Zijn synthetische brandstoffen de oplossing voor auto’s?
Eén van de belangrijkste maatregelen om de emissiedoelstelling van de EU te halen, is het stopzetten van de verkoop van nieuwe auto's en bestelwagens met verbrandingsmotor tegen 2035. De stemming in de Europese Raad werd echter uitgesteld omdat sommige landen een uitzondering voorstelden voor auto's met verbrandingsmotoren die op synthetische brandstoffen rijden. Synthetische brandstoffen zijn momenteel niet de meest levensvatbare of efficiënte oplossing voor auto's, hoewel er ook enkele voordelen zijn.
De EU wil de BKG-uitstoot tegen 2030 met 55% verminderen en moet in 2050 netto nul zijn
Eén van de maatregelen om dit te bereiken is het verbod op nieuwverkoop van auto's en bestelwagens met verbrandingsmotor vanaf 2035...
...maar de stemming in de Europese Raad werd uitgesteld omdat sommige landen een uitzondering voorstelden voor auto's met verbrandingsmotoren die op synthetische brandstoffen rijden
Synthetische brandstoffen zijn een oplossing, maar momenteel niet de meest levensvatbare, efficiënte en gewenste oplossing voor auto's
Toch zijn er ook enkele belangrijke voordelen van het gebruik van e-brandstoffen voor het wegvervoer
Volgens Eurostat was de mobiliteitssector verantwoordelijk voor 21% van de totale EU-uitstoot in 2020. Het wegvervoer is de grootste uitstoter in de mobiliteitssector. Het is verantwoordelijk voor ongeveer 95% van de totale emissies van de mobiliteitssector. Onderstaande tabel toont de broeikasgasemissies van de mobiliteitssector in de EU-27 in 2020 in megaton en als percentage van het totaal van de mobiliteit. Personenauto's nemen 57% van de emissies van de mobiliteitssector voor hun rekening; voor . bedrijfsvoertuigen is dat ongeveer 38%. Dit is de som van de emissies en de percentages van lichte en zware bedrijfsvoertuigen zoals vrachtwagens, bestelwagens en bussen. In 2021 waren er in totaal bijna 250 miljoen auto's op de weg. In de hele Europese Unie reden 29,5 miljoen bestelwagens (tot 3,5 ton) rond en 6,4 miljoen middelzware en zware bedrijfsvoertuigen en 714.000 bussen.
Toch nieuwverkoop van auto's en bestelwagens met verbrandingsmotor vanaf 2035?
De EU heeft zich ten doel gesteld de uitstoot van broeikasgassen met ten minste 55% te verminderen en in 2050 klimaatneutraal te zijn. Om de uitstoot van broeikasgassen door de mobiliteitssector terug te dringen, heeft de EU ambitieuze doelstellingen voor deze sector vastgesteld. Een belangrijke beleidsmaatregel is het verbod op nieuwverkoop van auto's en bestelwagens met verbrandingsmotor vanaf 2035. In juni 2022 steunde het Europees Parlement het voorstel van de Europese Commissie om de uitstoot van nieuwe auto's en bestelwagens tegen 2035 tot nul terug te brengen. De tussentijdse emissiereductiedoelstellingen voor 2030 zouden worden vastgesteld op 55% voor auto's en 50% voor bestelwagens. De leden van het Europees Parlement stemden voor een verbod op nieuwverkoop van auto's met verbrandingsmotor in 2035. De milieuministers in de Europese Raad stemden in met dit verbod vanaf 2035.
Deur op een kier voor CO2 neutrale brandstoffen?
