Strategische aanzet voor de Werkgroep Klimaat van LEO over Sustainable Aviation Fuels

Voortkomend uit het advies-Van Geel bestaat, nog niet zo heel lang, rond Eindhoven Airport het Luchthaven Eindhoven Overleg (LEO). De ervaringen ermee zijn tot nu toe gemengd. LEO op zichzelf is van goede wil, maar de regering trekt zich er tot nu toe niet al te veel van aan. Dat blijkt bijvoorbeeld uit de Notitie Reikwijdte en Detailniveai voor het MER t.b.v. het nieuwe Luchthavenbesluit (waarschijnlijk 2023).
Zie https://samenopdehoogte.nl/luchthaven+eindhoven+overleg/default.aspx

Binnen LEO kunnen werkgroepen opgericht worden. Ik heb zelf, met steun van BVM2, het voorstel gedaan om een Werkgroep Klimaat op te richten. Dat verzoek is ingewilligd en men is nu in het stadium van kennismaken en richting bepalen.

Emissiereductie van de luchthaven valt niet los te zien van de inzet van Sustainable Aviation Fuels (SAF’s). Straalverkeersvliegtuigen voor de (middel)lange afstand zulnen nog een hele tijd, waarschijnlijk zelfs blijvend, op kerosine aangewezen zijn en het beste is dat die kerosine duurzaam is. (Hybride)elektrisch vliegen gaat intercontinentaal niet werken, en straalverkeersvliegtuigen op waterstof zie ik nog niet meteen rondvliegen, en bovendien heeft het grootschalig opwekken van hernieuwbare waterstof vergelijkbare problemen als het vervaardigen van duurzame kerosine heeft. Ik denk dat als men grootschalig hernieuwbare waterstof zou kunnen maken, het nog steeds het makkelijkste is om die in kerosinevorm in vliegtuigen te stoppen.

SAF’s kunnen bio- of elektro- zijn, maar het beetje SAF wat er nu is, en wat er in de komende jaren zal zijn, is biokerosine.

Schatting NLR van bio- en Power to Liquidkerosine (sept 2021). Het gata om productie in Nederland uit Annex IX-materialen
https://www.nlr.nl/nieuws/nederlandse-productie-van-duurzame-vliegtuigbrandstoffen-voldoet-mogelijk-niet-aan-vraag/

Er gebeurt veel op dit gebied. In de nasleep van Timmermans Fit for 55 heeft de Europese Commissie in juli 2022 een concept-wetsvoorstel neergelegd om de bestaande RED II-richtlijn (die voornamelijk verbiedt om milieu en klimaat te beschermen) uit te breiden met iets dat stimuleert, te weten een Europabrede en met de jaren oplopende bijmengverplichting van SAF.

Deze materie is complex en slechts bij weinigen echt bekend.
Ik ben met een groepsscriptie op dit onderwerp afgestudeerd in de Milieukunde aan de Open Universiteit , zie Bachelor Milieukunde aan de Open Universiteit gehaald

Vandaar dat ik voor de Werkgroep Klimaat een tekst verzorgd heb om een en ander uit te leggen, en om een strategisch voorstel in te dienen voor een takenpakket voor de Werkgroep.
Deze tekst staan hieronder afgedrukt (behoudens enkele kleine redactionele aanpassingen).

Strategische aanzet voor de Werkgroep Klimaat van LEO over Sustainable Aviation Fuels

Een beknopt overzicht van soorten kerosine, met voor- en nadelen

Fossiele kerosine uit ruwe olie na raffinage
Voordeel: vertrouwd, ruim beschikbaar, relatief goedkoop
Nadeel: klimaatschade, direct via CO₂en indirect op grote hoogte, en luchtvervuiling rond het vliegveld
Fossiele kerosine uit kolen en gas na FT-synthese (Fischer-Tropsch) en raffinage
Voordeel: vertrouwd, bestaande grootschalige installaties, matig beschikbaar, iets duurder
Nadeel: klimaatschade (bij gas ongeveer even groot als bij olie, bij kolen een stuk groter), iets duurder
Voordeel: minder luchtvervuiling rond het vliegveld
Biokerosine uit diverse soorten organisch afval via een veelheid aan procedé’s en raffinage
Voordeel: veel minder klimaatschade, zowel minder CO2 (kan tot 85% minder) als minder effecten op grote hoogte , minder luchtvervuiling rond het vliegveld, kan een zinvolle rol spelen bij de recycling van afval, bekende en (HEFA) al commerciële techniek
Nadeel: risico’s voor biodiversiteit en landgebruik, afhankelijk van gemaakte keuzes, vraagt in sommige procedé’s om waterstof (dus duurzame stroom als groene waterstof), is >=3* zo duur, beschikbaarheid nu zeer beperkt maar uitbreidbaar
Power to Liquid-kerosine uit atmosferische of schoorsteen-CO₂(via CO₂ –> CO + O), waterstof uit elektrolyse van water, en dan FT en raffinage
Voordeel: bij groene waterstof kan bijna 100% CO₂besparen en leidt ook op grote hoogte tot minder opwarming, minder luchtvervuiling rond het vliegveld
Nadeel: kost vreselijk veel elektriciteit (orde van grootte van het bestaande elektriciteitsbudget dus beïnvloedt duurzame energieafwegingen op macroschaal), 6 tot 10* zo duur, nog slechts op schaal kleine pilots verkrijgbaar.

Bij 2, 3 en 4 verbetert de luchtkwaliteit rond vliegvelden omdat deze brandstoffen zwavelvrij zijn en minder aromatische koolwaterstoffen bevatten (die veroorzaken extra veel roet).
Andere vormen van luchtverontreiniging blijven bestaan (stikstofoxides, vluchtige organische stoffen die geen zwavel bevatten, zoals formaldehyde)

Verbranding van gewone diesel (links) en Gas to Liquid-brabstof (rechts). Reclame Shell.

2, 3 en 4 hebben een beter gedrag op grote hoogte omdat ze weinig roet uitstoten (roetdeeltjes werken als condensatiekern voor ijskristallen), waardoor er minder strepen in de hoge lucht ontstaan. Die strepen werken netto sterk opwarmend. Zie Synthetische kerosine veroorzaakt minder strepen in de lucht – en daarmee minder klimaatopwarming .

3 en 4 remmen de opwarming sterk tot zeer sterk, omdat koolstof in een snelle kringloop komt.

3 en 4 heten Sustainable Aviation Fuels (SAF’s), als aan de juiste voorwaarden voldaan is. Op de korte termijn voor alle, en op de lange termijn voor de grote intercontinentale vluchten, is een SAF een onmisbare optie.

Bespreking van 4: Power to Liquid – kerosine
Is op de langere termijn de toekomst van de luchtvaart met straalmotoren, waarbij nog moet blijken hoe groot die luchtvaart is. Dat hangt van het grote macroplaatje van de opwekking van hernieuwbare elektriciteit af.
Hoe dan ook, komt deze route pas vanaf ruwweg 2035 beschikbaar. Voor de korte termijn (2030) is men aangewezen op biokerosine met dezelfde beperking dat nog moet blijken welke omvang van de luchtvaart, gegeven de beschikbaarheid, mogelijk is.
Voorlopig is hiermee Power to Liquid voldoende besproken.

Het HEFA=proces op afgewerkte olie en vet

Biokerosine
In praktijk houdt de branche zich op dit moment, voor de korte termijn, bezig met biokerosine. Dat is een complex en omstreden onderwerp.
Er bestaan hier veel misverstanden, reden om nog enkele vormen van onderscheid te maken.

Biokerosine is een substantie binnen een grotere groep biobrandstoffen. Die grotere groep omvat ethanol, biodiesel en biokerosine. Omdat alle kerosine aan hoge eisen van zuiverheid en laag smeltpunt moet voldoen, is het geen biodiesel. Men kan biokerosine wel zien als het eindproduct nadat op ethanol of biodiesel een aantal aanvullende bewerkingen gedaan zijn.
Een essentiëel onderscheid is of een biobrandstof crop based (generatie 1) is of niet-crop based (generatie 2).
Bij crop based is het bedoelde product van een gewas de grondstof (bijvoorbeeld maiskorrels of palmolievruchten). Omdat biodiesel veel langer bestaat dan biokerosine en omdat crop based de oudste techniek is, is een deel van de biodiesel, en veel ethanol, crop based. Crop based is heftig omstreden vanwege de concurrentie met voedsel en water, en via directe of indirecte functieverandering van grond.
Bij niet-crop based bestaat de grondstof òf uit afval (bijv. afgewerkt fritesvet of agrarische resten, òf uit gewassen die op plaatsen groeien waar geen voedselgewassen groeien en die weinig water en verzorging nodig hebben (bijvoorbeeld olifantsgras).
De luchtvaartbranche, of althans een vooruitstrevend deel daarvan, wil de generatie 1-problematiek overslaan en direct instappen op generatie 2. Als men zich aan de eigen ambities houdt, zit er in biokerosine geen palmolie, maar wel fritesvet of olifantsgras of de organische fractie van huisvuil.
Vooralsnog echter is de instap op generatie 2 zelfregulatie.
Alle luchtvaartbrandstoffen moeten aan een VS-kwaliteitsnorm voldoen, de ASTM. Dan mogen ze tot maximaal (meestal) 50% bijgemengd worden met fossiele kerosine. Er zijn nu drie mogelijkheden:
– De ASTM is binnen en er is een commercieel levensvatbare grondstof-proces combinatie. In praktijk is dat nu alleen bij de grondstof afgewerkt olie en vet en het proces HEFA
– De ASTM is binnen maar de grondstof-procescombinatie is commerciëel nog niet levensvatbaar. In die situatie bevinden zich veel grondstof-procescombinaties.
– De ASTM is nog niet binnen en daarom is verdere research nodig.

ReFuelEU-initiatief en daaruit voortkomende wetgeving
Voor hernieuwbare brandstoffen geldt Europese wetgeving. Momenteel betreft dat de Fuel Quality Directive (die voor de luchtvaart momenteel geen rol speelt) en de Renewable Energy Directive II (RED II) van december 2018. (Directives moeten in nationale wetgeving worden overgenomen).
RED II is een uitgebreid document met een brede strekking, waaruit ik hier alleen licht wat voor biobrandstoffen van belang is. RED II is inmiddels in Nederland tot wet verheven.

RED II limiteert voor crop based biobrandstoffen de maximale hoeveelheid, en laat die in enkele gevallen (bijvoorbeeld palmolie) terugvallen tot nul.
Verder benoemt RED II twee categorieën grondstoffen als ‘advanced’:

Annex IX, deel A omvat een aantal met name genoemde afvalsoorten (bijvoorbeeld kolfspillen zonder maiskorrels, mest, houtrestanten en niet-verzaagbare lignocellulosegewassen als olifantsgras)
Annex IX, deel B: afvalolie (biologische) en afvalvet

Miscanthus (in de volksmond olifantsgras)

RED II brengt wel algemene verbodsbepalingen in om ecologie en landgebruik te beschermen die voor alle biobrandstoffen gelden, maar slaagt er niet in om biokerosine te stimuleren. Het industriebeleid van de EU op gebied van biokerosine faalt al jaren, ondanks goede bedoelingen.
Dat komt omdat er te weinig biokerosine is en omdat die duurder is, en omdat er aan biodiesel voor auto’s met minder moeite meer te verdienen is.

