science >> Wetenschap >  >> Chemie

Synthetische brandstoffen kunnen de ecologische voetafdruk verkleinen

Krediet:CC0 Publiek Domein

synthetische brandstoffen, gemaakt met koolstof uit de lucht, landbouwafval of biomassa, zou de transportsector kunnen helpen zijn afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen en de doelstellingen voor de uitstoot van broeikasgassen "netto nul" te halen.

Een beleidsbriefing door de Royal Society, gepubliceerd op 16 sept. het potentieel voor synthetische brandstoffen uiteenzetten om de overgang naar duurzamere brandstoffen in de komende 20 jaar te helpen, op een moment dat de vraag naar vervoer zal stijgen.

Het rapport is opgesteld door een panel van wetenschappers, waaronder professor Matthew Davidson, Directeur van het Centrum voor Duurzame Chemische Technologieën aan de Universiteit van Bath.

Terwijl binnenlandse reizen en andere delen van de energiesector overstappen op elektriciteit, batterijen missen de energie-output die nodig is in sectoren als de scheepvaart, luchtvaart of vrachtvervoer waarbij grote ladingen over lange afstanden moeten worden vervoerd.

Synthetische brandstoffen kunnen een alternatief bieden, omdat ze kunnen worden geproduceerd met een energiedichtheid die vergelijkbaar is met die van conventionele fossiele brandstoffen. Ze kunnen ook worden gebruikt als een "drop-in" vervanging voor vliegtuigbrandstof of diesel, zonder dat er ingrijpende wijzigingen aan de motoren of de brandstofvoorzieningsinfrastructuur nodig zijn. Het rapport beschouwt twee soorten duurzame synthetische brandstoffen:elektrobrandstoffen (efuels) en synthetische biobrandstoffen.

Efuels worden gemaakt door waterstof te combineren, geproduceerd met behulp van duurzame elektriciteit voor de elektrolyse van water, met kooldioxide, van directe luchtvangst of van industriële uitlaten.

Synthetische biobrandstoffen kunnen gemaakt worden van biologisch materiaal, zoals afval van bosbouw of landbouw, of uit de verwerking van bestaande biobrandstoffen, zoals ethanol.

Hoge productiekosten - twee tot vijf keer zo duur als groothandelsprijzen voor fossiele brandstoffen - en inefficiënties in het productieproces hebben tot nu toe het gebruik van synthetische brandstoffen beperkt.

Echter, waar hernieuwbare elektriciteit goedkoop en overvloedig is - zoals zonne-energie in Noord-Afrika - kan de productie en export van bulkbrandstoffen economisch zinvol zijn.

Op langere termijn zouden deze brandstoffen een manier kunnen zijn om het VK te helpen zijn doelstellingen voor netto-nul koolstofemissies te halen, door elektriciteit uit kernenergie te gebruiken om waterstof of ammoniakbrandstoffen op te wekken.

De belangrijkste onderzoeksuitdagingen die in het rapport worden geïdentificeerd, zijn onder meer het verbeteren van ons begrip van de technieken en materialen die bij katalyse worden gebruikt; op grote schaal goedkope koolstofarme waterstof produceren; en het ontwikkelen van bronnen van concurrerend geprijsde koolstofarme energie.

Professor Matthew Davidson was plaatsvervangend voorzitter van de stuurgroep Synthetische brandstoffen die het rapport opstelde. Hij zei:"Synthetische brandstoffen kunnen een tussenoplossing bieden om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen door moeilijk bereikbare vervoerswijzen zoals de luchtvaart te 'defossiliseren'.

"Deze brandstoffen hebben het voordeel dat ze bekende technologieën en bestaande infrastructuur gebruiken.

"Verder onderzoek zal nodig zijn om de kosten te verlagen en de efficiëntie van de productie van synthetische brandstoffen te verhogen - ze zijn momenteel duurder dan fossiele brandstoffen en zullen grote hoeveelheden goedkope duurzame elektriciteit nodig hebben."

voorzitter van de stuurgroep van het rapport, Professor Graham Hutchings CBE FRS van de Universiteit van Cardiff, zei:"Hoewel er geen wondermiddel is om te voldoen aan de nul-ambities van de regering, nu investeren in technologieën die onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen kunnen verminderen, zal van vitaal belang zijn om die doelen te realiseren.

"Het VK heeft de onderzoeksvaardigheden en -capaciteit om veel van deze processtappen te verbeteren, zoals in katalyse en biotechnologie, en om een ​​verder gebied van Brits leiderschap op het gebied van koolstofarme energie te bieden."