Reportage

Primeur met synthetische kerosine brengt groener vliegen íéts dichterbij, maar opschalen is lastig

Tim Baart in de Shell-fabriek in Amsterdam, waar ‘zijn’ groene, synthetische kerosine wordt geproduceerd. Beeld Raymond Rutting / de Volkskrant
Tim Baart in de Shell-fabriek in Amsterdam, waar ‘zijn’ groene, synthetische kerosine wordt geproduceerd.Beeld Raymond Rutting / de Volkskrant

Vlucht KL1703 naar Madrid vertrok op 22 januari met 500 liter synthetische kerosine aan boord. De primeur met de heilige graal in de luchtvaart doet ‘groene luchtvaart’ iets minder als een contradictio in terminis klinken, maar voor echte verduurzaming is nog veel meer nodig.

Het missen van je vliegtuig leidt bij ­iedere luchtreiziger tot chagrijn, maar dat Tim Baart 22 januari niet mee kon met vlucht KL1703 naar Madrid, was een regelrechte kwelling. Het KLM-­toestel dat op Schiphol aan de gate stond, zou namelijk deels vliegen op ‘zijn’ kerosine.

Baart stond aan het roer van een groep van zo’n honderd Shell-ingenieurs die het afgelopen jaar had ­gewerkt aan synthetische kerosine. 500 liter hadden ze gebrouwen uit ­water, CO2, groene stroom en een ingewikkeld proces via buizenstelsels en ­reactors. En die 500 liter zat nu in het KLM-toestel dat op het punt stond te vertrekken. Maar Baart kon niet mee. Corona en verplichte quarantaine maakten een zorgeloos retourtje onmogelijk.

Naast frustratie over de gemiste vlucht was er bij Baart vooral blijdschap. Dat het was gelukt om zo’n hoeveelheid kerosine te toveren uit wat ­feitelijk niet meer was dan water, kool­dioxide en groene stroom, en de brandstof ook nog eens gecertificeerd te krijgen, zodat er daadwerkelijk mee gevlogen kon worden, dat was nog niet eerder vertoond. Zeker gezien de korte tijd die er was: een halfjaar.

Baarts kerosine is misschien wel de heilige graal van wat groene luchtvaart wordt genoemd; een woordcombinatie die lange tijd onmogelijk werd ­geacht.

Voor langeafstandsvluchten is kerosine voorlopig de enige brandstof. Tot nu toe was kerosine er eigenlijk alleen maar als fossiele variant, naast een beetje biobrandstof. Dus betekent vliegen CO2-uitstoot. Veel CO2-uitstoot.

Onderzoeksteam

Kan Shell geen echt duurzame kerosine leveren? Die vraag kwam vorig jaar van het ministerie van Infrastructuur. Dat kon na alle perikelen rond ­covid, Schiphol en luchthaven Lelystad wel een groen succesje gebruiken. Shell, dat zelf ook toe was aan wat goed groen nieuws, zette er een fiks team op, onder leiding van Baart. Afgelopen maandag konden onder meer Shell en partners KLM en het ministerie aankondigen dat de missie was geslaagd.

Die 500 liter is een mooie prestatie, zegt luchtvaartexpert Joris Melkert van de TU Delft. Om meteen te relativeren: ‘Maar op het totaal stelt het niks voor.’

Dat klopt. 500 liter weegt 400 kilogram. In 2019 werd 3,8 miljard kilogram kerosine getankt, aldus het ­Centraal Bureau voor de Statistiek. ­Alleen in Nederland. Met de 500 liter, die werd bijgemengd in de tanks van het toestel, kun je net naar de startbaan taxiën en misschien een deel van de start uitvoeren, zegt Melkert. In volle vlucht komt een toestel overigens een stuk verder op 500 liter, omdat vliegen op kruissnelheid veel minder energie vergt.

De 500 liter is dus een eerste druppel op de gloeiende plaat. Opschalen is het toverwoord. Maar niet de enige oplossing. Zelfs als de productie enorm ­omhoog kan, zal synthetische kerosine nooit alleen het hele klimaatprobleem oplossen.

null Beeld

Drie knoppen

Er zijn, zegt Melkert, grofweg drie knoppen waaraan de luchtvaart kan draaien om groener te worden. Ten eerste: brandstofbesparing. Door betere aerodynamica, zuiniger motoren en lichtere materialen weet de sector jaarlijks gemiddeld 1 procent te besparen. ‘Besparen is eigenlijk het beste’, zegt Melkert. ‘De duurzaamste brandstof is de brandstof die je niet verbruikt.’