Om tot een positief beleid te komen, heeft de Europese Commissie, als onderdeel van het Fit for 55 – pakket, ook een voorstel aan het Europees Parlement gedaan (14 juli 2021), het RefuelEU-aviation initiatief. Dat mondde uit in een formeel wetgevingsvoorstel aan het Europees Parlement “Proposal for a regulation ….. on ensuring a level playing field for sustainable air transport” als een ‘lex specialis’ achter RED II.
Het pakket Fit for 55 , en daarmee de lex specialis, is nog niet door het Europees Parlement behandeld.
Zie https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX%3A52021PC0561 .
De EC definieert in het wetsvoorstel duurzame luchtvaartbrandstoffen (SAF) als identiek aan voornoemde Annex IX A of B, legt ze langs de lat van een groot aantal ecologische criteria zoals opgesomd in de RED II-richtlijn artikel 29, en onderwerpt ze aan een verificatieregime onder RED II, artikel 30.
Crop based-biokerosine wordt niet toegestaan.
Het voorstel bevat een boetebeding.
De aldus gedefinieerde SAF moet in 2025 op alle vluchten vanaf alle Europese vliegvelden voor minstens 2% bijgemengd worden, in 2030 minstens 5% waarvan minstens 0,7% als Power to Liquid, in 2035 20% SAF, waarvan 5% power to Liquid, en zo oplopend tot 63% resp 28% in 2050.
Momenteel zit SAF lager dan 0,1%.

Het Proposal spreekt dus ook over Power to Liquid-brandstoffen, maar gezien de lange termijn waarop dit gaat spelen, en de onzekerheden m.b.t. de groei van het hernieuwbare elektriciteitssysteem op de lange termijn, is er in dit artikel kortheidshalve voor gekozen hier niet dieper op in te gaan.

Reactie van Transport & Environment
Transport & Environment (T&E) vertegenwoordigt de milieu- en natuurorganisaties en is hun groene lobby in Brussel. Ze zijn als regel erg goed in de materie ingewerkt.
Zie ( https://www.transportenvironment.org/discover/refuel-te-recommendations-for-tte-council/ ) .
Hun reactie is positief-kritisch.
Wat betreft de Annex IX A en B merkt T&E op dat deze materialen vaak al een bestemming hebben. T&E roept de EU op om zich niet te snel rijk te rekenen.
De door T&E berekende bijmengpercentages biokerosine liggen lager dan die van de EU en die voor Power to Liquid-kerosine hoger. T&E wil al in 2025 een bescheiden portie Power to Liquid-kerosine (0,03% – qua omvang symbolisch, maar het is geen slechte symboliek).
In hun model zonder groeibeperking is biokerosine in 2050 goed voor ruim 11% van de totale hoeveelheid kerosine, zijnde 57Mtoe (Megaton of oil equivalent = 42PJ). 89% is Power to Liquid.
Maar T&E vindt dat de groei van de luchtvaart moet stoppen. In hun beperkende model beslaat het zakelijk verkeer in 2050 de helft van dat in 2019, en is het leisureverkeer in 2050 gelijk aan dat van 2019. Dan kan biokerosine goed zijn voor 21% van de totale hoeveelheid kerosine, zijnde 31Mtoe (79% Power to Liquid).

Verder vindt T&E dat om klimaateffecten op grote hoogte te beperken, het gehalte aan aromatische koolwaterstoffen ook in fossiele kerosine (nog lang in gebruik) moet worden teruggebracht (minder roet, minder contrails).

Tenslotte vindt T&E dat research op ander gebied dan SAF’s niet vergeten moet worden.

Moleculaire mechanismen voor het ontstaan van roet uit aromatische verbindingen

Relevantie voor de Werkgroep Klimaat
De Werkgroep Klimaat zou het volgende moeten doen, waarbij uiteraard verschillende mensen verschillende rollen spelen:

SAF niet framen als middel om de groei op Eindhoven Airport vol te houden, maar als middel om wat er overblijft aan vliegbewegingen te verduurzamen
Een goed voorlichtingsinitiatief naar de regio opzetten, waarbij op rustige en doordachte wijze ook gevoeligheden rond biokerosine behandeld worden. Een zo objectief mogelijk openbaar boekhoudsysteem dat voor geïnteresseerde leken te volgen is, zou helpen.
In dit initiatief, behalve de klimaatvoordelen, ook de luchtkwaliteitsvoordelen uitleggen.
Wederzijds informatie uitwisselen
Power to liquid-kerosine als basis voor regionale industriepolitiek aanmerken, gezien de researchagenda van de TU/e en Brainportkwaliteiten
Van Geel bepleit in ‘Opnieuw verbonden’ hogere bijmengpercentages (minstens 5% in 2023 en 14% in 2030, liefst meer). Ook de Nederlandse luchtvaartbranche heeft 14% in 2030 bepleit.
Het staat luchthavens vrij om sneller hogere bijmengpercentages na te streven, mits binnen het vastgestelde kwalitatieve kader. Dat betekent een assertieve opstelling waardoor Eindhoven Airport sneller gaat dan gemiddeld.
Kijken hoe de voorgenomen cap op de CO₂-emissies van regionale luchthavens, die in de concept-Luchtvaartnota staat, past bij een SAF-verhaal
Vooralsnog is ReFuelEU nog maar een voorstel van de EC aan het Europees Parlement. Zo ook het pakket Fit for 55. Het moet blijken of, en zo ja hoe, dit voorstel gaat varen en hoe lang het duurt.
Eindhoven Airport zou kunnen handelen alsof het voorstel aangenomen gaat worden.
Er bestaat goede en slechte handhaving. Zo ook met verificatieprocedures. Bovendien berusten de voorstellen van de luchtvaartmaatschappijen op dit moment nog op alleen zelfregulatie.
Op Eindhoven Airport moet vanaf de eerste druppel SAF een adequate certificering gelden. Er bestaat in elk geval minstens één algemeen aanvaarde certificering voor de luchtvaart, die van de RSB (Roundtable on Sustainable Biomaterials, https://rsb.org/aviation/ ). RSB heeft al een RED II – certificeringssysteem (https://rsb.org/2022/02/08/rsb-eu-red-recognised-under-red-ii/)
Mogelijk wordt de certificering vanuit Schiphol aangeleverd, maar dat moet dan eerst blijken.
De organisatie van de levering van SAF op Eindhoven georganiseerd krijgen. Er zal ergens gemixed moeten worden. Waar en hoe, gegeven de levering vanuit tankwagens.
Meer algemeen verdient de verhouding met de luchtvaartmaatschappijen aandacht, en de invloed die Eindhoven Airport op de brandstoflevering kan hebben
Compensatiebetalingen en een bijbehorend fonds bestrijden eerder een symptoom dan een oorzaak, maar dat is geen reden om compensatie in de regio achterwege te laten (bijvoorbeeld gezien de bossenstrategie van de provincie en plannen als bijvoorbeeld rond De Peel). Het vraagt wel om een goede analyse van projecten, bijvoorbeeld hoe ze zich houden op de lange termijn en in hoeverre ze al uit andere bron gedekt zijn (dubbeltelling).
Voor de kortere afstanden zal ook (hybride) elektrisch vliegen een bijdrage gaan leveren. De Werkgroep moet betrokken worden bij het hoe en waarom daarvan.
Kijken of de Werkgroep een positie kan hebben inzake Defensie

200.000 vliegbewegingen in Nederland in 2030?

Opdracht van en presentatie aan Tweede Kamer, en de 200.000
De vaste Kamercommissie voor Infrastructuur en Waterstaat (I&W) had Paul Peeters ((lector Academie voor Toerisme, Breda university of applied sciences) en Joris Melkert ( docent luchtvaarttechniek, Faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, TU Delft) gevraagd om een eerdere factsheet uit 2018 voor genoemde commissie te updaten. Melkert en Peeters zijn de absolute coryfeeën in Nederland op hun gebied (respectievelijk vliegtuigbouw en duurzaam toerisme).
De vraagstelling van de kamercommissie was technisch: de technische mogelijkheden van voor duurzame vliegtuigen, de bijbehorende milieu-impact, bedrijfseconomische aspecten en de verwachte tijdsduren waarop een en ander breed kon zijn ingevoerd. De kamercommissie had geen maximale aantallen vliegbewegingen besteld.

Het resultaat was een document “Toekomst verduurzaming luchtvaart: een actualisatie” en een presentatie voor de commissie.
Het document is te vinden op www.tweedekamer.nl/debat_en_vergadering/commissievergaderingen/details?id=2021A02775 .
De presentatie (die op 21 juni 2021 plaatsvond) is terug te zien op https://debatgemist.tweedekamer.nl/debatten/de-heren-peeters-en-melkert-update-van-de-factsheet-toekomst-verduurzaming-luchtvaart .

De presentatie werd bijgewoond door een Tweede Kamerlid van de Partij voor de Dieren, de VVD en het CDA. Dat is niet veel voor een commissie die zelf de opdracht gaf.

De gevraagde technische briefing staat in het document. Het getal 200.000 vliegbewegingen staat niet in de tekst van de factsheet.

In hun mondelinge presentatie noemden Melkert en Peeters het getal van maximaal ongeveer 200.000 vliegbewegingen met gangbare verkeersvliegtuigen in Nederland (in 2019 waren er dat volgens het CBS 552.000 – 500.000 op Schiphol, 39000 op Eindhoven, en de rest elders, vooral Rotterdam). Hierbij horen 81 miljoen passagiers. Gemeten naar de bevolkingsomvang van Nederland in de wereld is dat significant meer dan gemiddeld.

*(Melkert en Peeters in de presentatie voor de Kamercommissie I&W dd 21 juni 2021).*

Dit aantal is in verabsoluteerde vorm de wereld in gekomen (o.a. via Schipholwatch), maar er moet wat omschrijving bij. Bedoeld wordt 2030, en het getal is gebaseerd op een aanname en een redenering.
De redenering is (zie voorgaande figuur) dat

in 2019 in Nederland een hoeveelheid vliegtuigbrandstof getankt is die na gebruik 11,9 Mton (11,9 miljard kg) CO₂ in de lucht gebracht heeft.
Volgens de autonome trend (als je niets doet) loopt dat op tot 14,3 Mton in 2030
De Luchtvaartnota wil dat beperken tot 10,9 Mton in 2030 met maatregelen, die wel aangekondigd zijn, maar die in genen dele hard gemaakt zijn
Die 10,9 Mton is gelijk aan de waarde in 2005.
Voor de rest van Nederland geldt de ambitie dat, om ‘Parijs’ te halen, de emissies in 2030 de helft moeten zijn van die in 1990
Als je dat op de luchtvaart toe zou passen, heeft die in 2030 een budget van 2,3 Mton CO₂ .
Dat is grofweg een vijfde van wat er in 2019 de lucht in ging door 552.000 vliegbewegingen. Ergo zou, bij gelijkblijvende omstandigheden, het aantal vliegbewegingen in 2030 mogen zijn ongeveer 110.000 .
Maar de Luchtvaartnota stelt maatregelen voor die de luchtvaart een beetje verduurzamen en als je aanneemt, dat die helemaal uitgevoerd worden, biedt diezelfde 2,3Mton ruimte voor meer vliegbewegingen. Melkert en Peeters komen dan op rond de genoemde 200.000 vliegbewegingen in 2030. Hoe ze dat doen, hebben ze niet uitgelegd.
Er bestaat technische mogelijkheden, maar die volstaan niet om de luchtvaart aan de klimaateisen te laten voldoen. Daarvoor is een aanvullende, zeer forse, krimp nodig.

De dalende lijn is wat nodig is om de temperatuurstijging onder de 1,5 resp. 2 graad C te houden. De stijgende lijnen zijn de luchtvaartemissies bij verschillende groeimodellen.

De factsheet – klimaat
Dat is dus fors minder dan gewenst en een onaangename waarheid voor de luchtvaartsector. Melkert en Peeters stellen dat de klimaatproblemen van de luchtvaart vooral een probleem van de toekomst zijn. Nu draagt de luchtvaart wereldwijd bij aan 2,5% van de CO₂ – emissies en aan 3,5% van de klimaatverandering (het verschil zit in de niet-CO₂ -effecten). Maar de luchtvaart groeit exponentiëel hard en ergens in de tweede helft van deze eeuw (waar precies, dat hangt er van af wat je aanneemt) snijdt de opgaande lijn van de vliegtuigbroeikasgassen de dalende lijn van wat de rest van de wereld mag. Die mag dan dus niets meer. De luchtvaart wordt een parasitaire bedrijfstak.

Hierna bespreken Melkert en Peeters, zoals gevraagd, de diverse alternatieve mogelijkheden, voor zover technisch van aard. Omdat hier een oeverloze spraakverwarring bestaat, is er een alternatievenschema aangeleverd. De versie in de tekst heeft wat layout-foutjes, die met de versie uit de presentatie en de volledige tekst corrigeerbaar zijn. Zie boven.

Ze zien de hoofdrol weggelegd voor twee routes: de klassieke straalmotor met Power to Liquid-kerosine (e-fuel) en elektrische vliegtuigen met propellers op een brandstofcel, gevoed met waterstof. Beide zijn in deze kolommen eerder besproken. Daaraan zijn nog wel technische problemen verbonden, maar die zijn niet blokkerend.
Probleem is wel dat voor beide alternatieven waterstof nodig is en indien die groen moet zijn, vreet dat stroom. Gesuggereerd wordt om de productie van e-fuels in landen te plaatsen met veel zon. De tekst noemt Abu Dhabi als voorbeeld, en mondeling noemden Melkert en Peeters de Australische woestijn, die dan wel voor een fors deel zou moeten worden vol gezet met zonnepanelen om aan de huidige mondiale behoefte aan vliegtuigbrandstof te voorzien. Maar er zijn nog vele andere doelen die ook graag groene stroom willen, dus het conflicteert hoe dan ook.
Beide routes staan nog in de kinderschoenen. De toekomst is daarom nog moeilijk te voorspellen.

Melkert en Peeters zijn niet enthousiast over biokerosine, zonder overigens de grens tussen biobrandstof en brandstof uit afval duidelijk te definiëren. Er kan wel wat en (voornaamste voordeel) dat kan technisch bijna stante pede. Het kan dus dienen als eerste aanzet bij luchthavens die willen verduurzamen, maar men moet zich er niet aan ophangen (bijvoorbeeld met grote investeringen).
Het CO₂-besparingspercentage en de waterstofbehoefte variëren met het gekozen procedé.
Zie Bachelor Milieukunde aan de Open Universiteit gehaald .

Hybride-elektrisch vliegen valt in praktijk tegen. Emissieloos is het vooralsnog niet en hoe emissiearmer het is, hangt vooralsnog van de uitvoering af.

Al met al formuleren Melkert en Peeters het antwoord op de vraagstelling av de Kamercommissie in een tabel:

*Motoren worden stiller omdat de steeds groter worden. Links de oudste versie van de B737, rechts de B737MAX, op gelijke schaal.*

De factsheet – geluid en luchtkwaliteit
De technische vooruitgang heeft bewerkt dat in gelijkblijvende omstandigheden de geluidshinder, voor zover deze gemeten wordt in L_den , kan afnemen. Nog lopend onderzoek van de TU Delft bij Schiphol bevestigt dat.
De beleving van het geluid is echter niet alleen van de L_den– waarde afhankelijk. Van de 41 stiltegebieden in de provincie Noord-Holland bijvoorbeeld voldoen er 19 niet meer aan de formele eisen voor deze status, enkel door vliegtuiggeluid.
En ook anderszins loopt de gevoeligheid voor vliegtuiggeluid sterk uiteen op het niveau van individuen, ook al doet de statistische oorzaak-gevolgrelatie anders vermoeden.

Ultrafijn stof is een reden tot zorg. De concentraties ultrafijn stof onder vliegroutes is enige malen hoger dan bij overigens vergelijkbare situaties, die niet onder een vliegroute liggen. Rond Schiphol vindt onderzoek plaats.
Het ultrafijne stof komt onder andere vanwege de zwavel, die van nature in fossiele kerosine zit. In de diverse alternatieve vormen van kerosine zit geen zwavel, omdat die er in het productieproces wordt uitgehaald.
Zie Bijgemengde biokerosine halveert de deeltjesuitstoot .

De factsheet – maatregelen van de overheid
Kortheidshalve hier de betreffende passage uit de factsheet:
Er is geen eenvoudige manier om de luchtvaart duurzaam te maken; één ‘silver bullet’ ontbreekt. Dat neemt niet weg dat een consistente aanpak nodig is, waarbij voor het klimaatprobleem zowel de ontwikkeling van e-fuels als die van nul-emissies vliegtuigen nu voortvarend ter hand genomen moeten worden en waarbij tot 2050 het grootste effect met de e-fuels wordt bereikt, maar daarna in toenemende mate van die nieuwe vliegtuigen. Maatregelen kunnen zijn:

Significant meer onderzoek en ontwikkeling
Het sneller vervangen van oude vliegtuigen door schonere en stillere vliegtuigen is vooral
effectief voor geluid en luchtkwaliteit.
Betere operationele procedures (inclusief herindeling luchtruim en invoering Single European Sky)
Significante ontwikkeling van en investeringen in alternatieve “drop in” brandstoffen, met name e-fuels.
Voor de korte tot middellange termijn is verdere toetreding – naast ETS voor EU luchtvaart –
van luchtvaart tot gesloten emissiehandelssystemen effectief.
Sterkere stimulansen om duurzamer te worden, zowel in de vorm van nieuwe wetgeving als
belastingen en maatschappelijke druk
Afhankelijk van het gehele maatregelenpakket, de groei van de wereldwijde luchtvaart sterk
afremmen of tot stilstand brengen.

Over het voorgenomen elektrisch vliegen op Eindhoven Airport

Het voornemen
In een persbericht liet Eindhoven Airport weten dat de luchthaven, samen met die van Rotterdam en Eelde, een proef wil gaan doen met (hybride) elektrisch vliegen (zie EhvA start samen met luchthavens in nederland proef met elektrisch vliegen ). De proef wordt landelijk ondersteund door moederbedrijf Schiphol en het NLR (Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium), en regionaal door de Brabantse Ontwikkelings Maatschappij (BOM) en Brainport Development.

(Hybride) elektrisch vliegen is volgens de luchthavens een techniek die zich snel ontwikkelt. Blijkens een onderzoek van M3 Consultancy moet het mogelijk zijn binnen vijf jaar te vliegen met 4- tot 9-zitters op afstanden tot 500km, met potentie tot 1000km.

Vooralsnog gaat het om proefnemingen, gericht op de inzet te zijner tijd voor lijnvluchten. Een studiedoel is bijvoorbeeld een verzameling van procedures hoe men met een (hybride) elektrisch vliegtuig op de grond moet omgaan.

De ontwikkeling biedt industriepolitieke kansen aan de regio, bijvoorbeeld op het gebied van batterijtechnologie, elektrische vliegtuigmotoren en laadsystemen en mogelijkheden op het gebied van waterstoftechnologie en -infrastructuur.

Commentaar van het Beraad Vlieghinder Moet Minder (BVM2) op de techniek
BVM2 (waarvan ik secretaris ben) heeft geen standpunt dat zich principieel tegen het vliegen als zodanig richt. Het BVM2 richt zich tegen de negatieve gevolgen van het vliegen.

Het elektrisch vliegen kan bepaalde milieuvoordelen bereiken. Als alle vliegtuigen op de accu zouden opstijgen (ook hybride-elektrische, dat zou dan wel gegarandeerd moeten zijn), maakt dat een eind aan een heleboel luchtvervuiling.
(Hybride-)elektrisch vliegen is nog voor lange, onbepaalde tijd propellervliegen. Ook propellers maken geluid, zelfs als ze op een accu draaien. De verwachting is dat deze wijze van opstijgen en landen minder herrie maakt dan het opstijgen van een straalvliegtuig, maar als BVM2 hebben we dat nog nergens geconcretiseerd gezien.
Het valt in elk geval meteen op, dat in het persbericht geen enkele doelstelling geformuleerd wordt m.b.t. de leefomgeving van de omwonenden. Het is “ons” project, slechts gericht op “ons” belang (met “ons” de luchthavens en Brainport).

Ook het woord “klimaat” wordt, zoals bij Brainport gebruikelijk, slechts in combinatie met het voorvoegsel “vestigings” gebruikt. Mogelijk verschuift het gebruik van Eindhoven Airport een stukje richting zakelijk gebruik, daar waar het vliegveld nu, ook volgens de directeur zelf, vooral een vakantievliegveld is. Het moet blijken hoe dat gaat lopen.

Over het fysieke klimaat (dus dat het warmer wordt op aarde met alle gevolgen van dien) zegt het persbericht niets.
De eerste vraag is of het beoogde (hybride) elektrische vervoer toegevoegd wordt aan of in de plaats komt van straalverkeersvliegtuigen.
In het eerste geval zijn er slechts klimaatnadelen.
In het tweede geval hangt het ervan af hoeveel meer er (hybride)elektrisch gevlogen wordt en hoeveel minder er op kerosine gevlogen wordt. Vervolgens is van belang hoe de elektriciteit geproduceerd wordt voor de accu’s, en eventueel (bij hybride elektrisch op brandstofcellen) hoe de waterstof geproduceerd wordt. Dat kan in principe op duurzame wijze, maar dan vreet het duurzame stroom, en dan ontstaat er een link met het totaalplaatje van de verduurzaming van de regio en van Nederland als geheel.
Het is een probleem dat het persbericht op dit vlak geen enkel doel formuleert.

In mei 2018 is het erste hybride-elektrische vliegtuig (van Zunum Aero) verkocht. Het is een tienzitter.

Commentaar van BVM2 in wantrouwen-context
BVM2 heeft al heel lang opvattingen over de verduurzaming van de luchtvaart. De voorgestelde elektrificatie van het vliegen kan daaraan bijdragen, mits mits . Het zou bij dat “mits” helpen als er vertrouwen was in de goede bedoelingen en dat er naar meedenken geluisterd wordt.

Het probleem is echter dat de gang van zaken rond de geluidscontour en het Van Geel-advies veel wantrouwen zaait.
In het Luchthavenbesluit staat een 35Ke – contour met een oppervlakte van 10,3km² . Dat hoort bij 43000 vliegbewegingen van types zoals die ten tijde van de MER gebruikelijk waren (2012).
Inmiddels worden de ingezette vliegtuigen steeds zwaarder, waardoor hetzelfde aantal bij veel meer km² hoort. Hierover zijn in het overleg LEO nog gesprekken gaande onder de titel “referentiescenario”. Die zijn nog niet afgelopen.
In de zienswijze echter van de BOW op de voorgestelde Natuurvergunning van het vliegveld stelde de BOW dat in 2019 de feitelijke gevlogen oppervlak 13,8km² bedroeg (en dat met nog niet eens 43000 vliegbewegingen) . Zie BVM2 levert zienswijze in over natuurvergunning Eindhoven Airport , laatste bladzijde).
Ook uit de, ten behoeve van deze Natuurvergunning, aan het verkeersmodel van Goudappel-Coffeng aangeleverde verkeersgegevens blijkt, dat het vliegveld rekent met 43000 (eventueel 41500) vliegbewegingen met zware toestellen waar gemiddeld 161 mensen in zitten. Met andere woorden: de schending van de geluidscontour wordt hier tot uitgangspunt verheven. Zie Goudappel-Coffeng bewijst: regionale binding EhvA beperkt .

Met andere woorden: kort door de bocht bestaat het gevoel dat de luchtvaartwereld eerst probeert aan de toegestane ruimte ruim 30% bij aan te praten, om vervolgens de 30% van Van Geel er van af te doen. Het Van Geel-advies wordt gesaboteerd.
Deze gang van zaken illustreert de bij luchtvaartactivisten wijd verspreide overtuiging dat de luchtvaartwereld per definitie te kwader trouw is.

In deze context verschijnt nu het persbericht over de elektrificatie van de luchtvaart waarin alleen het belang van de luchtvaartsector benoemd wordt. En waarin, zonder enige poging tot specificatie, hoe dan ook nieuwe geluidsregimes aangezegd worden.

Eindhoven Airport moet er niet raar van staan te kijken dat zelfs een mogelijk verdienstelijk plan nu met argwaan bekeken wordt.

Cie MER maakt beetje gehakt van PlanMER Luchtruimherziening

Voorafgaand
Half januari heeft het Rijk de Ontwerp-Voorkeursbeslissing Luchtruimherziening 2020 uitgebracht. Die wil het Nederlandse luchtruim herindelen. Oefengebieden verschuiven, routes worden verplaatst, daalprofielen worden efficienter gemaakt, enzovoort.
Dit kan zowel positief uitwerken (als de voordelen aan de burger wordt toegerekend) als nadelig (als er alleen maar meer vliegtuigen in de nieuwe corridors gestopt worden.
Voor Brabant is de herindeling mede van belang, omdat hier vijf militaire bases liggen.

Bij de Voorkeursbeslissing hoort een PlanMER.

BVM2 heeft een zienswijze ingediend en daarover een, tamelijk kritisch, stuk op deze site gezet. Dat is te vinden op Gebruik de Luchtruimherziening voor minder geluid en een beter milieu en klimaat!

Het advies van de Commissie voor de milieueffectrapportage
De Commissie voor de milieueffectrapportage (Cie MER) is een onafhankelijke commissie met als taak de zwaardere milieueffectrapportages van commentaar te voorzien. Het is een adviescommissie (het advies heeft geen rechtstreekse doorzettingsmacht) , maar het advies is wel invloedrijk.

In deze traditie heeft de Cie MER ook advies uitgebracht over de PlanMER, horend bij de Voorkeursbeslissing Luchtruimherziening. Dat is te vinden op www.commissiemer.nl/actueel/nieuws/regionale-milieugevolgen-luchtruimherziening-nog-o .

De Commissie is erg kritisch.
Ze gelooft wel dat de vliegroutes korter worden en dat de daalprocedures verbeteren.
Maar de Cie MER vindt ook dat veel essentiële informatie ontbreekt. In het kort:

“De Commissie signaleert bij de toetsing van het MER dat de volgende essentiële informatie ontbreekt om het milieubelang volwaardig te kunnen meewegen bij de Voorkeursbeslissing Luchtruimherziening:

Samenhang tussen lucht- en landzijdige opgaven en besluiten
De mogelijke consequenties voor de luchtruimherziening van besluiten over andere luchtvaartgerelateerde plannen en projecten – zoals de Luchtvaartnota, het nieuwe normen en handhavingsstelsel Schiphol en Lelystad Airport – zijn niet aangegeven. Ook ontbreekt zicht op hoe de luchtruimherziening zich verhoudt tot landzijdige opgaven, bijvoorbeeld het verbeteren van de leefomgevingskwaliteit, het beschermen van de natuur en het realiseren van woningbouw (paragraaf 2.1).
Nadere onderbouwing keuze hoofdstructuur
De stelling dat de meest optimale hoofdstructuur als uitgangspunt voor de herziening van het luchtruim is gekozen, en daarvoor geen realistische alternatieven bestaan, is onvoldoende onderbouwd. De nu gekozen hoofdstructuur resulteert in een vermindering van de emissies. Een hoofdstructuur primair gericht op het maximaal verminderen van de geluidhinder lijkt niet onderzocht, althans de mogelijkheden en consequenties daarvan zijn niet beschreven (paragraaf 2.2).
Regionale verdeling van milieugevolgen
Alleen de gemiddelde milieugevolgen van de luchtruimherziening zijn aangegeven. Geen inzicht is gegeven in de regionale verdeling van de milieugevolgen. De regionale verschillen in milieugevolgen over Nederland kunnen echter naar verwachting zo omvangrijk zijn dat, mede gezien de andere ruimtelijke opgaven, bepaalde keuzes en -uitgangspunten voor de luchtruimherziening onwenselijk of in de praktijk mogelijk zelfs onhaalbaar zijn (paragraaf 2.3).”

Waarna de commissie tien specifieke aanbevelingen doet waarvan het uitvoeren essentieel is om het milieubelang volwaardig mee te wegen. Eigenlijk staat er in nette termen dat dePLanMER herschreven moet worden. Hierna enkele van deze adviezen behandeld, voor zover die relevant zijn voor Zuidoost Brabant.

In de NOVI (Nationale Omgevings Visie) staan het bevorderen van een gezonde en veilige fysieke leefomgeving, het bevorderen van sterke en gezonde steden en regio’s, het zorgdragen voor een woningvoorraad die aansluit op de woonbehoefte, en het verbeteren en beschermen van biodiversiteit en natuurlijke kwaliteiten. In het MER ontbreekt een overzicht van de nationale en regionale opgaven en hoe de luchtruimherziening zich daartoe verhoudt.
De Cie MER wil dat het Rijk beschrijft hoe het hiermee om wenst te gaan.
De geluidswinst die bereikt kan worden zonder de Luchtruimherziening moet benoemd worden en vergeleken met die welke bereikt kan worden met herziening. Ook leefomgeving, woningbouw en natuur moeten meegenomen worden.
De PlanMER geeft effecten die gemiddeld zijn over Nederland. Die kunnen per saldo positief zijn. De Commissie MER wil dat de regionale verschillen al in de PLanMER zichtbaar gemaakt moeten worden en niet, zoals het Kabinet wil, pas in de uitwerkingsfase. Wat de Cie MER betreft, dient die uitwerkingsfase voor lokale vraagstukken. “De regionale effecten kunnen namelijk naar verwachting zo omvangrijk zijn dat bepaalde routekeuzes en -uitgangspunten minder wenselijk zijn of misschien zelfs onhaalbaar”
De Cie MER wil de onzekerheden in de techniek van continu dalen beter uitgewerkt zien. Er is nog veel onzeker en de belangen op de grond kunnen tegengesteld zijn.
De Cie MER wil dat “de gemiddelde en piekgeluidbelasting van de F-35 bij de start, landing en fly-over op minimale en gemiddelde vlieghoogte inzichtelijk gemaakt wrdt. Relateer deze belastingen aan die van een F-16, en aan de geluidniveaus waarop geluidhinder en/of gehoorschade is te verwachten.”
Hierna volgen passages over Noord- en Oost-Nederland.
Over Zuidoost Brabant: “geef inzicht in het cumulatieve effect op de geluidhinder van de introductie van de vierde naderingsroute met bestaande militaire activiteiten in Zuid en Midden-Nederland, bijvoorbeeld voor gebieden waar nu al frequent gevlogen wordt met legerhelikopters en rondom militair Vliegveld De Peel.”
De Cie MER heeft ernstige twijfels of de Natuurvergunning haalbaar is. Mogelijk gaan gemiddeld over Nederland geluid en stikstofemissie omlaag, maar bij een regionale benadering hoeft dat niet per afzonderlijk Natura2000-gebied te gebeuren. De Cie MER vindt ook stikstofoxidenemissie boven de 3000 voet van belang. Mogelijk is hier het voorzorgsbeginsel op zijn plaats en dat betekent dat er ook een worst-case benadering moet plaatsvinden “De Commissie adviseert in een aanvulling op het MER, op basis een worst-case scenario, de haalbaarheid van een ADC-toets op de aspecten stikstofdepositie en geluidsverstoring te onderzoeken. Tevens adviseert de Commissie om een studie te initiëren naar de vraag wat emissies boven de 3.000 voet betekenen voor stikstofdeposities in specifieke door stikstofdepositie overbelaste Natura 2000-gebieden.”
De PlanMER houdt alleen rekening met de grote civiele en de militaire luchtvaart. Maar boven de 6000 voet, waar militaire en civiele piloten zelf hun route mogen kiezen, vliegt nog van alles aan general aviation, parachutistenafgooiers, sportvliegtuigen en helikopters in allerlei soorten en maten. Bijvoorbeeld vanaf kleine vliegvelden als Seppe en Budel. “De Commissie adviseert in een aanvulling op het MER aan te geven wat de gevolgen zijn voor het gebruik van het luchtruim voor general aviation, luchtsporten en helikopterverkeer, en wat de gevolgen zijn voor kleine luchthavens.”

Rechtsgevolgen van het advies?
Zoals gezegd, is de Cie MER een adviescommissie, zij het een belangrijke.

In hoeverre het kabinet zich wat aantrekt van het advies, en in hoeverre het mogelijk is om eventueel juridisch tegen een definitieve versie van de Luchtruimherziening op te treden, moet blijken.

Bedrijven en organisaties doen samen met Natuur & Milieu oproep voor duurzame brandstoffen in de luchtvaart

Ter intro
Natuur&Milieu is uiterst kritisch op biobrandstoffen, maar steunt een Europees initiatief om tot duurzame brandstoffen voor de luchtvaart te komen, mits aan voorwaarden voldaan is. Hieronder de tekst van de oproep en de link naar de Natuur&Milieusite, waar deze tekst te vinden is.
Ik vind het juist dat Natuur&Milieu kritisch is en ik deel hun vier eisen, maar de organisatie is hier echter niet erg precies. En ik zou ook wel eens een gesprek met ze willen over wat er precies wel en niet deugt aan de RED II – richtlijn. Overigens vindt ook fabrikant SkyNRG de RED II – richtlijn niet sterk genoeg ( https://skynrg.com/sustainability/our-sustainability-approach/ )

Er is sprake van duurzame (vooralsnog bio-)kerosine op Eindhoven Airport. Daar hoort, wat mij betreft, een duidelijk protocol bij.

Op de Natuur&Milieupagina wordt doorverwezen naar twee andere locaties.

De eerste doorverwijzing staat halverwege en spreekt over frituurvet als biobrandstof. Ik vind dat badinerend, omdat er wel meer bronnen zijn voor UCOAF-brandstoffen (Used Cooking Oil and Animal Fat) dan alleen fritesvet, en omdat er nog veel meer bronnen zijn voor biobrandstoffen dan alleen de UCOAF-sector.

Diverse grondstoffen en productierooutes voor biokerosine

Een ander bezwaar tegen deze pagina is dat de lezer op het verkeerde been wordt gezet. De fritesvet-pagina gaat over biobrandstoffen in hun algemeenheid (dus bijvoorbeeld ook, en zelfs vooral, voor auto’s), terwijl het hier beschreven Europese initiatief specifiek over biobrandstoffen voor de luchtvaart gaat. Dat is nogal een verschil.
Omdat deze doorverwijzingspagina niet specifiek over de luchtvaart gaat, heb ik hem op deze plaats niet afgedrukt, maar wel de link er naar toe laten staan.
Ik vind overigens dat bijmenging van biobrandstof in personenauto’s moet worden afgeschaft, omdat daarvoor goede alternatieven bestaan. Wat er mogelijk is op biobrandstofgebied, moet naar doelen gaan als de luchtvaart waar geen andere alternatieven bestaan dan bio- of synthetische kerosine.
Naast biobrandstoffen zullen er op termijn ook elektrofuels op de markt komen (ook weer met grote bijbehorende problemen), maar die zullen er waarschijnlijk niet in grote hoeveelheden zijn in het jaar 2030, dat Natuur&Milieu noemt.

De tweede doorverwijzing staat op het einde van het Natuur&Milieuartikel, en gaat naar de tekst van het Europese initiatief waarover het Natuur&Milieuartikel gaat. Omdat dit initiatief specifiek over de luchtvaart gaat, heb ik dit wel integraal afgedrukt.

www.natuurenmilieu.nl/nieuwsberichten/bedrijven-en-organisaties-doen-samen-met-natuur-milieu-oproep-voor-duurzame-brandstoffen-in-de-luchtvaart/

De Europese Unie staat op het punt om nieuwe doelstellingen bekend te maken voor duurzame luchtvaartbrandstoffen voor 2021. Natuur & Milieu roept daarom samen met een coalitie van luchtvaartmaatschappijen (zoals AirFrance-KLM en EasyJet) en Europese milieuorganisaties op om strenge voorwaarden te stellen aan de inzet van deze brandstoffen.

Duurzame biobrandstoffen kunnen als een van de weinige oplossingen al in 2030 de emissies van luchtvaart verlagen. Alleen gemaakt uit rest – en afvalstromen is biobrandstof duurzaam. Maar de grondstoffen zijn schaars en ook in de toekomst zal het aanbod niet veel toenemen. Een te hoge bijmengverplichting zet teveel druk op de brandstoffensector en zal het risico op het gebruik van niet-duurzame brandstoffen doen toenemen. Natuur & Milieu riep daarom het kabinet op om de plannen voor de inzet van biobrandstoffen aan te passen en niet teveel te leunen op bijvoorbeeld het gebruik van frituurvetten. Bekijk onze zienswijze en infographic over frituurvetten als biobrandstoffen.

Aanbevelingen criteria

Om ervoor te zorgen dat de luchtvaart alleen duurzame brandstoffen gebruikt, moet het opschalen van deze brandstoffen op de juiste manier gebeuren. Daarmee kunnen grote negatieve gevolgen voor mens en natuur worden voorkomen. De huidige Europese richtlijn, de Renewable Energy Directive (RED II), biedt onvoldoende zekerheid dat brandstoffen in de EU aan de gewenste duurzame criteria voldoen.

Concrete aanbevelingen van onze coalitie zijn:

Geef voorrang aan e-fuels en fuels uit reststromen
Sluit biobrandstoffen uit voedselgewassen uit
Analyseer de impact van biobrandstoffen op het milieu
Ondersteun verschillende technologische transitiepaden

Wat gaat onze coalitie nu doen? Er wordt onderzocht welke vereisten er verder zijn om ervoor te zorgen dat Sustainable Aviation Fuels in de juiste hoeveelheden en voor de juiste prijs beschikbaar zijn voor bedrijven.

Wil je meer weten over onze gezamenlijke oproep, klik hier.

Aviation sector and NGOs agree on sustainability of future fuels

Transport | 13 jan 2021

Given that EU leaders have committed to achieving a net-zero-carbon economy by 2050, there is a growing focus on how to accelerate the transition towards climate-neutral aviation.

As the European Union is about to unveil new targets for sustainable aviation fuel in 2021, a group of major European aviation companies – including KLM, Easyjet, Air France, International Airlines Group – as well as research organisations and environmental groups are calling for a more stringent policy approach to sustainability and the sector’s climate impact.

In a statement, the group provides recommendations on the sustainability aspects of the EU’s policy design to support Sustainable Aviation Fuels (SAF).

Parties endorsing the Fuelling Flight Initiative share the vision that ramping up SAF in Europe can only be done once and therefore must be done in the right manner. One of the key elements is a regulatory framework that guarantees future-proof sustainability requirements. This cornerstone is needed to build-up production capacity and organise feedstock value chains while avoiding investments that either fail to deliver emission reductions or cause unintended environmental impacts.

The Fuelling Flight initiative was convened by the European Climate Foundation (ECF) and ClimateWorks Foundation (CWF) to provide recommendations on the sustainability aspects of the EU’s policy design to support Sustainable Aviation Fuels (SAF). Technical advice was provided by the International Council on Clean Transportation (ICCT).

Europe must ensure that future policies only promote the most sustainable fuels for reducing the climate impact of aviation, and the EU needs to avoid repeating the mistakes of the past. The current Renewable Energy Directive does not ensure that fuels used in Europe meet the sustainability standards desired by civil society nor of leading airlines. In the Fueling Flight initiative, aviation companies, research organisations and environmental groups have now reached agreement on this important topic, and we propose shared guidelines on how to minimise environmental impacts. Policymakers should take this into consideration when defining a policy framework that is fair, affordable and meets the highest sustainability standards without compromise.”
“ Pete Harrison, Executive Director for EU Policy at the European Climate Foundation

Download
Consensus Statement on Guiding Principles for Supporting the Deployment of Sustainable Aviation Fuels in the EU

Read paper

EC: niet CO2 – klimaateffecten vliegen dubbele van CO2 – effect (update)

Voorgeschiedenis
Het is onomstreden dat de luchtvaart een opwarmend effect op het klimaat heeft.
Zo lang men zich beperkt tot alleen maar de CO₂ die vrijkomt bij de verbranding van kerosine, is dit effect recht toe, recht aan uit te rekenen en bedraagt momenteel 2,4% van het effect van alle door de mens uitgestoten CO₂ .

Maar vliegtuigen vliegen op zo’n 10 km hoogte en daar is het rond de -40°C , is de lucht ijl en begint de ozonlaag, en daarom gelden daar andere klimaatmechanismes die niets met CO₂ te maken hebben, maar wel met de luchtvaart.

Ook dat is op zich onomstreden, maar deze effecten waren lange tijd niet recht toe, recht aan uit te rekenen. In de volksmond gebruikt men vaak een factor 2 (de niet- CO₂ – effecten zijn ongeveer even groot als de wel- CO₂ – effecten), maar dat is met de erg natte vinger.
Maar er is vele jaren ijverig onderzoek verricht en dat heeft geholpen. De natte vinger is minder nat geworden, hoewel nog steeds niet droog.

Al in 2006 vroeg men namens de Europese Commissie af zich af of het Emission Trade System (ETS) aangevuld moest worden met een paragraaf die over stikstofoxides ging (NO_x). Een onderzoek werd verordonneerd naar alle niet-CO₂ – effecten van de luchtvaart en dat verscheen op 23 november 2020 .
Een crème de la crème-gezelschap aan onderzoekers en instellingen heeft er aan meegewerkt, vanuit Nederland bijvoorbeeld het KNMI en Jasper Faber en Lisanne van Wijngaarden van CE Delft, maar ook bijvoorbeeld David S. Lee van de (op dit gebied toonaangevende) Universiteit van Manchester.
Het is een meta-studie: een studie die bouwt op eerder verzamelde kennis van vele wetenschappers binnen en buiten de studiegroep.

Het is interessant om te zien hoe de wetenschap gevorderd is door twee exemplaren van dezelfde staat (van David Lee) te plaatsen, de ene uit 2009 en de andere uit 2020. De uitleg volgt verderop.

NIET-CO2 effecten op kruishoogte (Lee et al., 2009)

NIET-CO2 effecten op kruishoogte (Lee et al., 2020, tbv Europese Commissie)

De uitkomsten
Eerst de volksmond bedienen: die moet nu een factor 3 gaan gebruiken: de niet- CO₂ – effecten zijn ongeveer het dubbele van de wel- CO₂ – effecten, en versterken deze.

Daarbij horen echter een heleboel mitsen en maren, waarvoor verwezen wordt naar bovenstaande afbeelding dd 2020.
In deze afbeelding staat rood voor opwarmend en blauw voor afkoelend.

De oorspronkelijke vraag ‘wat doen stikstofoxides (NO_x) met het klimaat op 10km hoogte?’ blijkt zeer complex. Men kan de atmosfeer sowieso het beste zien als een soort soep waarin zich een groot aantal, vaak ingewikkelde, chemische reacties afspelen.
NO_x is niet in zichzelf een broeikasgas. Maar het is een mengsel van reactieve gassen die op 10km hoogte een uitwerking hebben op andere gassen, die wel broeikasgassen zijn, met name methaan (CH₄) en ozon (O₃ , ozon via twee tegengestelde mechanismes).
De som van de indirect door NOx bewerkte plussen en de minnen is in de huidige atmosferische omstandigheden opwarmend (de net-NO_x term, de ene grote term). Maar als de atmosfeer ooit schoner zou worden en minder methaan en andere koolwaterstoffen en minder koolmonoxide (CO) zou bevatten, zou de uitwerking van stikstofoxides ook afkoelend kunnen worden.
Men moet dus voorzichtig zijn met maatregelen, die gebaseerd zijn op NO_x , zoals een heffing in het ETS.
In de studie blijft overigens onduidelijk wat dan het effect op de ozonlaag zelf is.

Het andere grote niet-CO₂ – effect betreft wat heet ‘contrail cirrus in high-humidity regions’.
Contrails zijn de strepen die je ziet achter vliegtuigmotoren. Ze gaan cirrus heten als ze verwaaien.
Bij contrails en cirrus gaat het dus om water dat uit de motoren komt.
Daarnaast kan er ook van nature water aanwezig zijn op grote hoogte (dat er dus ook zou zijn als er geen vliegtuigen waren). De zichtbare effecten daarvan heten ‘cloud’.

Fossiele kerosine veroorzaakt bij verbranding waterdamp en CO₂ , maar ook (omdat de verbranding nooit volledig is en de kerosine niet zuiver) roet (‘soot’), zwaveloxide (SO₂ ), en halfverbrande producten . Deze fijnverdeelde deeltjes heten aerosolen.
De deeltjes reageren door (SO₂ bijvoorbeeld tot sulfaten), klonteren, plakken aan elkaar vast en er treedt dus weer een soep aan reacties op.

Afbeelding uit Lee, 2009, Atmospheric Environment, Aviation and Global Climate Change in the 21st century

Roet heeft een direct opwarmend effect (want zwart) en sulfaten een direct koelend effect (want wit), maar beide directe effecten zijn klein.
Roet heeft ook een indirect effect. De waterdamp wil in de heersende omstandigheden zo snel mogelijk kristalliseren tot ijs en kiest daarvoor het liefste kernen om op neer te slaan. Roet is een goede kristallisatiekern. Zonder roet krijg je weinig ijskorreltjes, en die zijn groot (en vallen dus snel naar beneden), met roet krijg je veel ijskorreltjes die klein zijn en lang blijven hangen. Dus meer roet, meer contrails en meer cirrus.
Cirrus werkt overdag onduidelijk (kaatst zowel straling omhoog als straling omlaag terug), maar werkt ’s nachts verwarmend (dan is er geen neerkomende strlaing en werkt cirrus als een hoge deken). Het netto effect van cirrus is sterk opwarmend.

De grote onbekende in het verhaal is nog het effect van aerosolen op van nature aanwezige wolken. Daar zijn grote plus- en min-termen denkbaar, maar men weet het nog niet. David Lee heeft het in zijn 2020-plaatje open gelaten.

Maatregelen
Alles overwegende komt de studie tot zes mogelijke richtingen voor maatregelen (zie tabel).

De eerste twee komen neer op een heffing op de tijdens een vlucht geproduceerde NO_x , de ene via de internationale juridische route (ICAO) en de andere via de Europese route (ETS).
Dit zou juridisch in theorie kunnen, maar is technisch lastig te berekenen, kampt met het eerder genoemde probleem dat NO_x niet er definitie opwarmend werkt, en dat maatregelen die de NO_x omlaag brengen, vaak de CO₂ omhoog brengen (heeft te maken met de constructie en afstelling van de motor).

De derde en vierde maatregel zijn aan elkaar verwant.
Aromatische verbindingen bestaan uit benzeen en daarvan afgeleide verbindingen. Bij de verbranding van benzeen en daarvan afgeleide verbindingen ontstaat onevenredig veel roet en minder roet is beter. Hiervoor bestaat een logische moleculaire verklaring en bovendien is dit, zowel op de grond als op 10km hoogte, experimenteel vastgesteld.
Het aromatenpercentage mag bij hedendaagse brandstof om technische redenen tot 8% dalen, maar zit als regel bij fossiele kerosine een stuk hoger (tot 25%).
De derde maatregel komt erop neer dat fossiele kerosine wordt nabewerkt met waterstof bij hoge temperatuur en druk, waardoor ongewenste bestanddelen kapot gereduceerd worden. Bij de vierde maatregel maakt men biokerosine of Power to Liquid-kerosine, die vanzelf al aromaat-arm en meestal -vrij zijn, en die bovendien ook weinig of geen zwavel bevatten. Overigens is voor die fabricage meestal ook waterstof nodig.
In beide gevallen kan de zuivere brandstof probleemloos gemengd worden met fossiele brandstof, en dat zou dan verplicht gesteld moeten worden.
Beide maatregelen kunnen op relatief korte termijn worden uitgevoerd: de derde vanaf een termijn van vijf jaar of meer, de vierde zou ene trject vragen van 2 tot 8 jaar (vooral een organisatorisch en financieel probleem).
Beide maatregelen pakken voor de luchtkwaliteit van omwonenden op de grond ook gunstig uit.

Diagram bij het Schmidt-Appleman criterium uit 1940 over het ontstaan van contrails

De vijfde maatregel is in de zin van Air Traffic Management.
Contrails vormen zich alleen in specifieke omstandigheden. Bovenstaand diagram is het Schmidt-Appleman criterium uit 1940 , uiteraard vanwege de zichtbaarheid van militaire vliegtuigen. Zie www.bjmgerard.nl/?p=12449 .
Nieuwe inzichten suggereren (nog niet met hard bewijs) dat die gebieden betrekkelijk zeldzaam zijn, maar dat die wel verantwoordelijk zijn voor een onevenredig groot aantal contrails. Die gebieden zijn tientallen tot honderden km breed zijn en honderden meters dik. Met andere woorden, vliegtuigen zouden er om heen kunnen vliegen, of overheen of onderdoor, min of meer zoals ze dat nu bij een onweersbuiencomplex ook doen.
Uiteraard kost dat meer brandstof en de vraag is of het op drukke routes mogeljk is.

De zesde maatregel is conceptueel simpel: gewoon geld. Als dat de externe kosten van de luchtvaart weerspiegelt, is het een heffing en geen belasting.

De Luchtvaartnota 2020 – 2050
Het kabinet noemt in de Luchtvaartnota 2020 – 2050 (blz 68-69) de niet-CO₂-klimaatemissies, maar doet er niets mee. Men vindt dat ‘er over het ontstaan, het gedrag, en het klimaateffect van deze emissies wetenschappelijk nog veel onzekerheid is’ en dat ‘die emissies op termijn kunnen worden meegewogen in het klimaatbeleid voor de luchtvaart’. Een omrekenfactor zou niet mogelijk zijn. Maar de Rijksoverheid blijft zoeken.

Verder noemt de Luchtvaartnota een analyse van de niet-CO₂-klimaateffecten van de Europese Commissie die in 2020 uitkomt. Dat is dus precies de studie die in dit artikel besproken is. Die wel redelijke zekerheid geeft (op zijn minst genoeg voor het voorzorgbeginsel). Die wel een vermenigvuldigingsfactor noemt (namelijk 3), en die maatregelen voorstelt.

Die alleen de minister niet zo goed uitkomen. Geheel in lijn met de rest van de Luchtvaartnota 2020 – 2050 wordt alles wat de onbelemmerde groei van de luchtvaart blokkeert, in vage bewoordingen en met onduidelijke beloftes naar een onbepaalde toekomst geschoven.

De Luchtvaartnota deugt niet. De woorden zijn mooi en de praktijk is wazig.

Moleculaire mechanismen voor het ontstaan van roet uit aromatische verbindingen (Starik, 2008)

Update dd 03 december 2020

Naar aanleiding van het bovengenoemde onderzoek hebben 33 NGO’s (Niet-Gouvernementele Organisaties) een brief gestuurd naar de Europese Commisie, Parlement en Raad gestuurd. De sleutelpassage is “Now that air traffic’s non-CO2 impacts are officially acknowledged, immediate political action must follow to mitigate aviation’s total climate impact as soon as possible. The most effective way to do so is to ensure air travel is reduced and does not return to pre-COVID levels.”
Verder wijst de brief erop dat 1% van de wereldbevolking goed is voor 50% van de vliegtuigemissies.

De Werkgroep Toekomst Luchtvaart (WTL) en het Landelijk BurgerBeraad Luchtvaart (LBBL) , waarbij BVM2 aangesloten is, hebben de brief doorgestuurd naar de minister en de Tweede Kamer.

De tekst is hieronder te vinden:

Letter-to-COM-EC-EP-Aviation_03dec2020 Download

Studie VS defensie: in optimale omstandigheden word je in een vliegtuig niet door aerosolen besmet met COVID-19 (maar…)

CNN besteedde op 16 oktober 2020 veel aandacht aan een studie van het Amerikaanse ministerie van Defensie, dat ventilatiesystemen van vliegtuigen efficiënt aerosolen afvangen, en dat daarmee de kans op besmetting door het Coronavirus gering is als dat virus in die aerosolen zit.

David Silcott, left, chief executive of S3i, goes over an airflow particle test for Navy Vice Adm. Dee Mewbourne, right, deputy commander, U.S. Transportation Command, on board a United Airlines 767 aircraft at Dulles International Airport, Va., Aug. 28, 2020. (DoD/ Stephenie Wade)

Ze hebben daartoe een Boeing 777-200 en 767-300 vliegtuigen vol sensoren gepropt en één namaak-hoestende pop die aerosolen verspreidde, en een rits poppen met en zonder mondkapje die andere passagiers moesten voorstellen. Die aerosoldruppeltjes fluoresceerden en zo konden ze door de sensoren gevolgd worden. Inderdaad werden die druppeltjes snel afgevangen.

Een rechtstreeks bronartikel dd 04 sept 2020 (na de proef en vóór de publicatie) is te vinden op https://www.defense.gov/Explore/Features/Story/Article/2334105/transcom-aims-to-reduce-covid-19-exposure-on-aircraft/ . Een officiele publicatie dd 15 oktober 2020 over het onderzoek is te vinden op www.ustranscom.mil/cmd/panewsreader.cfm?ID=C0EC1D60-CB57-C6ED-90DEDA305CE7459D . De data zelf van het onderzoek waren toen nog niet gepubliceerd. Het was dus zoiets als een ‘sneak preview’ en dat betekent als vanzelf dat de officiele resultaten nog niet peer reviewed gepubliceerd zijn (door vakgenoten beoordeeld).

Uiteraard is de vliegwereld blij.

De studie maakt echter een aantal belangrijke kanttekeningen die voor de waardering van het resultaat van belang zijn.

Dat het vliegtuig een HEPAfilter moet hebben en een hoog ventilatievoud (elke paar minuten wordt alle lucht vervangen)
Er was één geïnfecteerde quasi-passagier. Die kon op verschillende plaatsen gezet worden
De passagiers zaten stil, hielden hun mond en bleven op hun plaats
De bewering beperkt zich tot druppeltjes die al in de aerosolvorm zijn en die dus per definitie dezelfde snelheid hebben als de omringende lucht. Grotere druppels die als kleine kogels door de lucht vliegen worden niet meegenomen in de proef (liever gezegd, pas als ze door de wrijving aerosol zijn geworden).
Overigens blijkt uit een recent onderzoek dat veruit de meeste besmette mensen niet via de aerosolroute besmet zijn ( zie www.nrc.nl/nieuws/2020/10/20/supershedder-kan-coronavirus-verspreiden-via-aerosol-a4016681 ). Het HEPA-filter beschermt dus tegen een bijzaak.
Besmette oppervlakten zijn niet in rekening gebracht
Het effect van de toiletten is niet onderzocht, een van de risicofactoren
Het risico is klein, maar niet nul “For both the 777 and 767 airframes, the calculations show about 54 flight hours are required for cumulative inhalation of an assumed infectious dose.” (aldus Transcom). De langste vlucht op dit moment gaat van Singapore naar Newark en duurt 18 uur.

CNN heeft een kritische bespreking aan het onderzoek gewijd op https://edition.cnn.com/travel/article/airplanes-ventilation-study-covid-19/index.html .
Voor wie de tekst liever aangereikt krijgt, zie

Modern-aircraft-ventilation-systems-arent-spreading-viruses_DoD_study-suggests_16okt2020_CNN Download

This visualization from Purdue University shows how tiny invisible droplets from a single cough can flow through the cabin of a Boeing 767 passenger jet. The model is based on the assumption that the 2003 SARS virus was airborne. (Qingyan Chen/Purdue University School of Mechanical Engineering)

Proefdraaien straalmotoren kan mogelijk stiller

Van Maastrichtse contacten binnen onze landelijke vliegveldkoepel LBBL kwam de vraag binnen of het proefdraaien van straalmotoren stiller kon als men bij het proefdraaien onder druk water in de uitlaatgassen spuit. Zij beweerden dat dat bij een F16 kon en leverden een foto bij.

Waterinspuiting in een proefdraaiende F16

Nu heeft Maastricht Aachen Airport (MAA) (zoals het met de nodige grootspraak heet) geen F16’s, maar wel een firma Samco die civiele motoren van Airbussen en Boeing 737’s wil laten proefdraaien. Dat vraagt om een nieuwe vergunning, want tot nu toe mag Samco alleen turboprops testen en geen turbofans (het type dat in straalverkeersvliegtuigen zit en trouwens ook in F16’s). Vanwege de nieuwe vergunning dus de vraag of die waterinjectie niet ook op de Airbusmotoren (enzovoort) kon. Nee, dat kon niet, zei Samco.
Daar moeten de omwonenden rond MAA maar eens goed over door sakkeren.

De vraag is ook voor Eindhoven interessant, waar veel meer gevlogen wordt dan op MAA en waar bovendien ook af en toe F16’s langs komen. En waar dus ook regelmatig wordt proefgedraaid.

Defensie zelf heeft een Youtubefilmpje uitgebracht op https://www.youtube.com/watch?v=J1GXdMFoGII , gemaakt op vliegbasis Leeuwarden. Daarin zegt Defensie zelf dat het met een F16 zou moeten kunnen, en dat het een paar dB zou moeten schelen. Onderstaande foto komt uit dat filmpje.

F16-uitlaat met installatie om water in te spuiten

De installatie is verplaatsbaar, ziet er niet erg high tech uit en evenmin buitensporig duur, en lijkt met niet al te veel moeite op maat te maken zijn ook voor andere straalmotoren dan van een F16. Met andere woorden:

Defensie moet maar eens verslag doen van de proef
Defensie wordt vriendelijk uitgenodigd de constructie ook op vliegbasis Eindhoven neer te zetten, als hij werkt. Overigens schijnt de nieuwe proefdraaiplaats nog niet gebruikt te worden
misschien is er een versie te vervaardigen voor de nieuwe tankvliegtuigen

Overigens spoot men vroeger, in de beginjaren van de straalmotor, ook wel water in in de motor van vliegende vliegtuigen. Eventjes, waar hoog vermogen nodig was zoals bij de start, want je kunt uiteraard geen complete tanks met water meenemen. De straalstroom gaat iets langzamer maar krijgt meer massa, en de turbinebladen worden even gekoeld (de bottleneck van straalmotoren).
De turbines zijn verbeterd en daarom is de techniek bij vliegende vliegtuigen in onbruik geraakt.
Bij opstellingen op de grond (zoals bij het proefdraaien) speelt het gewichtsargument geen rol.

Er is wetenschappelijk onderzoek gedaan naar waterinspuiting in de motor zelf (dus niet in de uitlaat), ook om andere doelen dan prestatieverbetering.
Het ene doel was geluidsreductie. Dat levert wel wat reductie op, maar bij turbofanmotoren niet schokkend.

Het andere doel was reductie van de hoeveelheid stikstofoxiden. De gedachte is dat waterinjectie de turbinebladen koelt, maar ook de vlam. Bij een lagere verbrandingstemperatuur krijg je inderdaad flink minder stikstofoxiden, maar ook veel meer on- en halfverbrande brandstof, en dat geeft spectaculaire strepen achter de motoren. Hieronder een KC-135 tankvliegtuig van Boeing, dat een ‘natte’ start maakt.

TNO-onderzoek naar e-fuels, technisch en politiek besproken

Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO) en de partners in het onderzoek
TNO is opgericht voor wat de naam zegt. Het is een publiekrechtelijke organisatie met een onafhankelijke positie, die zich doelgericht bezig houdt met innovaties, onderzoeken en data die direct kunnen worden toegepast door bedrijven en overheden.

Onlangs heeft TNO een rapport uitgebracht over synthetische brandstoffen op basis van waterstof en elektrische energie (e-fuels). Partners waren o.a. de havens van Amsterdam en Rotterdam, het Maritiem Kennis Centrum, het Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium (NLR), de bedrijvenkoepel Deltalinqs in de Rotterdamse haven, de biogas upgrading specialist DMT, het Expertise en Innovatie Centrum Binnenvaart EICB, SmartPort (het wetenschappelijk bureau van de Rotterdamse haven, ENVIU (een adviesbureau op het gebied van maatschappelijk verantwoord ondernemen) en de VIV, een soort brancheorganisatie voor ‘niet voor de weg bestemde mobiele machines’.
Het onderzoek is te vinden op www.tno.nl/nl/over-tno/nieuws/2020/9/e-fuels-cruciaal-voor-verduurzaming-zwaar-transport/ .

Het onderwerp is van belang voor het koolstofvrij maken van het transport. Tot nu toe komt daar weinig van terecht. Nog sterker, de lozingen groeien.
Zoals TNO zegt, kan men streven naar minder CO₂ – lozing in het transport door

per persoon minder te verplaatsen
per kilometer verplaatsing minder brandstof te gebruiken (efficiëntere machines)
per eenheid van brandstof minder koolstof in de lucht te brengen (liefst geen)

Het onderzoek van TNO gaat over het laatste. Het analyseert, en geeft een overzicht, van wat er kan en schetst de contouren voor een politiek-economisch programma om het zover te brengen. Dat laatste is een gigaprogramma, maar het past niet in de context van deze website. Ik beperk me tot het overzicht.

Behalve vanwege het rechtstreekse belang van de kwestie zelf, heb ik interesse in het onderwerp omdat ik aan de Open Universiteit afgestudeerd ben (met een groep) op een literatuurstudie over synthetische kerosine. De TNO-studie gaat over alle brandstoffen en niet alleen over kerosine, maar die andere brandstoffen interesseren me ook wel. En er is wel verschil tussen diesel en kerosine (al dan niet e-), maar dat is niet heel groot. Zie Bachelor Milieukunde aan de Open Universiteit gehaald .

Afpellen van wat er kan
Het makkelijkste is om de mogelijkheden, zoals TNO die ziet, stap voor stap af te pellen.

Het onderzoek gaat niet over batterijen, maar volledigheidshalve worden die even genoemd. Batterijen zijn goed voor licht verkeer en de korte afstand.

Wat als doel overblijft is zwaar vrachtverkeer voor de korte en de lange afstand, scheepvaart (binnenvaart en korte en lange afstand-scheepvaart, en luchtvaart.)
Wat als middel overblijft is waterstof als puur element in een brandstofcel, waterstof in verbindingen met koolstof in een verbrandingsmotor en waterstof in verbinding met stikstof (en wel ammoniak, NH₃ ), ook in een verbrandingsmotor. Lees hierna voor alle stofnamen de aanduiding “e-“ voor.
Het wordt nu een beetje heen en weer springen tussen doel en middel.

Pure waterstof (cryogeen of onder 700Bar, dus in gespecialiseerde en zware tanks) moet erg vaak getankt worden. Dit is echt zero emission en dat is vooral van belang in stedelijk gebied. Het is een nichebrandstof voor de korte afstanden, bijvoorbeeld distributietrucks in de stad of veerboten en sleepboten in de haven.

Ammoniak op de weg is link. Het moet worden samengeperst en/of afgekoeld, maar een stuk minder dan waterstof. Het is erg giftig en men moet er niet aan denken dat een tank gaat lekken in een tunnel. Daarom is ammoniak eventueel een mogelijkheid voor de grote scheepvaart, vooral aantrekkelijk bij een hoge koolstofprijs.

Vliegtuigen slikken maar één ding, en dat is synthetische kerosine die even goed is (of zelf iets beter) als fossiele, en die dus in dezelfde straalmotor kan. Gemakshalve kan men het beste hierna kerosine (al dan niet synthetisch) opvatten als diesel met wat nabewerking.

Blijven over de verbindingen van waterstof, gekoppeld aan koolstof: methaan (een gas dat gekoeld en gecomprimeerd wordt tot LNG); methanol en diesel (beide vloeistof bij normale druk en temperatuur).

LNG is geen LPG. In beide gevallen staat de L voor Liquid en de G voor Gas, maar de koolstofketen in LNG is 1 C-atoom lang (het is aardgas), en in LPG een mengsel van 3 en 4 C-atomen (propaan en butaan). Daardoor is LPG minder vluchtig en handiger in de dagelijkse praktijk, vooral bij personenauto’s.
Het gebruik van LNG is bekend bij nieuwe vrachtauto’s en schepen en vraagt weinig of geen motoraanpassingen. Een aardige informatiebron is https://info.iveco.nl/blog/vrachtvervoer-lng-transport-heavy .

Met e-diesel kun je precies hetzelfde als met fossiele diesel (hij verbrandt alleen schoner).

Op zuivere bijgemengde methanol kan een auto rijden, maar dat vraagt om de oplossing van nogal wat aandachtspunten. Broertje ethanol (met twee C-atomen in plaats van één) werk handiger.
Methanol kan, naar men zegt, op termijn wel een goede brandstof voor de scheepvaart worden.

Natuurkunde en scheikunde
Voor alle genoemde e-fuels moet eerst waterstof gemaakt worden, en wil dat duurzaam zijn, dan moet dat door elektrolyse van water met duurzaam opgewekte stroom. Het concept is eenvoudig, maar de uitvoering op grote schaal is een klus. TNO rekent met een z.g. PEM-electrolyser die 64% rendement moet kunnen halen.

Als men met die waterstof ammoniak wil maken, moet die als tweede stap reageren met stikstof uit de lucht (Haber-Bosch, rendement 70%).

Als men koolstofhoudende verbindingen wil maken, moet men als tweede stap CO₂ uit de lucht halen of CO en CO₂ uit schoorsteengassen (van bijvoorbeeld Tata Steel). Uit de schoorsteen is puristisch minder mooi, maar wel makkelijker.
Vervolgens moet die CO en/of CO₂in een of meer vervolgreacties met de waterstof reageren tot het gewenste product. Ik zal daar verder niet uitgebreid op ingaan.

Sabatier-reactie voor vorming van methaan uit CO2

Daarna komen er nog allerlei werkzaamheden als comprimeren, verplaatsen en afleveren.

Behalve de hier behandelde synthetische brandstoffen zijn er ook andere mogelijk. Het geheel wordt vaak weergegeven in een diagram met horizontaal de energie (MJ) per liter , en vertikaal de energie (MJ) per kilo. Links is alleen de brandstof, midden is de brandstof inclusief het gewicht van de tank en rechts de brandstof inclusief het gewicht van de tank en ook de onpraktische vorm van gespecialiseerde tanks.

Voor vliegtuigen kan het niets lijden en daarom alleen gewone tanks met per kg en liter maximale energie, dus kerosine.
Boten zijn groot en drijven, dus kan het wat meer lijden en komt bijvoorbeeld methanol en LNG (= Methane cryogenic) in beeld. Enzovoort.

Maatschappelijke effecten

Het vreet stroom.
Vanwege de rendementen ver onder de 100%, en omdat er meerdere rendementen achter elkaar staan, kost de wederopbouw van een molecuul als methanol veel meer energie dan het verbranden ervan ooit opleverde.
Bij Business As Usual (TNO doet niet aan eigen scenario’s) zou het verbruik in de doelcategorie zwaar vrachtverkeer, boten en vliegtuigen uitkomen op 960PJ (waarvan het verbruik voor vliegtuigen en grensoverschrijdende scheepvaart buiten het nationale energiebudget staat. In 2019 tankte de luchtvaart 168PJ en de grensoverschrijdende scheepvaart 465PJ.).
Om in het jaar 2050 960PJ energie in brandstof om te draaien , moet men in dat jaar ruim 2000PJ elektrische energie toevoeren (het rendement is dus minder dan 48%). De brandstof is dan in de vorm van methanol.

Ter vergelijking: het totale Nederlandse elektriciteitsbudget in 2019 bedroeg 436PJ .

Het vreet ruimte.
Genoemde 960PJ methanol zou, op basis van CO₂direct uit de lucht, ongeveer 600 hectare vragen, 60% van de Tweede Maasvlakte (die op zich overigens een logische plaats zou zijn). Diesel en LNG zouden met wat minder ruimte toe kunnen.

Het wordt duurder. Bovenstaand plaatje geeft de kostprijs voor verschillende doelen en middelen. De kosten zijn inclusief bijkomende kosten als de distributie en houden rekening met het rendement van het aandrijfsysteem en aanpassing van het voertuig.
Aangenomen wordt dat elektriciteit 3,0 cent/kWh kost; dat de CO₂ belasting aan de e-fuel wordt toegerekend; en dat de reguliere productiekosten van de CO₂en de koolstofbelasting (bijvoorbeeld het ETS) samen €40 per ton kosten. Deze kengetallen lijken overigens veel op de huidige situatie.
Gewone mensen zijn gewend om in €/liter af te rekenen en niet in €/GJ. Als je die omrekening voor diesel en voor vrachtauto’s uitvoert, kom je op ongeveer €1,08/liter. Kostprijs, exclusief belasting en winstmarge.

Bij 5,0 cent/kWh en €200/ton CO₂ wordt de kostprijs van diesel ongeveer anderhalf keer zo hoog.

Je krijgt overigens interessante juridische en economische discussies over hoe het precies moet met die CO₂-heffing.

Scheepvaart en luchtvaart worden schoner. Synthetische brandstoffen zijn zwavelvrij en roet-arm (bij ammoniak zelfs roetvrij).
Bij auto’s is die winst er niet, omdat er al een nabehandeling is op de uitlaatgassen. Wel slibt het roetfilter minder snel dicht.
Het is volstrekt onhelder hoe Nederland in 2050 aan 2000PJ duurzame stroom moet komen, en hoe dat past binnen de vele andere functies die ook, direct of indirect, geëlektrificeerd moeten worden – om er maar eens een paar te noemen datacenters en Tata Steel en andere sectoren in de chemische industrie.
TNO rept in de kleine lettertjes voorzichtig twee maal van import van stroom, waterstof of e-fuel, maar dat wordt niet uitgewerkt. Op zich is dat een logische gedachte, want de huidige brandstof wordt ook geheel ingevoerd. Energie-autarkie voor Nederland is een illusie. Maar bovenstaande road map is toch echt voor Nederland, staat er bij, en niet voor Spanje of Marokko – om maar eens twee mogelijke importlanden van duurzame stroom te noemen. Vooralsnog lijkt het nog meer op een road map voor een luchtkasteel.

Ten overvloede valt het grootste deel van de onderzochte sector niet eens onder het nationale energiebudget. Het zware vrachtverkeer wel, maar de scheepvaart- en vliegtuigbunkers zijn extraterritoriaal gedefinieerd. Nu ontstaat de figuur dat Nederland geen belasting mag heffen op de bunkers vanwege de extraterritorialiteit, maar dat Nederland wel een verduurzamingssysteem zou moeten optuigen dat concurreert met andere nationale doelen. Ik zie dat als een wezenlijke politieke structuurfout.

Bij TNO werken techneuten en dat kun je ze niet kwalijk nemen. Technisch gezien is dit best wel een aardig rapport. Maar het vraagt om een fundamenteel andere politieke onderbouwing.

Misschien moet dit land beginnen met de eerste aanbeveling van TNO: per persoon minder verplaatsen – minder vliegen bijvoorbeeld.

TNO toont en passant aan dat het SER-advies, zoals ik zei, veel te optimistisch is. (voor een bespreking daarvan zie www.bjmgerard.nl/?p=13163 ). Dat zijn SER-adviezen trouwens altijd – ik heb nog nooit een SER-afspraak op energiegebied gezien die zelfs maar in de verte op tijd zijn doel haalde.
Het SER-advies meent dat je tegen 2030 al weer kunt stoppen met biokerosine omdat er dan een commercieel werkende e-fuel techniek is. Ik geloofde er toen geen moer en met de road map van TNO erbij nog minder.

Noor III Solar Tower of the Ouarzazate Power Station at dusk – Marc Lacoste Own work – Wikipedia. Als er import komt, is het waarschijnlijk uit dit type inrichtingen. Deze is in Marokko.

Biokerosine en groen gas uit rioolwater, mest en ander afval

De SciAm over de NREL
De Scientific American Online van 27 juli 2020 had een kort verhaal over research bij het Department of Energy, National Renewable Energy Laboratory (NREL), waar men biokerosine kon maken uit rioolwater, mest en ander dierlijk afval, en voedselresten.
Het triggerde mij omdat ik (met een groep) op het onderwerp synthetische kerosine ben afgestudeerd, en ik daarbinnen verantwoordelijk was voor het deelonderwerp biokerosine. Zie www.bjmgerard.nl/?p=8829

Dit soort onderzoek gebeurt op veel plaatsen in veel vormen. Het op de SciAm gebaseerde verhaal moet gezien worden als een voorbeeld dat specifiek geldig is voor de VS.

Bij de NREL ligt geen hapklare publicatie klaar over dit specifieke onderwerp uit 2020. Waarschijnlijk heeft de journalist een bezoek gebracht en gespreksinformatie gepubliceerd.

In dit type biomassakwesties spelen vaak meerdere strategische lijnen door elkaar heen. Defensie wil minder van buitenlandse olie afhankelijk zijn, gemeentelijke en andere autoriteiten en bedrijven willen van hun afval af en (in dit geval) vliegtuigmaatschappijen willen minder klimaatbelastende kerosine.

De SciAm-journalist (John Fialka) stelde dat de op deze wijze geproduceerde biokerosine 50% CO₂ zou besparen. Dat getal is niet onderbouwd, maar het ligt, gezien de context, in een aannemelijke range. Bovendien resulteren zuurstofloze afbraakprocessen in onbewerkt organisch afval vaak in methaanontwikkeling, ook een krachtig broeikasgas. Een goedgeorganiseerde afvalverwerking kan de methaanontwikkeling verminderen.

Waste to Energy biofuel production potential for selected feedstocks in de US
Om de algemene beweringen van de SciAm wat in te kleuren, ben ik op zoek gegaan naar een geschikt artikel. Dat werd “Waste-to-Energy biofuel production potential for selected feedstocks in the conterminous United States” waar o.a. Anelia R. Milbrandt aan meegewerkt heeft, die het het NREL werkt. Het artikel is Open Access en te vinden op https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032117313631 .

Het klimaat speelt in deze publicatie geen rol. Geen cijfers over bespaarde CO₂ of methaan, en hoeveel waterstof er nodig was voor de beschreven productie.

Het legt zichzelf de gebruikelijke hierarchieën op in de omgang met afval en brengt daarna de regionale beschikbaarheid in kaart van diverse soorten organisch afval, die hier niet interessant is. Wel de uiteindelijke uitkomst, uitgedrukt in hoeveel % elke afvalsoort afzonderlijk, en alle samen, zouden hebben kunnen leveren van de kerosinevraag in 2016 in de VS (zonder Alaska en Hawai).

Bij elkaar zou men er in principe bijna een kwart van de vraag naar in de VS geleverde vliegtuigkerosine mee kunnen voldoen.
“In principe” omdat het artikel geen economische analyses brengt, en omdat je met sommige soorten afval ook bijvoorbeeld gas kunt maken.

In Europa en in Nederland
Ook in Nederland en Europa voorbeelden van zinvol gebruik van organisch afval.Onderstaand verhaal bestaat uit, kort beschreven, voorbeelden en is zeker niet volledig.

In de RED II – richtlijn van de EU vallen brandstoffen uit deze grondstoffen over de Advanced Fuels, zoals benoemd in Annex IX A en B. Die tellen voor het duurzame brandstofverbruik dubbel mee.

Sky NRG wil in Delfzijl een fabriek bouwen met de categorie Used Cooking Oil and Animal Fat (UCOAF) als vertrekpunt, dus wat hierboven FOG is.
Neste Oil (met een raffinaderij in Rotterdam) zegt in zijn Sustianability Report 2019 dat het 80% van de grondstoffen uit ‘wastes and residues’ betrekt. Niet meteen duidelijk is wat er in die 20% zit – Neste Oil gebruikt in elk geval, naar eigen zeggen, gecertificeerde palmolie. Waarschijnlijk voor biodiesel – de productie voor de KLM is gebaseerd op UCOAF.

Ook rioolwaterzuiveringen in Nederland (RWZI) doen interessante dingen. Op www.atlasnatuurlijkkapitaal.nl/praktijkvoorbeelden/rwzi valt te lezen over groen gas-productie en groene chemie op bepaalde grondstoffen.
De RWZI van Tilburg bijvoorbeeld heeft zichzelf omgedoopt tot “De Energiefabriek” (zie www.efgf.nl/projecten/energiefabriek-tilburg ). Het rioolslib wordt onder hoge druk en temperatuur voorbewerkt in een CAMBI-installatie (harde celwanden kapot), waarna het beter vergist kan worden. De installatie bedruipt zichzelf energetisch en exporteert zelfs groen gas naar het net. Bovendien wordt fosfaat teruggewonnen.

De CAMBI-installatie van de RWZI van Tilburg

De STOWA (het wetenschappelijk bureau van de waterschappen) experimenteert met superkritische vergassing. Dat levert een hoop waterstof en methaan. Zie www.bjmgerard.nl/?p=7771 .
In theorie zou men van het groene gas biokerosine kunnen maken, maar in deze hoeveelheden loont dat niet.

Ook de omgang met restanten door COSUN Beet Company (vroeger de Suiker Unie) is befaamd (en als voorbeeld gebruikt in het recente SER-advies). Zie www.cosunbeetcompany.nl .

Biomassa afkraken
Er lopen veel mensen rond die kritiekloos alle ‘biomassa’ afkraken. Meestal is dat onzin en vaak is het schadelijke onzin. Daar worden we het voorlopig niet over eens.
Maar de schade zou al beduidend minder zijn als men biomassa niet als containerbegrip zou hanteren, maar het op zou splitsen naar zijn, zeer uiteenlopende, componenten die allemaal hun eigen verhaal hebben. Dan hoeft men tenminste niet het soort afvalbehandelingstechnieke af te kraken zoals hierboven beschreven.

Strategische aanzet voor de Werkgroep Klimaat van LEO over Sustainable Aviation Fuels

Aviation sector and NGOs agree on sustainability of future fuels

DownloadConsensus Statement on Guiding Principles for Supporting the Deployment of Sustainable Aviation Fuels in the EU

Update dd 03 december 2020

Download
Consensus Statement on Guiding Principles for Supporting the Deployment of Sustainable Aviation Fuels in the EU