211service.com
Biobrandstoffen kweken
Biobrandstoffen geproduceerd uit plantaardige en dierlijke grondstoffen groeien met 10 procent per jaar. Desalniettemin, als biobrandstoffen ooit meer dan een klein percentage van transportbrandstoffen zullen leveren, zal de technologie nieuwe, efficiëntere productiemethoden nodig hebben. Het meest recente teken van een dergelijke investering in nieuwe productiemethoden is de samenwerking van Royal Dutch Shell met de Duitse biodieselinnovator Choren Industries.
De technologie van Choren lost een belangrijke beperking op met de huidige biobrandstoffen: de meeste beginnen als grondstoffen zoals glucosestroop of plantaardige olie, waar al veel vraag naar is als voedsel. Concurrentie om deze grondstoffen stuwt dus de prijs van conventionele biobrandstoffen en beperkt uiteindelijk zelfs hun productievolumes. Een recentelijk in opdracht van de Canadese regering uitgevoerde studie concludeerde bijvoorbeeld dat het ombuigen van de helft van de forse export van canola van dat land naar de binnenlandse productie van biodiesel, slechts genoeg biodiesel zou opleveren om aan 2,7 procent van de huidige vraag naar diesel in Canada te voldoen.
Choren en andere vernieuwers van biobrandstoffen zoals de Canadese ethanolontwikkelaar Iogen (ook een partnerschap aangegaan met Shell) werken in plaats daarvan met biomassa - organische resten zoals zaagsel - die even overvloedig als goedkoop zijn. Uit hetzelfde Canadese onderzoek bleek bijvoorbeeld dat de biodiesel die uit slechts 10 procent van het landbouwafval van het land wordt geproduceerd, 16,7 procent van zijn honger naar diesel zou stillen.
Choren breekt biomassa af in een gasvormig mengsel van koolmonoxide en waterstof en gebruikt vervolgens katalysatoren om dit synthesegas, of syngas, weer samen te stellen tot dieselbrandstof. Historisch gezien ontwikkelde nazi-Duitsland dit zogenaamde Fischer-Tropsch-proces om synthetische brandstoffen uit steenkool te produceren. Shell gebruikt het om diesel uit aardgas te maken.
Vergeleken met kolen en aardgas is biomassa echter een lastige grondstof. Dat komt omdat het veel grote, complexe moleculen bevat en dezelfde apparatuur die de gemineraliseerde koolstof in kolensmoorspoelen op de teerachtige koolwaterstoffen in biomassa gemakkelijk afbreekt.
Volgens Matthias Rudloff, hoofd business development bij Choren, is het resultaat een onzuiver synthesegas dat niet geschikt is voor verwerking. De teer plakt overal, op elke warmtewisselaar. Buizen raken binnen een paar uur verstopt, zegt Rudloff.
Maar Choren-oprichter Bodo Wolf maakte van de teer een voordeel. Wolf komt van het voormalige Oost-Duitse verbrandingsonderzoeksinstituut, waar hij hielp bij het ontwikkelen van apparatuur om steenkool om te zetten in chemicaliën, motorbrandstoffen en elektriciteit. Hij ontdekte dat het type hogetemperatuurprocessen dat in Oost-Duitsland de voorkeur had, geschikt was om biomassa aan te pakken. Zijn belangrijkste innovatie was echter het toevoegen van een verwerkingsstap aan de voorkant.
Eerst verwarmt het proces van Choren biomassa tot 500 C, waardoor de teer in een gas verandert. De koolachtige kool die achterblijft, wordt vervolgens vermalen tot een poeder en samen met de gasvormige teer in een kamer met hoge temperatuur geblazen. De resulterende chemische reacties en temperaturen tot 1600 C breken de teer af en zetten tegelijkertijd de koolstofkool om in syngas dat zuiver genoeg is voor Fischer-Tropsch-chemie.
Steve Brown, de in Londen gevestigde commercieel manager voor biobrandstoffen van Shell, zegt dat het resultaat een in eigen land geproduceerde brandstof is die beter presteert dan zowel op aardolie gebaseerde als op plantaardige olie gebaseerde biodiesel. Brown zegt dat studies die rekening houden met elke joule energie die wordt verbruikt bij het verbouwen of verpompen van grondstoffen en brandstofproductie, aantonen dat autorijden op vergassing biodiesel 85-90 procent minder klimaatveranderende koolstofdioxide produceert dan het gebruik van fossiele diesel, terwijl conventionele biodiesel slechts 50 procent reductie oplevert.
Het gebruik van de biodiesel van Choren genereert ook minder roet en smog omdat de brandstof geen van de zwavel bevat die in conventionele diesel wordt aangetroffen en weinig aromatische koolwaterstoffen, zoals benzeen. Autofabrikanten DaimlerChrylser en Volkswagen, die de proeffabriek van Choren hielpen financieren, testten met zijn brandstoffen en maten een daling van 30-50 procent in uitlaatroet en tot 90 procent minder smogvormende verontreinigende stoffen, vergeleken met de schoonste soorten conventionele diesel.
Het geld en de expertise van Shell helpen Choren bij het bouwen van 's werelds eerste commerciële biomassa-naar-biodieselfabriek. Begin 2007 verwacht het bedrijf jaarlijks ongeveer 67.000 ton biomassa te verbruiken en 15.000 ton biodiesel uit te pompen. Als alles goed gaat, is Choren van plan een reeks grotere fabrieken te bouwen die elk 200.000 ton biodiesel per jaar kunnen verpompen.
Maar zelfs op die schaal zal de biodiesel van Choren prijzig zijn. Rudloff voorspelt dat Choren biodiesel zal produceren voor € 0,70 per liter (ongeveer $ 3,10 per gallon). Dat is marginaal meer dan de kosten van conventionele biodiesel en twee tot drie keer meer dan groothandelsdiesel in de Verenigde Staten.
Shell's Brown waarschuwt echter dat de prijs per liter van biodiesel niet het hele verhaal is. Hij zegt dat Shell gelooft dat het gebruik van biobrandstoffen de komende vijf jaar zal verdubbelen omdat het reageert op de druk van de overheid om de CO2-uitstoot te verminderen en de energiezekerheid te versterken, en dat deze voordelen uiteindelijk zullen worden beloond. De prijs per liter is misschien hoger, zegt Brown, maar qua prijs per gram bespaarde CO2 is het misschien wel heel concurrerend.
Brown zegt dat stimuleringsmaatregelen van de overheid het speelveld al gelijk maken. Veel Europese landen, waaronder Duitsland, Oostenrijk, Italië en Spanje, stellen biodiesel vrij van hun hoge brandstofbelasting. Dieselbrandstof wordt momenteel verkocht voor € 1,05 per liter in Freiberg, waarvan € 0,65 belasting. Dat laat voldoende ruimte om biodieselproducenten als Choren en Shell winst te garanderen.
Het is dan ook niet verwonderlijk dat Shell in Duitsland – Europa’s leider in de productie en consumptie van biodiesel – nu een belangrijke distributeur van conventionele biodiesel is. Momenteel koopt het bedrijf zijn biodiesel van onafhankelijke leveranciers en mengt het vervolgens tot 5 procent in de diesel die het in heel Duitsland verkoopt. Ongetwijfeld zouden ze er de voorkeur aan geven om hun eigen te verkopen.