Die paar procentjes lijken weinig, toch tellen ze uiteindelijk op tot een flinke klapper. Als de sector zijn vloot elk jaar 1 procent zuiniger weet te ­maken, betekent dat tot 2050 een ­besparing van 30 tot 40 procent. In theorie.

Dan is er nog een mogelijkheid om efficiënter te werken. ‘Het wordt echt tijd dat Europa één luchtruim krijgt’, zegt KLM-topman Pieter Elbers tijdens een Zoom-meeting eerder deze week. ‘Dat levert zomaar 10 procent besparing op en het is makkelijk uit te voeren.’

Nu beheert elke lidstaat zijn eigen luchtruim, waardoor er veel wordt ­omgevlogen. ‘Het is een politieke ­beslissing om dat niet te veranderen, maar er is in één klap een enorme ­besparing mogelijk’, aldus Elbers.

Hij ziet een belangrijke rol voor KLM in de ontwikkeling van synthetische vliegtuigbrandstof: ‘Door als eerste ter wereld met deze kerosine te vliegen, dragen we ons steentje bij aan de ­verduurzaming. Een ongelooflijk ­belangrijke stap.’

Tim Baart in de Shell-fabriek in Amsterdam Beeld Raymond Rutting / de Volkskrant
Tim Baart in de Shell-fabriek in AmsterdamBeeld Raymond Rutting / de Volkskrant

Door aan deze drie knoppen te draaien, is de komende decennia maximaal 50 procent CO2-besparing mogelijk. Op papier. Want in werkelijkheid groeide de wereldwijde sector vóór ­corona met 4 tot 5 procent per jaar. Eventuele besparingen worden dus ruimschoots overtroffen door de groei.

Daarom moet er iets gebeuren met de brandstof. Er bestaat al een groener alternatief voor fossiele kerosine: biobrandstof. Dat wordt nu vooral ­gemaakt uit frituurvet en is daarom zeer beperkt beschikbaar, met weinig kans op groei. ‘We kunnen immers niet oneindig meer patat gaan eten’, grinnikt Melkert. Nog een nadeel: biokerosine is drie tot vier keer zo duur.

Opschaling is moeilijk

Duurzame synthetische kerosine lijkt een mooie belofte. Alleen is deze variant nu nog vier tot zes keer duurder. Geen vliegtuigmaatschappij die dat wil betalen.

De prijs kan omlaag als er flink kan worden opgeschaald, zegt Elbers.

Maar hier schuilt een volgend probleem: er is simpelweg te weinig groene stroom om al die kunstkerosine te produceren. ‘Om een flink verschil te maken, zijn er gigawatts geïnstalleerd vermogen nodig’, zegt Tim Baart van Shell. Wereldwijd staat er nu voor tientallen megawatts aan elektrolysers (apparaten die water kunnen splitsen in zuurstof en waterstof) ­opgesteld. En het aanbod van zonne- en windstroom is nog jarenlang veel te klein om voor vliegtuigbrandstof enig gewicht in de schaal te leggen.

Voor Shell gloort daarom een andere route: waterstof produceren uit ­methaan. De enorme hoeveelheden CO2 die hierbij vrijkomen, kunnen worden opgevangen en onder de grond opgeslagen. Deze technologie (CCS geheten) is niet onomstreden. Er komt immers geen CO2 in de atmosfeer terecht, maar er wordt wel ­gebruikgemaakt van fossiele brandstoffen, dus duurzaam is het niet.

Baart zegt het niet hardop (‘ik ben ­ingenieur en dit gaat over beleidskeuzes’), maar deze zogenoemde ‘blauwe’ ­waterstof is wat hem betreft een ­geschikte route om te beginnen met grootschalige productie. ‘Naarmate er meer groene waterstof beschikbaar komt, kunnen we daar steeds meer op overschakelen’, zegt Baart.

Milieuorganisaties zijn geen fan van CCS omdat het niet leidt tot minder gebruik van fossiele brandstof. Een heet hangijzer is ook wie er moet betalen voor de ontwikkeling van de technologie. Shell hoopt (samen met Exxon­Mobil) op 1,5 miljard euro subsidie voor een project om CO2 te kunnen opslaan in een leeg gasveld in de Noordzee.

Dat is tegen het zere been van milieuclubs. ‘Er gaat dan publiek geld naar de vervuilende olie-industrie’, zegt Milieudefensie. ‘Geld dat beter voor andere duurzame projecten ­gebruikt kan worden.’ Milieudefensie is niet tegen CCS. ‘De klimaatnood is nu zo hoog dat het wat ons betreft mag. Maar de vervuiler betaalt. Laat Shell zelf zijn rommel opruimen.’

