terug

Emissievrij vliegen - Een blik op toekomstige technologieën

In de luchtvaart bieden Sustainable Aviation Fuel (SAF) momenteel de grootste kans om de uitstoot van CO en broeikasgassen aanzienlijk te verminderen. Dit is een veelbelovende technologie die voor iedereen toegankelijk is via het Book & Claim-proces.

Het artikel ‘Uit het laboratorium van de toekomst’ presenteert de bevindingen van de afdeling Corporate Research & Development, die nauw samenwerkt met verschillende afdelingen en branches, evenals het DACHSER Enterprise Lab van Fraunhofer IML en andere onderzoeks- en technologiepartners.
Het artikel ‘Uit het laboratorium van de toekomst’ presenteert de bevindingen van de afdeling Corporate Research & Development, die nauw samenwerkt met verschillende afdelingen en branches, evenals het DACHSER Enterprise Lab van Fraunhofer IML en andere onderzoeks- en technologiepartners.

Sustainable Aviation Fuel (SAF) is een algemene term voor klimaatvriendelijke vliegtuigkerosine, die over het algemeen kan worden gebruikt om de huidige vliegtuigen aan te drijven zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties. Het gebruik van SAF heeft het potentieel om de operationele netto broeikasgasemissies van een vliegtuig tot vrijwel nul te reduceren. Naast efficiëntiemaatregelen, maakt dit SAF tot een van de belangrijkste technologieën van de luchtvaartindustrie om de doelstelling van netto nuluitstoot bij langeafstandsvluchten te bereiken. Hoewel deze doelstelling nog ver weg is, wordt SAF al op bepaalde routes gebruikt en is het zaak de onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten op dit gebied te stimuleren.

Wat SAF fundamenteel klimaatvriendelijk maakt, is het feit dat het productieproces van de brandstof kan worden gecompenseerd met de onvermijdelijke uitstoot van broeikasgassen bij de verbranding ervan in straalmotoren. SAF wordt vervaardigd met synthetische of plantaardige grondstoffen die zelf koolstofdioxide uit de atmosfeer hebben onttrokken door middel van kunstmatige of biologische processen. De hoeveelheid CO
die op deze wijze reeds is verwijderd, vormt de vermindering van de broeikasgasemissies in vergelijking met het gebruik van conventionele fossiele kerosine. Zo ontstaat een zogenaamde gesloten koolstofkringloop.

De huidige en toekomstige CO
-besparing hangt af van een reeks technologische aspecten. Om technische redenen mogen de meeste SAF's die momenteel zijn goedgekeurd veel vliegtuigen niet meer dan 50% uitmaken van een mengsel met conventionele kerosine. Dit halveert de potentiële broeikasgasreductie van een vliegtuig. In onderzoeksprojecten en tests wordt gewerkt aan het creëren van betere mengverhoudingen die in de komende jaren hogere percentages SAF mogelijk moeten maken.

Brandstof uit afval

Tegenwoordig zijn de meestgebruikte SAF's gebaseerd op plantaardige oliën, afval en lipiden en worden zij omgezet in koolwaterstoffen door middel van een katalytische reactie met toevoeging van waterstof. Qua vervaardiging en basisingrediënten zijn deze hydroprocessed esters en vetzuren (HEFA) vergelijkbaar met gehydrogeneerde plantaardige oliën (HVO), die kunnen worden gebruikt als biodiesel in vrachtwagens en locomotieven. Vanuit het oogpunt van duurzaamheid is het van belang zo dicht mogelijk aan te sluiten bij de specificaties voor geavanceerde biobrandstoffen zoals die zijn vastgelegd in de richtlijn hernieuwbare energie (RED II) van de Europese Unie. Dit betekent dat oliën uit voedselgewassen voornamelijk moeten worden vervangen door plantaardige afvaloliën en dierlijk en plantaardig afval. Europa's toonaangevende SAF-fabrikanten, zoals Neste, benadrukken dat alleen dit soort biomassa mag worden gebruikt. Aangezien de resterende uitstoot van broeikasgassen een onvermijdelijk bijproduct is van de productie van biomassa, heeft HEFA SAF het potentieel om de uitstoot van broeikasgassen met 50 tot 80 procent te verminderen in vergelijking met conventionele kerosine, mits het gebruik van 100 procent SAF wordt toegestaan. Zonder rekening te houden met overheidssubsidies zouden de kosten per ton vermeden koolstofdioxide-equivalent (CO) door het gebruik van deze SAF-kerosine tussen 800 en 1000 euro bedragen.