Maar de Europese Raad liet de deur open voor CO2-neutrale brandstoffen als decarbonisatie alternatieven voor elektrificatie. Het verbod werd in februari 2023 door het Parlement met een krappe marge goedgekeurd. Maar het moest formeel worden goedgekeurd door de Raad. Enkele dagen geleden heeft het Zweedse voorzitterschap van de Raad besloten de formele ondertekening van nieuwe CO2-emissienormen voor auto's en bestelwagens, met inbegrip van het verbod, uit te stellen. De stemming was eerder gepland voor 7 maart 2023. Duitsland, Italië, Polen en Bulgarije hebben hun bezorgdheid geuit over het verbod op auto's met verbrandingsmotoren tegen 2035. Sommige landen hadden gevraagd om een uitstel van vijf jaar, maar dat werd afgewezen. Eind februari vroeg Duitsland de Europese Unie om een uitzondering op dit verbod. De vrijstelling zou gelden voor auto's met verbrandingsmotor die synthetische brandstoffen gebruiken.
Wat gebeurt er nu? Er is geen nieuwe datum vastgesteld voor de stemming. Een voorstel wordt aangenomen als een gekwalificeerde meerderheid wordt bereikt. Dit is het geval als tegelijkertijd aan twee voorwaarden wordt voldaan: 55% van de lidstaten stemt voor en het voorstel wordt gesteund door lidstaten die ten minste 65% van de totale EU-bevolking vertegenwoordigen. Dit wordt de regel van de dubbele meerderheid genoemd. De blokkerende minderheid moet uit ten minste vier lidstaten bestaan.
Wat zijn synthetische brandstoffen?
Synthetische brandstoffen zijn vloeibare brandstoffen die dezelfde eigenschappen hebben als fossiele brandstoffen, maar kunstmatig worden geproduceerd. Synthetische brandstoffen kunnen worden gemengd met fossiele brandstoffen of kunnen de fossiele brandstof in verbrandingsmotoren vervangen. De discussie draait nu om het idee dat auto's met verbrandingsmotoren die op synthetische brandstoffen rijden, van het verbod moeten worden vrijgesteld. Voor de productie van synthetische brandstoffen wordt CO2 uit de atmosfeer opgevangen door middel van een Direct Air Capture systeem. Bij de verbranding van de synthetische brandstof komt wel weer CO2 vrij in de lucht. Maar dit is dus de CO2 die gebruikt is bij de productie van de synthetische brandstof. Er zijn drie soorten synthetische brandstoffen en de manier waarop ze worden geproduceerd maakt het verschil (bron: Synhelion):
Biomass-to-liquid produceert biobrandstoffen (elke brandstof die is afgeleid van biomassa)
Power-to-liquid produceert e-brandstoffen zoals e-methaan, e-kerosine en e-methanol
Sun-to-liquid produceert zonnebrandstoffen zoals waterstof, ammoniak (bron: energy.gov)
Bij mobiliteit wordt vaak gesproken over synthetische brandstoffen als e-fuels of electrofuels. Deze brandstoffen worden geproduceerd via de power-to-liquid-methode. Eerst wordt hernieuwbare elektriciteit opgewekt, die vervolgens een elektrolyser aandrijft die water splitst in waterstof en zuurstof. Vervolgens wordt de waterstof gemengd met kooldioxide en omgezet in syngas via de Reverse Water Gas Shift (RWGS) - een proces dat plaatsvindt bij hoge temperaturen en wordt aangedreven door elektriciteit (bron: Synhelion).
Zijn synthetische brandstoffen koolstofneutraal?
Koolstofneutrale brandstoffen zijn brandstoffen die geen netto CO2-uitstoot veroorzaken. Synthetische brandstoffen worden dus als koolstofneutraal beschouwd als in het productieproces hernieuwbare bronnen worden gebruikt.
Zijn synthetische brandstoffen een levensvatbare oplossing voor het wegvervoer?
De doelstelling van de EU om tegen 2050 netto nul te zijn is een enorme uitdaging. Er zijn verschillende technologieën en oplossingen die cruciaal zijn voor de transitie. Lithium-ionbatterijen, brandstofcellen die waterstof gebruiken en koolstofvrije synthetische brandstoffen zijn technologieën voor de mobiliteitssector om de broeikasgassen te verminderen. De keuze van de technologie of technologieën voor elke subsector van de mobiliteit hangt af van de beschikbaarheid van een technologie, de efficiëntie, de kosten en de infrastructuur.
