Duurzame luchtvaartbrandstof maken uit lucht. Te mooi om waar te zijn? Nee, want het is daadwerkelijk mogelijk om van CO₂ uit lucht, via een aantal tussenstappen, duurzame luchtvaartbrandstof te maken. Hoe dat precies werkt, legt Tijmen van Loon in deze blog uit. Tijmen is projectleider in het Future Fuels Team van het Amsterdamse SkyNRG, pionier en belangrijke internationale speler op het gebied van duurzame luchtvaartbrandstof. Hij houdt zich onder meer bezig met het ontwikkelen van innovatieve productietechnologieën die nog niet op commerciële schaal bewezen zijn. Zenid is zo’n technologie.

CO₂ hangt gewoon om ons heen
Je kunt duurzame luchtvaartbrandstof maken uit bijvoorbeeld olie en uit frituurvet. Het probleem hierbij is dat olie en vet als grondstof gelimiteerd is. Er is wereldwijd slechts een beperkte hoeveelheid olie en vet beschikbaar. Deze hoeveelheid raakt een keer op en dan stokt de productie van duurzame luchtvaartbrandstof. CO₂ hangt daarentegen gewoon om ons heen in de lucht. Er zit geen limiet aan deze grondstof. CO2 is overal. Waarom zou je daar geen duurzame luchtvaartbrandstof van maken?!

Direct uit de lucht vangen
Olie en vet hebben misschien als voordeel dat je ze keurig in een container of vat krijgt aangeleverd. CO₂ moet je eerst afvangen uit de lucht. Zenid doet dit met behulp van een technologie die Direct Air Capture, kortweg DAC, heet. Klimaatpionier Climeworks heeft deze technologie ontwikkeld. In IJsland staat al een proeffabriek die CO₂ afvangt uit de lucht en vervolgens onder de grond pompt om het op te slaan. Bij Zenid gaan we voor het eerst in de geschiedenis een stap verder en gebruiken we CO₂ voor de volgende processtap.

Zenid koppelt beproefde technologieën aan elkaar
Eenmaal afgevangen uit de lucht gaat CO₂ naar een co-elektrolyse unit, ontwikkeld door Sunfire, marktleider op het gebied van elektrolysers. Deze unit zet CO₂ om in CO en tegelijkertijd water in waterstof. CO en waterstof heten samen ook wel syngas, een samenvoegsel van ‘synthetisch’ en ‘gas’. Dit syngas gaat vervolgens naar een Fischer-Tropsch reactor, die het syngas omzet in koolwaterstofketens. Dan begint het product al aardig op kerosine te lijken, want kerosine bestaat ook uit koolwaterstofketens. De reactor maakt ketens van verschillende lengtes, die vervolgens weer worden teruggebracht naar de juiste ketenlengte voor duurzame kerosine. Dit is een bekende technologie uit de olie-industrie, upgrading genaamd.

Je kunt dus stellen dat Zenid gebruik maakt van beproefde technologieën. Wat Zenid zo innovatief maakt, is dat we deze technologieën voor het eerst aan elkaar koppelen tot één productieproces.

Duurzame luchtvaartbrandstof maken op eigen luchthaven
Als je kijkt naar de ontstaansgeschiedenis van Zenid, dan begon deze een paar jaar geleden met de wens van Rotterdam The Hague Airport (RTHA) om duurzame luchtvaartbrandstof te kunnen maken op de eigen luchthaven. We hebben naar aanleiding van deze wens in 2019 een eerste haalbaarheidsstudie verricht. Tijdens het uitvoeren van deze studie bleek Direct Air Capture al snel een logische keuze, omdat er op het luchthaventerrein alleen CO₂ als grondstof aanwezig is. We hebben destijds nog wel gekeken naar bijvoorbeeld het verzamelen van frituurvet uit het bedrijfsrestaurant en het luchthavenrestaurant, en het planten van gewassen waarmee je plantaardige olie kunt produceren naast start- en landingsbaan. Deze grondstoffen zijn heel interessant, maar werden al nagestreefd door andere SAF-projecten in de markt. Bij CO₂ was dat nog niet het geval.

Van een proeffabriek op de luchthaven naar een proeffabriek op de Maasvlakte
Geheel passend bij de wens van RTHA om op de luchthaven duurzame brandstof te maken, was de eerste proeffabriek van Zenid voorzien op het luchthaventerrein zelf. Uiteindelijk zijn we toch uitgeweken naar de Uniper Energy Hub op de Maasvlakte, in het havengebied van Rotterdam. Daar is alle infrastructuur die we nodig hebben voor een proeffabriek, inclusief groene stroom afkomstig van een windpark vlak voor de kust.

Eerst 4000 liter, daarna opschalen
De proeffabriek produceert in de beginfase 4000 liter duurzame luchtvaartbrandstof per dag. Dat lijkt niet veel, zeker als je je bedenkt dat in de brandstoftank van een Boeing 737-800 maar liefst 26.000 liter past. Om te komen tot een schaal waarop écht significante hoeveelheden duurzame luchtvaartbrandstof kunnen worden geproduceerd, moet je beginnen met kleine stapjes. Je moet investeerders laten zien wat er mogelijk is, om Zenid vervolgens verder te brengen en op te schalen.

Voor dat opschalen zijn trouwens – naast investeerders – ook grote hoeveelheden groene stroom nodig, want het productieproces van Zenid kost energie. Het kan dan natuurlijk niet zo zijn dat we fossiele energie gebruiken voor de productie van duurzame luchtvaartbrandstof. Dan dragen we spreekwoordelijk water naar de zee. In Nederland is groene stroom, net als duurzame luchtvaartbrandstof, op dit moment helaas nog vrij schaars.

Wereldwijde interesse
Wat gelukkig niet schaars is, is de wereldwijde interesse in Zenid. We zien dat deze interesse in een stroomversnelling raakt door wet- en regelgeving op het gebied van duurzame energie en duurzame luchtvaartbrandstof, met name in Noord-Amerika en Europa. Geholpen door deze wet- en regelgeving ontstaat momentum. Ook in landen als China, Singapore en Hong Kong gebeurt al een hoop op dit gebied.

Van interesse naar partnerschap
Soms gaat de interesse in Zenid nog een stapje verder. Het Duitse energiebedrijf Uniper, bijvoorbeeld, heeft zich in 2021 bij Zenid aangesloten als partner. Uniper heeft als doelstelling om in 2035 volledig energieneutraal te zijn en ziet in Zenid dé oplossing om dit mogelijk te maken. We verwachten dat in de toekomst meer energiebedrijven zich bij Zenid aansluiten.

Deze partnerschappen passen uitermate goed bij de visie van Rotterdam The Hague Innovation Airport (RHIA), het innovatieplatform van de luchthaven en belangrijke partner van Zenid. RHIA gelooft dat geslaagde innovaties ontstaan uit – soms onverwachte – coalities. En daar sluit ik me volledig bij aan. Het zijn juist deze coalities en partnerschappen die zorgen dat kennis en expertise samen komen. En enthousiasme, want dat is er bij RHIA en Zenid in overvloed. Het is gaaf om samen de toekomst van duurzame luchtvaart vorm te mogen geven. Zenid staat nu misschien nog in der kinderschonen, maar er staan grootse dingen te gebeuren. Houd ons vooral in de gaten.