Snoeiafval of zonneschijn

Technologie Om de klimaatproblemen te beperken moeten vanaf 2030 alleen ‘groene’ auto’s worden gemaakt. Maar waarop gaan die rijden? Schone stroom? Planten? Waterstof?

(Foto: Dirk-Jan Visser / Rotterdam: 02-07-2008) Air Liquide, specialist in industriële en medische gassen waaronder waterstof gaat haar locatie uitbreiden en wordt daarmee de grootste producent van waterstof in Europa. Dirk-Jan Visser

Zo ziet Maarten Steinbuch, hoogleraar systeemtechnologie aan de Technische Universiteit Eindhoven, het voor zich: de auto met klassieke verbrandingsmotor op benzine of diesel heeft zijn beste tijd gehad, en zal verdwijnen. Ervoor in de plaats komt de elektrische auto die niet alleen veel schoner is, maar ook voor een omwenteling zal zorgen bij de machtige auto- en olieconcerns. Zie de samenwerking tussen het Franse Renault en het Japanse Nissan. Als eerste grote autofabrikanten brengen ze sinds vorige maand elektrische auto’s op de markt die in serie zijn geproduceerd. Dan praat je over een productie van tienduizenden per maand.

“Oliemaatschappijen als Shell moeten vrezen voor hun positie”, zegt Steinbuch, die onderzoek doet naar elektrisch vervoer. Zijn groep huist in het souterrain van gebouw Gemini, dat centraal op de campus ligt. In de werkplaats staan twee botsautootjes, en een omgebouwde Volkswagen Lupo die geen verbrandingsmotor meer onder de kap heeft, maar een stevige batterij.

In hetzelfde gebouw, drie verdiepingen hoger, haalt Michael Boot nonchalant zijn schouders op. De elektrische auto? Ach, kom nou. Die wordt vreselijk gehyped. Hij gelooft totaal niet in het einde van de olie-industrie. “Deze machtige industrie laat zich niet zomaar aan de kant zetten”, zegt Boot, universitair docent verbrandingstechnologie.

Boot gelooft heilig in verder gaande verbetering van de verbrandingsmotor. Kijk naar het Duitse Volkswagen, zegt hij. Die houdt sterk vast aan de verbrandingsmotor. Waarom zou Volkswagen, een van de grootste autoproducenten ter wereld, dat doen als het er geen toekomst in ziet?

Dat de verbrandingsmotor zuiniger en schoner moet, begrijpt Boot ook wel. Het aantal auto’s, trucks, schepen en vliegtuigen blijft hard groeien, zeker in opkomende economieën als China en India. En dat terwijl het klimaatprobleem groeit, de wereld voor zijn olie steeds afhankelijker van het Midden-Oosten wordt, en olieprijzen verder de pan uit dreigen te rijzen. Maar het lijkt er niet op dat regeringsleiders zullen ingrijpen. Naar verwachting worden bij de de klimaatconferentie, die nu in Durban wordt gehouden, geen nieuwe afspraken gemaakt over de uitstoot van CO2.

Boot ziet nog kansen genoeg om de verbrandingsmotor zuiniger en schoner te maken. Nu is de efficiëntie tegen de 35 procent – bij constant rijden, in de bebouwde kom is het een stuk lager. Dat wil zeggen dat 35 procent van de brandstof wordt omgezet in beweging, de rest gaat verloren als warmte. Maar toekomstige motoren gaan volgens Boot naar een efficiëntie van 55 procent. Bijvoorbeeld door de brandstof op een slimmere manier in de brandstofkamers te spuiten, zodat je een efficiëntere verbranding krijgt. Wat ook helpt: de auto in zijn geheel lichter maken.

Verder zijn benzine en diesel deels, of helemaal, te vervangen door biobrandstoffen. Alhoewel Boot niet weet of er wel voldoende grondstoffen zijn voor al die extra auto’s, schepen en vliegtuigen. Ook vraagt hij zich af in hoeverre de teelt van gewassen voor biobrandstoffen ten koste gaat van het verbouwen van voedsel.

Arme gronden

Iemand die weet waar het naartoe zou moeten, is Richard Smokers. Hij is strategisch adviseur bij kennisinstituut TNO, en hij houdt zich al twee decennia bezig met mobiliteit. Als de wereld het klimaatprobleem binnen de perken wil houden – de stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde mag dan niet boven de 2 graden Celsius uitkomen – mogen er in 2050 alleen nog maar auto’s rondrijden op drie typen aandrijving, zegt hij. Biobrandstoffen, elektriciteit of waterstof. Daarbij geldt dat de brandstoffen volledig duurzaam moeten worden geproduceerd. Dus de elektriciteit komt uit wind- of zonne-energie, en bij voorkeur niet uit kolencentrales – tenzij de CO2 uit die centrales ondergronds wordt opgeslagen. Dezelfde eis geldt voor de productie van biobrandstoffen. Die moet het liefst niet concurreren met de voedselteelt.

Smokers schetst het kader verder. Jaarlijks wordt zo’n vijf procent van de rondrijdende personenwagens vervangen door nieuwe auto’s. Omgerekend is er dus een periode van twintig jaar nodig om het hele wagenpark te vervangen. Dat betekent dat er vanaf 2030 alleen nog maar auto’s op de markt mogen komen die op biobrandstoffen, elektriciteit ofwel waterstof rijden, wil het doel voor 2050 gehaald worden. En dat, zegt Smokers, betekent weer dat je nú eigenlijk al moet beginnen met grootschalige proeven in de praktijk. “Maar die zie ik helaas veel te weinig”, zegt Smokers.

Hoe het uiteindelijk in de praktijk zal uitpakken valt niet te voorspellen. Het hangt af van overheidsbeleid, technologische ontwikkelingen, de hoogte van de olieprijzen, consumentengedrag. Zal die consument bijvoorbeeld de elektrische auto wel accepteren?

Het is juist die onzekerheid die Oscar van Vliet benadrukt in zijn proefschrift. Hij promoveerde vorig jaar aan de Universiteit Utrecht op zijn onderzoek naar alternatieven voor diesel en benzine. Van Vliet laat een voorkeur voor biobrandstoffen doorschemeren – net als zijn promotor André Faaij. Een van de problemen van biobrandstof is de beschikbaarheid van landbouwgrond, maar volgens Faaij is dat op te lossen door gebruik van arme gronden, betere landbouwmethoden en inzet van huishoudelijk en landbouwafval. Faaij verwacht meer problemen met de elektrische auto: de accu is en blijft duur.

Zo heeft iedere optie zijn voor- en nadelen en onzekerheden, schrijft Van Vliet. Volgens hem blijven die onzekerheden bestaan “totdat opties in de praktijk” worden toegepast. Tot dan kan geen enkele optie met zekerheid als beter worden beschouwd dan een andere, zo stelt hij.

Toch zijn er vergezichten. Het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) publiceerde deze week een rapport over de transportsector in 2050, met als doel een CO2-reductie van bijna 75 procent ten opzichte van nu. Het instituut verwacht dat personenwagens tegen die tijd vooral op elektriciteit en waterstof rijden. Biobrandstoffen zijn er wel, maar de beschikbaarheid is beperkt. Volgens het ECN kunnen die daarom het best ingezet worden voor trucks, schepen en vliegtuigen, omdat daarvoor minder alternatieven zijn. „Het is onwaarschijnlijk dat ze op elektriciteit overgaan, want dan heb je enorme batterijen nodig”, zegt Hein Wilde van het ECN, een van de auteurs van de studie. De beperkte beschikbaarheid van biobrandstoffen dwingt volgens ECN met name de luchtvaart en de scheepvaart fors op waterstof in te zetten – respectievelijk 35 en 40 procent van de sectoren moet in 2050 op deze brandstof over.

Essentieel volgens ECN is dat er snel beleid komt voor de komende decennia om naar het doel in 2050 toe te werken. De markt zal het op eigen houtje niet doen, gezien de enorme investeringen die nodig zijn. Zeker voor de luchtvaart en de scheepvaart is er snel beleid nodig, stelt het rapport, want de ontwikkeling van betaalbare brandstofcellen op waterstof zal veel tijd in beslag nemen. “Er is weinig tijd over om te handelen”, stelt het rapport.

Grilligheid van politiek

In Eindhoven verwacht hoogleraar Steinbuch dat de opkomst van de elektrische auto veel sneller zal gaan dan menigeen verwacht. Een land als China zet er zwaar op in. Het ziet de elektrische auto als een uitgelezen kans om zijn vervuilde binnensteden schoner te krijgen, en om tegelijk internationaal voorop te lopen in een veelbelovende technologie.

Het helpt volgens Steinbuch helaas niet dat staatssecretaris Frans Weekers (Financiën, VVD) in Nederland de elektrische auto nog maar twee jaar fiscaal wil steunen. Het beleid hoort betrouwbaar en consistent te zijn. Dat is het niet. De hele energiesector kampt ermee. Het is de afgelopen jaren in diverse rapporten aan de kaak gesteld. De grilligheid van de politiek is fnuikend.

Drie verdiepingen hoger blijft Michael Boot zijn voorkeur voor de verbrandingsmotor, en voor biobrandstoffen uitspreken. Hij heeft twee jaar geleden een nieuwe bron voor biobrandstoffen ontdekt: zogeheten aromatische oxygenaten. Het zijn chemische verbindingen die je uit het lignine van plantaardig materiaal kunt winnen. Lignine, in de papierindustrie bekend als ‘vergeler’, geldt als een gigantische bron. Boot ontwikkelt nu een kleine reactor waarin afvalhout van de campus – versnipperde pallets, snoeiafval – wordt omgezet en waaruit hij die aromaten wint. Er moet een pomp op het terrein komen waar auto’s de alternatieve brandstof kunnen tanken. Hij wil die pomp volgend jaar geïnstalleerd hebben.

Boot ziet het al helemaal voor zich. “Als dat eenmaal loopt, wie weet wat er dan mogelijk is.”

    • Marcel aan de Brugh