Welke technologie is levensvatbaar of geschikt voor welke subsector van de mobiliteit?
Lithium-ion batterijen zijn een levensvatbare oplossing voor personenauto's, bestelwagens en stadsbussen, maar minder voor zware voertuigen (vanwege gewicht, actieradius, infrastructuur en netaanpassingen) en geen levensvatbare oplossing voor de langeafstandsluchtvaart (gewicht en actieradius) en de internationale scheepvaart (actieradius). Brandstofcellen op waterstof zijn een levensvatbare oplossing voor vrachtwagens en zouden ook een levensvatbare oplossing kunnen zijn voor de binnenlandse luchtvaart en de binnenlandse scheepvaart. Maar de infrastructuur is de grootste uitdaging. Ondertussen kunnen synthetische brandstoffen in alle subsectoren van de mobiliteit worden gebruikt. Zij worden gemengd of vervangen fossiele brandstoffen. Dan kunnen de bestaande infrastructuur en motoren van fossiele brandstoffen worden gebruikt, maar synthetische brandstoffen moeten uit hernieuwbare energie worden geproduceerd om als groen te worden aangemerkt. Deze brandstoffen zijn echter duur om te produceren en zijn in beperkte hoeveelheden beschikbaar. De productie van groene waterstof op voldoende grote schaal vindt bijvoorbeeld nog niet steeds plaats en er zijn bijna geen fabrieken die e-brandstoffen produceren.
Zijn synthetische brandstoffen een levensvatbare oplossing voor het wegvervoer?
Wij denken dat zij momenteel geen oplossing zijn om de volgende redenen. Ten eerste wil men, gezien de beperkte beschikbaarheid van e-brandstoffen, deze alleen gebruiken voor de moeilijk te decarboniseren (sub)sectoren zoals de luchtvaart en de internationale scheepvaart. Ten tweede zijn batterij-elektrische voertuigen de meest efficiënte oplossing voor personenauto's, bestelwagens en stadsbussen. Deze technologie is efficiënter dan brandstofcellen op waterstof. E-brandstoffen zijn de minst efficiënte technologie voor het wegvervoer. Volgens de ICCT gaat 48% van de energie uit hernieuwbare elektriciteit verloren bij de omzetting naar vloeibare brandstoffen. Om het probleem nog groter te maken, gaat volgens verschillende studies 70% van de energie in die brandstoffen verloren bij de verbranding ervan in verbrandingsmotoren. Alles samen is de totale efficiëntie van het e-brandstoftraject voor het wegvervoer ongeveer 16%. Ter vergelijking: de efficiëntie van een elektrische auto waarbij de batterij wordt opgeladen door zonnepanelen bedraagt 72% (bron: ICCT). Ten derde is de productie van e-brandstoffen zeer duur en energie-intensief. Volgens een rapport in het tijdschrift Nature Climate Change vereist het gebruik van e-brandstoffen in een auto met verbranding ongeveer vijf keer meer hernieuwbare elektriciteit dan het gebruik van een batterij-elektrisch voertuig.
Maar er zijn ook voordelen aan het gebruik van e-brandstoffen in het wegvervoer. Met het gebruik van e-brandstoffen kunnen de verbrandingsmotor en de huidige tankinfrastructuur nog steeds worden gebruikt. Bovendien zal er minder druk zijn om laadinfrastructuur voor elektrische voertuigen en de tankinfrastructuur van brandstofcelvoertuigen aan te leggen. Ook is er meer tijd om het elektriciteitsnet aan te passen en zal er minder vraag zijn naar kritische metalen (behalve metalen die als katalysator worden gebruikt bij de productie van synthetische brandstoffen). Als toekomstige technologische ontwikkelingen leiden tot een minder dure, minder energie-intensieve massaproductie van e-brandstoffen en de efficiëntie van e-brandstoffen verbeteren, zouden e-brandstoffen op grotere schaal en ook in auto's kunnen worden gebruikt.