In de toekomst zal het gebruik van geavanceerde processen zoals ‘biomass to liquid’ (BtL) om biomassa om te zetten in SAF waarschijnlijk toenemen. Hier ligt het potentieel voor broeikasgasreductie tussen 60 en 90 procent.

In de toekomst zal het gebruik van geavanceerde processen zoals ‘biomass to liquid’ (BtL) om biomassa om te zetten in SAF waarschijnlijk toenemen. Hierbij zouden met name verschillende afvalmaterialen uit de hout- en bosbouwindustrie worden gebruikt om kerosine voor de luchtvaart te produceren. Hier ligt het potentieel voor broeikasgasreductie tussen 60 en 90 procent. Aangezien deze processen nog steeds ongeveer 25 procent duurder zijn dan HEFA, is het gebruik ervan zeldzaam. Maar gezien de hoeveelheid SAF die in de toekomst nodig zal zijn, wordt aan deze productiemethode een aanzienlijk potentieel toegekend.

Duurzame brandstoffen verminderen de CO2-uitstoot van vliegtuigen
Duurzame brandstoffen verminderen de CO2-uitstoot van vliegtuigen

Wettelijke vereisten

Naast biomassa zijn er ook plannen om elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen te gebruiken om SAF te produceren. Power to liquid (PtL) is een proces waarbij elektriciteit via elektrolyse wordt omgezet in waterstof, die vervolgens wordt gemengd met CO om koolwaterstofketens te produceren met de eigenschappen van kerosine. De CO is afkomstig van biomassa of wordt met technische middelen rechtstreeks aan de atmosfeer onttrokken. De PtL-technologie leidt tot een broeikasgasreductie van bijna 100 procent tijdens de vlucht. PtL SAF is momenteel veel duurder dan HEFA SAF en wordt slechts in enkele kleinschalige fabrieken geproduceerd.

De EU-wetgeving voorziet voor de komende jaren een geleidelijke toename van het aandeel SAF dat wordt gebruikt bij het tanken van vliegtuigen op Europese luchthavens. Hierdoor zal het aandeel stijgen van minder dan 1 procent nu tot 2 procent in 2025, gevolgd door een reeks verhogingen tot ongeveer 63 procent in 2050. Dit is bepaald in de ontwerpverordening ReFuelEU Aviation. Het aandeel PtL in het SAF-gedeelte van mengsels moet tegen 2030 ongeveer 0,7 procent bedragen, tegen 2040 ongeveer 8 procent en tegen 2050 28 procent. Met andere woorden, zoals blijkt uit de doelspecificaties van de EU, zal SAF pas in 2040 een aanzienlijk deel van de in de Europese luchtvaart gebruikte brandstof uitmaken. Het plan is om een aanpak op basis van biomassa (BtL) te gebruiken naast die op basis van elektriciteit (PtL).

Verschillende luchtvaartmaatschappijen en expediteurs bieden bedrijven en particulieren die een bijdrage willen leveren aan de verhoging van het aandeel van SAF in de luchtvaart, reeds de mogelijkheid om tegen betaling vluchten op SAF te boeken. Om economische en organisatorische redenen wordt SAF niet altijd gebruikt in het vliegtuig waarmee de vracht of de passagier vliegt. In plaats daarvan dwingt de aankoop van SAF-certificaten de luchtvaartmaatschappij of de luchthaven om SAF te gebruiken in tanksysteem. Er is een erkende verificatieprocedure om ervoor te zorgen dat het broeikasgasbesparende effect daadwerkelijk plaatsvindt en slechts aan één luchtvaartmaatschappij en één klant wordt gecrediteerd. Deze Book & Claim-aanpak maakt het voor iedereen mogelijk een waardevolle bijdrage te leveren aan technologische verandering en klimaatactie in de luchtvaart. Qua basisprincipe is deze aanpak, die ook wel ‘insetting’ wordt genoemd, vergelijkbaar met de markt voor hernieuwbare elektriciteit en de handel in bewijzen van herkomst. Ook DACHSER zal voor de Book & Claim-aanpak kiezen wanneer het in 2023 samen met klanten de eerste SAF-projecten lanceert.

Andre Kranke, Hoofd Corporate Research & Development

DACHSER wereldwijd
Neem contact op
Contact Pascal Schroeder