer is om voldoende waterstof te kunnen meenemen. Melkert: ‘Als je kijkt naar het gewicht is waterstof fantastisch. Per kilo bevat het drie keer meer energie dan kerosine. Maar je moet het ook kwijt kunnen. Vloeibaar waterstof bevat per kuub vier keer minder energie dan kerosine.’ Dit betekent dat de afstand de bottleneck wordt. ‘Een van de ontwerpen van Airbus lijkt op de bestaande vliegtuigen. Die zou de helft van de afstand kunnen vliegen en dat zou prima zijn voor Europese vluchten. De grote uitdaging ligt in intercontinentale vluchten. Van alle vluchten is de top één procent met de langste afstanden goed voor twintig procent van het totale brandstofverbruik.’
tekst gaat verder onder de afbeelding
NExBTL unit in Rotterdam (c) Neste
Voor die lange afstanden zou synthetische kerosine een oplossing zijn. Het is zelfs de enige levensvatbare optie voor de luchtvaart om te verduurzamen, concludeert TNO in een onlangs verschenen rapport over e-fuels. Een belangrijk voordeel daarbij is dat synthetische brandstof in bestaande vliegtuigen kan worden gebruikt.
Wereldprimeur
Synthetische kerosine wordt gemaakt uit synthesegas (een mengsel van koolmonoxide en waterstof) met het – al honderd jaar geleden ontwikkelde – Fischer Tropsch proces. Het synthesegas kan worden gemaakt uit kolen, olie, biomassa, of – het meest duurzame – uit kooldioxide en waterstof.
Deze laatste techniek is helaas nog niet rijp voor commerciële toepassing. Het produceren van kerosine uit kooldioxide en waterstof is tot dusver alleen op labschaal gedaan. In Rotterdam wil een internationaal consortium een eerste proof-of-concept-installatie bouwen, die zo’n duizend liter per dag moet gaan produceren. De initiatiefnemers zijn Urban Crossovers, SkyNRG en het Zwitserse Climeworks, dat technologie heeft om CO2 uit de lucht te filteren. Urban Crossovers is een Rotterdams bedrijf dat nieuwe concepten ontwikkelt om oplossingen van de CO2-problematiek te versnellen. ‘Dit project gaat als eerste ter wereld synthetische kerosine maken van groene elektriciteit, groene waterstof en CO2 uit buitenlucht’, zegt Willem van Genugten van het bedrijf.
Het is de bedoeling deze wereldprimeur bij Rotterdam Airport te bouwen. ‘Bij Rotterdam Airport komt een groot veld met zonnepanelen, parallel aan de landingsbaan. Samen met de demonstratiefabriek ontstaat zo een lokaal ecosysteem van groene elektriciteitsproductie, kerosineproductie en de levering aan afnemers. Bovendien staat hij dan dichtbij het publiek. Informatie over de noodzaak en mogelijkheden van circulaire kerosine is belangrijk voor het draagvlak en de opschaling van synthetische kerosine uit lucht. Er zal dan ook een bezoekerscentrum bij komen.’
‘Deze installatie is van grote waarde om tot competitieve productie te komen.’
Willem van Genugten, oprichter Urban Crossovers
Prijscompetitief
De technische constructie van de demofabriek is al rond. Climeworks maakt de unit om CO2 uit de lucht af te vangen. Verder zijn er drie Duitse bedrijven bij betrokken. Sunfire levert een co-elektrolyse unit die kooldioxide met water in één stap omzet in synthesegas. Interatec levert de Fischer-Tropsch installatie en tot slot zal een unit van EDL de synthetische koolwaterstoffen omzetten in vliegtuigbrandstof. ‘We zijn nog bezig om de financiering te organiseren. De grootste horde is nu een mentale. We moeten stakeholders overtuigen dat deze essentiële proof-of-concept-stap richting opschaling naar echt grote volumes nu moet worden gezet.’
De prijs van synthetische kerosine wordt nu geschat op ongeveer tien maal de prijs van fossiele kerosine. Door opschaling zou die prijs snel kunnen dalen, zegt Van Genugten. ‘Verschillende onafhankelijke studies laten zien dat de technologie in tien tot vijftien jaar prijscompetitief zou kunnen worden. Deze installatie is van grote waarde om tot competitieve productie te komen. Het is het begin van een belangrijke ontwikkeling.’
