Synthetische brandstoffen
Laatst gewijzigd op:
Dit overzicht is onderdeel van een groter overzicht van de effecten van zeven duurzame energietechnologieën in de energietransitie en de effecten daarvan op de biodiversiteit. In het menu hiernaast kunt u doorklikken naar de toelichting op de hoofdpagina en andere technologieën.
Voor de productie van synthetische transportbrandstoffen uit duurzame elektriciteit en CO2 wordt duurzame stroom meestal via elektrolyse omgezet in waterstof, dat vervolgens reageert met afgevangen CO2 tot gasvormige of vloeibare brandstoffen. Er zijn ook andere productieroutes in ontwikkeling, zoals directe reactie van CO2 met zonlicht en water of de omzetting van CO2 tot CO en reactie met water of H2. De omzetting van CO2 naar een brandstof kost veel energie. Dit valt te verklaren door de wet van behoud van energie: de verbranding van een koolwaterstofatoom levert energie en produceert CO2 en water; het omgekeerde proces, dus de productie van een koolwaterstof atoom uit CO2 en water kost evenveel energie als het omgekeerd opleverde.
De bron van de CO2 is een belangrijke factor: hoewel in de productie van synthetische brandstoffen CO2 wordt vastgelegd, komt deze vrijwel onmiddellijk weer vrij als de brandstof gebruikt wordt in een transportmiddel. Bij gebruik van CO2 afkomstig van een fossiele bron is de broeikasgas-emissiereductie beperkt of zelfs negatief. Bij CO2 afkomstig van een biogene bron, zoals biogasproductie of directe CO2-afvang uit de lucht (Direct Air Capture), wordt vaak gesproken van klimaatneutrale brandstoffen.
Impact synthetische brandstoffen op biodiversiteit
Productie
- De winning van grondstoffen en fabricage van materialen leidt over het algemeen tot (verandering in) landgebruik door mijnbouw en verwerkingsfabrieken.
- Met name installaties voor Direct Air Capture van CO2 nemen veel ruimte in beslag.
- Voor de productie van synthetische brandstoffen is zeer veel duurzame elektriciteit en groene waterstof nodig waar landgebruik voor nodig is.
- Afhankelijk van de energiebron kan het energiegebruik voor de winning van grondstoffen en fabricage leiden tot CO2-emissies.
- Met name een CO2-afvanginstallatie kan, afhankelijk van de energiebron, bijdragen aan de emissie van CO2.
- De winning van grondstoffen en het fabricageproces kunnen leiden tot emissies naar lucht, bodem en water.
- Bepaalde chemicaliën die gebruikt worden bij de CO2-afvang voor synthetische brandstoffen kunnen bijvoorbeeld leiden tot de emissie van milieugevaarlijke stoffen.
Constructie
- Infrastructuur en bouwactiviteiten voor de constructie en transport van energietechnologieën vergen een bepaalde mate van landgebruik.
- Afhankelijk van de energiebron kan het energiegebruik voor transport en constructie leiden tot CO2-emissies.
- Afhankelijk van de energiebron kan het energiegebruik voor transport en constructie leiden tot emissies naar lucht, bodem en water.
Gebruik
- Bij de verbranding van synthetische brandstoffen in een brandstofmotor komt CO2 vrij, die (deels) in het voortraject is gecompenseerd.
- Waterdamp die vrijkomt bij verbranding van synthetische brandstoffen in vliegtuigen, kan in hogere lagen van de atmosfeer bijdragen aan opwarming.
- Bij de verbranding van bio- en synthetische brandstoffen in een brandstofmotor komen vervuilende stoffen vrij, waaronder NOx en roetdeeltjes.
Einde levensduur
- Opslag van afval en fabrieken voor verwerking en terugwinning nemen over het algemeen land in beslag.
- Afhankelijk van het verwerkingsproces en de energiebron kan de inzameling, verwerking en recycling leiden tot CO2-emissies.
- Afhankelijk van het verwerkingsproces en de energiebron kan de inzameling, verwerking en recycling van de technologie leiden tot emissies naar lucht, bodem en water.
Samenvatting
De directe impact van de productie, het transport en het gebruik van synthetische brandstoffen op biodiversiteit zit met name in het ruimtebeslag van CO2 Air Capture installaties, de stikstofuitstoot en de bijdrage aan opwarming van de aarde in de gebruiksfase door verbranding. De belangrijkste impact op de biodiversiteit valt weliswaar buiten de scope van dit informatieblad, maar is wel degelijk relevant: voor de productie van de benodigde waterstof en CO2 is veel energie nodig. Er is tot zes keer meer duurzame energie nodig voor de productie van synthetische brandstoffen dan wanneer de elektriciteit direct gebruikt zou worden voor het transport. De belangrijkste verliezen zitten in de productie van waterstof, de omzetting van CO2 en het relatief lage rendement van verbrandingsmotoren. Grootschalige toepassing van synthetische brandstoffen heeft dan ook grote gevolgen voor onder andere het ruimtebeslag voor zonne- en windenergie. Technische maatregelen kunnen die impact verkleinen. Het verlagen van de vraag naar lucht- en scheepvaart, waar synthetische brandstoffen naar verwachting het meest zullen worden ingezet, is een andere optie.
Vervolgonderzoek synthetische brandstoffen op biodiversiteit
Uit het literatuuronderzoek voor deze studie blijkt dat er nog kennishiaten zijn. We benoemen hier een aantal onderwerpen waar verder onderzoek naar kan worden gedaan:
- Het ontwikkelen van synthetische brandstoffen die leiden tot een lage emissie van NOx en deeltjes bij het gebruik.
- Het verlagen van de vraag naar lucht- en scheepvaart. Dat kan enerzijds door alternatieven aan te bieden, zoals de trein. Anderzijds door reizen en transport te voorkomen, bijvoorbeeld door het stimuleren van telewerken en het consumeren van lokaal geproduceerde goederen.
- Ook elders in de keten (buiten de scope van dit informatieblad) is vervolgonderzoek nodig. Zie daarvoor informatiebladen waterstof, zonne-energie, windenergie.