E-brandstoffen, een afkorting van elektrobrandstoffen, zijn een klasse synthetische brandstoffen die zijn ontworpen voor gebruik in voertuigen met conventionele verbrandingsmotoren. In tegenstelling tot traditionele benzine en diesel, die afkomstig zijn van aardolie, worden synthetische e-brandstoffen kunstmatig gecreëerd met behulp van hernieuwbare bronnen.
Het is belangrijk om e-brandstoffen te onderscheiden van andere synthetische brandstoffen zoals ethanol en biodiesel. Ethanol, afgeleid van plantaardige materialen, wordt voornamelijk gebruikt als benzineadditief om het octaangehalte te verhogen en de uitstoot van koolmonoxide te verminderen. Biodiesel wordt daarentegen geproduceerd uit plantaardige oliën en dierlijke vetten. E-brandstoffen worden daarentegen gegenereerd door elektriciteit te gebruiken om waterstof en koolstofdioxide (CO2) te combineren.
Hoe wordt e-brandstof geproduceerd?
De productie van e-brandstof hangt ervan af of het gewenste eindproduct in gasvormige of vloeibare vorm is:
- Gas E-brandstoffen: Gasvormige e-brandstoffen omvatten hernieuwbare waterstof en e-methaan, die beide later vloeibaar gemaakt kunnen worden om respectievelijk vloeibare waterstof (H2) en e-GNL (gas-to-liquids) te produceren.
- Vloeibare e-brandstoffen: Vloeibare e-brandstoffen, zoals e-methanol en e-crude (synthetische ruwe olie), dienen als voorlopers voor e-kerosine en e-diesel.
- Gas- of vloeibare vorm: Synthetische ammoniak kan in gasvormige of vloeibare vorm worden geproduceerd.
Het productieproces voor e-fuel varieert afhankelijk van de gewenste vorm. Er worden twee primaire processen gebruikt: Power-to-Gas en Power-to-Liquid. Deze processen omvatten doorgaans twee tot drie fasen. Eerst wordt waterstof (H2) geproduceerd door middel van waterelektrolyse met behulp van hernieuwbare elektriciteit. Deze waterstof wordt vervolgens gecombineerd met een ander molecuul, zoals koolstofdioxide (CO2) voor e-crude en synthetische methaan/methanol, of stikstof (N2) voor synthetische ammoniak. Synthetische ruwe olie vereist extra raffinage, vergelijkbaar met fossiele olie, om synthetische kerosine of diesel te produceren.
E-methaan, e-methanol, e-diesel en e-kerosine worden gecategoriseerd als synthetische koolwaterstoffen, waardoor ze CO2 in hun productieprocessen moeten opnemen. CO2 kan rechtstreeks uit de atmosfeer worden gehaald of worden verkregen uit industriële installaties met behulp van fossiele brandstoffenDe keuze van de CO2-bron heeft invloed op de milieuvoordelen, de productiekosten en de levenscyclusanalyse van de synthetische brandstof.
Een alternatieve methode voor de productie van synthetische ruwe olie is hoge-temperatuur H2O/CO2 co-elektrolyse, wat een korter proces is dat de noodzaak van hernieuwbare waterstofinput in het begin elimineert. Hoewel het de productiviteit verhoogt en mogelijk investeringskosten verlaagt, is deze technologie minder volwassen, waarbij de meeste initiële productieprojecten in hun eerste fase kiezen voor waterstofproductie via elektrolyse bij lage temperaturen.
Zie ook: Wat is hernieuwbare dieselbrandstof?
Wat zijn de voor- en nadelen van e-brandstoffen?
Voordelen van e-brandstoffen:
- Compatibiliteit met bestaande voertuigen: E-brandstoffen kunnen worden gebruikt in standaard personenauto's, bestelwagens en zware vrachtwagens, zonder dat er aanpassingen nodig zijn.
- Snel tanken: Het tanken van elektrische brandstoffen in voertuigen is een snel proces, waardoor het zeer geschikt is voor voertuigen die lange afstanden afleggen, zoals vrachtwagens.
- Gebruik van bestaande infrastructuur: Er is geen nieuwe infrastructuur nodig: bestaande raffinaderijen, pijpleidingen, brandstofwagens en benzinestations kunnen worden gebruikt.
- Mengbaarheid: E-brandstoffen kunnen naadloos worden gemengd met fossiele brandstoffen in elke gewenste verhouding, vergelijkbaar met het mengen van ethanol in loodvrije benzine.
- CO2-emissiereductie: De invoering van e-brandstoffen kan leiden tot een aanzienlijke vermindering van de CO2-uitstoot in het Verenigd Koninkrijk.
Nadelen van e-brandstoffen:
- Hoge productiekosten: E-brandstoffen zijn momenteel duur om te produceren. Geschat wordt dat de kosten ongeveer £37.24 per imperial gallon bedragen. Naar verwachting zullen de kosten uiteindelijk dalen tot ongeveer £6.30.
- Beperkte productieschaal: E-brandstoffen worden momenteel niet in grote hoeveelheden geproduceerd.
- Lokale vervuilingsemissie: Voertuigen die op elektrische brandstoffen rijden, stoten nog steeds schadelijke gassen uit, die bijdragen aan lokale vervuiling.
- Energie intensief: Er wordt beweerd dat e-brandstoffen meer energie per kilometer vergen, vooral tijdens het productieproces, vergeleken met elektrische auto's.
Lees ook: Wat is Refuse Derived Fuel (RDF)?
Wat zijn de toepassingen van e-brandstoffen?
Toepassingen van e-brandstof zijn als volgt:
- Emissies van zware mobiliteit: Ongeveer een kwart van de wereldwijde CO2-uitstoot is afkomstig van zware mobiliteit. E-brandstoffen zijn van vitaal belang, vooral in maritiem en luchttransport, waar volledige elektrificatie een uitdaging is.
- Compatibiliteit van de infrastructuur: E-brandstoffen maken gebruik van bestaande infrastructuur en concurreren daarmee met traditionele fossiele brandstoffen en biobrandstoffen.
- Luchtvaart E-kerosine: Naar verwachting zal e-kerosine in 2070 bijna 40% van de energiebehoefte van de luchtvaart dekken.
- Groene waterstof en synthetische brandstoffen: Veelbelovende projecten zijn gericht op de productie van groene waterstof en afgevangen CO2 voor de productie van kosteneffectieve e-brandstoffen.
- Lopende projecten: Wereldwijd zijn er initiatieven om e-brandstoffen te ontwikkelen, waaronder de productie van synthetische methanol voor schepen in de Noordzee, zoals de Project Haven van Antwerpen.
Moet lezen: Is propaan een fossiele brandstof?