Zonder CCS lijkt de grote opschaling van synthetische kerosine voorlopig een utopie. Milieuorganisatie Greenpeace is nog wat stelliger: ‘De echte ­oplossing is veel simpeler. Minder vluchten, meer snelle treinen en eerlijke prijzen van vliegtickets. Midden in de klimaatcrisis kunnen we niet op innovatie alleen gokken.’

Dat er na corona veel minder gevlogen zal worden, is twijfelachtig. Voor KLM-topman Elbers staat wel vast dat de halve wereld straks niet gaat ­Zoomen. Als tijdens het gesprek voor de derde keer de verbinding bij de verslaggever uitvalt, grijnst Elbers breed zodra het beeld zich schokkenderwijs hersteld heeft. ‘Zie je’, zegt hij, ‘dat ontmoeten via een beeldscherm werkt niet altijd optimaal. Ik weet zeker dat we elkaar straks weer gaan opzoeken. Fysiek contact is belangrijk. Wij zijn er klaar voor.’

Hoe wordt synthetische kerosine gemaakt?

Water, CO2 en stroom (liefst groene) zijn de basisingrediënten voor synthetische kerosine. Door het water in een elektrolyser onder stroom te zetten, ontstaat zuurstof en waterstof. De waterstof wordt samen met CO2 (die is afgevangen bij een industrieel verbrandingsproces of uit de lucht gehaald) in zogenoemd synthesegas, een soort energetische oersoep van waterstof en koolmonoxide.

Vervolgens wordt met behulp van het zogenoemde Fischer-Tropschproces paraffine gemaakt, een wittige substantie die lijkt op kaarsvet. Dit proces is bijna honderd jaar oud en wordt op beperkte schaal toegepast. Het ‘kaarsvet’ gaat vervolgens een kraker in. Dat is een soort schaar die de lange strengen C-atomen opknipt in kortere stukjes. Strengen met ongeveer acht tot zestien C-atomen vormen kerosine. De schaar kan ook langere en kortere stukjes knippen, om bijvoorbeeld smeermiddelen te maken, of koelmiddel.

‘Het hele proces is tamelijk energie-efficiënt’, zegt Emiel Hensen, hoogleraar Anorganische Chemie en Katalyse aan de TU Eindhoven. ‘Tenminste als je de installatie op industriële schaal bouwt.’ In een grote installatie kan de energie die vrijkomt bij sommige reacties weer worden gebruikt bij andere die energie vragen. Onderaan de streep van de keten blijft in het gunstigste geval 75 procent over, bij kleine installaties iets meer dan de helft. ‘Helemaal niet zo slecht.’

Als het lukt voldoende betaalbare groene stroom op te wekken, die 24 uur per dag beschikbaar is, en alle processen zijn geoptimaliseerd, is uiteindelijk een prijs van ongeveer 1,50 euro per liter kerosine mogelijk, schat Hensen. ‘Maar dat is op zijn vroegst in 2040 en onder gunstige omstandigheden.’ Nu kost een liter kerosine omgerekend ongeveer 55 cent. Tegen die tijd zal de uitstoot van CO2 flink duurder zijn, waardoor fossiel en synthetisch dichter in elkaars buurt zullen komen.

Bij het onderzoekscentrum van Shell in Amsterdam druppelde er dus kerosine uit de kraan. Deze kunstkerosine is zeer schoon. ‘Eigenlijk te schoon’, zegt Joris Melkert van de TU Delft. Zo zitten er geen aromaten en zwavel in. Dat heeft als voordeel dat er veel minder fijnstof ontstaat bij verbranding. De vervuilende uitstoot door de luchtvaart daalt met kunstkerosine.

‘Die aromaten hebben ook pluspunten, doordat ze een smerende werking hebben in bijvoorbeeld brandstofpompen’, zegt Melkert. Ook zorgen ze dat pakkingen een beetje opzwellen en daardoor beter afdichten. Synthetische kerosine is in feite een beetje te schraal, waardoor het in pure vorm mogelijk schade veroorzaakt. Volgens de huidige regels mag hierom maximaal de helft aan synthetische kerosine worden bijgemengd bij de fossiele variant.

Lees ook:

Van stekelvarkens voor kernfusie tot verzengend hete CO2-splitsers: op de tekentafels van wetenschappers en ingenieurs verrijzen radicaal nieuwe technologieën die onze energievoorziening op de kop kunnen zetten.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden