SAF redt de Europese luchtvaart slechts beperkt

Bijblijven
Ik heb, in maart 2019, mijn bachelor Milieukunde aan de Open Universiteit gehaald met een afsluitende literatuurscriptie over synthetische kerosine. Voor onze afstudeergroep fungeerde professor Klaas Kopinga namens het Beraad Vlieghinder Moet Minder(BVM2)  als opdrachtgever. Voor een samenvatting van en toegang tot de scriptie zie https://www.bjmgerard.nl/bachelor-milieukunde-aan-de-open-universiteit-gehaald/ .

Opbrengstschatting door Sierk de Jong (2018) uit mijn bachelorscriptie

Nu is dat al weer ruim drie jaar geleden en een literatuurstudie gaat per definitie over literatuur die nog ouder is, dus het kon geen kwaad weer eens recente literatuur te lezen over de beschikbaarheid van Sustainable Aviation Fuel (SAF), de belangrijkste hoop voor luchtvaartmaatschappijen die willen blijven vliegen en toch energieneutraal willen worden.

Een tweede reden is dat de EU, in het kader van de Green Deal, een programma optuigt RefuelEU Aviation (zie https://www.bjmgerard.nl/ticketheffing-op-eindhoven-airport-bestemmen-voor-duurzame-kerosine/ ). Dit nadat eerdere stimuleringsprogramma’s mislukt zijn. In dat kader wil de EU onder andere voor 2030 een bijmengpercentage SAF van 5% op alle Europese luchthavens verplicht stellen, en wil dat onder andere bereiken met een stimuleringsbeleid. Kan dat?

Om bij te blijven heb ik twee studies doorgewerkt, beide van maart 2021:

Alsmede een tijdbesparende samenvatting hiervan in het blad GREENAIR ( https://www.greenairnews.com/?p=749 )

De analysemethode van beide loopt sterk uiteen, maar de uitkomsten liggen in elkaars buurt.

SAF-tanken_fotoSkyNRG

Uitleg
Om misverstanden te vermijden, moet ik helaas een stel dingen uitleggen.

  • Om enige greep te houden op het onderwerp, beperkt men zich algemeen tot vraag en aanbod op het grondgebied van de EU-28 (en na de Brexit EU-27), en onder de jurisdictie van de EU
  • De belangrijkste EU-regelgeving is de RED II-richtlijn en de afvalwetgeving  (EU waste framework directive)
  • Sustainable Aviation Fuel (SAF) is er in twee smaken: biokerosine (waaraan allerlei soorten organisch materiaal aan ten grondslag kunnen liggen) en Power to Liquid (PtL)-kerosine (ook wel genoemd synthetische kerosine of electrofuel), waarvoor gasvormige CO en CO2 en waterstof de grondstof zijn. Voor duurzame waterstof in strikte zin is hernieuwbare elektriciteit nodig.
  • De afvalwetgeving legt een hierarchie in de omgang met afval vast (zoiets als onze Ladder van Lansink). De productie van biokerosine staat daarin op de een na laagste plaats. Bijna alle andere vormen van hergebruik hebben dus een hogere prioriteit. Dit is overigens tot op zekere hoogte willekeurig: het is een politieke keuze of je veevoer hoger aanslaat dan biobrandstof
  • De bottlenecks voor PtL zijn de beschikbaarheid van duurzame stroom en de productiecapaciteit (die is er nog niet), en de prijs
  • Ook voor sommige vormen van biokerosine is waterstof nodig, maar de bottlenecks zijn de productiecapaciteit (die begint te ontstaan) en in mindere mate de beschikbaarheid van organisch materiaal
  • Organisch materiaal bestaat in de categorieën food en non-food (ook wel aangeduid als generatie I en generatie II).
    Generatie I-brandstof wordt uit voedingsgewassen gemaakt (bijvoorbeeld raapzaad of palmolie). Dit is omstreden. Omdat dit met de minste moeite het meest opbrengt, is generatie I-brandstof chronologisch de oudste. Deze gaat bijna geheel op aan het wegverkeer waar een  bijmengverplichting bestaat voor ethanol of biodiesel. De EU wil generatie I-brandstof geleidelijk aan terugdringen.
    Generatie II-brandstof wordt gedefinieerd in Annex IX, deel A en B van de RED II-richtlijn.
    Deel A (‘Advanced’) omvat allerlei vormen van non-food planten en afval, zoals olifantsgras, agrarisch- en bosafval, rookgassen. Deze ‘advanced’ grondstoffen kunnen met verschillende technische methoden omgezet worden in biokerosine.
    Deel B omvat afval-oliën en -vetten die niet ingezet worden als voedsel (bijvoorbeeld het spreekwoordelijke fritesvet). De belangrijkste verwerkingsmethode heet HEFA (Hydrotreated Esters and Fatty Acids). HEFA als procedé kan ook werken met generatie I-oliën en -vetten.
  • De EU wil dat SAF vanaf het begin beperkt blijft tot generatie II-brandstof. Dit vermijdt allerlei moeilijke (en vaak terechte) discussies over voedselconcurrentie en gewijzigd landgebruik.
  • Alle procedé’s leiden tot mengsels van korte tot lange koolstofketens (hoe korter, hoe vluchtiger). De zo gefabriceerde transportbrandstoffen kunnen  in auto’s, vliegtuigen en schepen toegepast worden. Kerosine zit in het middensegment (8 tot 15 koolstofatomen), maar omdat aan kerosine veel strengere eisen gesteld worden dan aan biodiesel, zijn er nabewerkingen nodig.
    De fabrikant heeft hier keuzevrijheid. Hij kan met enige moeite aan technische  knoppen draaien
    a. om alleen maar biodiesel te maken (simpelst en goedkoopst en afname gegarandeerd). Dit is de situatie tot voor kort
    b. om de totale opbrengst van het mengsel te optimaliseren. Dan wordt ongeveer 20% SAF.
    c. om de opbrengst van SAF te optimaliseren. Dan wordt ongeveer 50% SAF, maar neemt de opbrengst van het pakket als geheel af. De studies rekenen met de c..
  • Ten tijde van het schrijven van de studies kostte HEFA-kerosine ongeveer het dubbele van fossiele kerosine, en kostte PtL-kerosine ongeveer 5* zoveel. Met de huidige internationale situatie kon dat momenteel overigens anders liggen (fossiel veel duurder).
  • Mede hierom verschillen de deskundigen van mening in hoeverre HEFA-brandstof gestimuleerd moet worden. De eenvoudig te fabriceren, maar kwantitatief beperkte HEFA zou de ontwikkeling van echte geavanceerde biobrandstoffen kunnen blokkeren. Met andere woorden: generatie II deel B wordt de vijand van generatie II deel A, terwijl van de duurdere deel A-brandstoffen op termijn meer te verwachten is.
    Cerulogy wil daarom HEFA-brandstoffen niet meetellen, ICCT wel.
    Cerulogy ziet het risico dat het netto effect van de HEFA-stimulering zou kunnen worden dat biodiesel in auto’s vervangen wordt door evenveel kerosine in vliegtuigen, waarmee het klimaat niet geholpen is. Hieronder ligt een politieke keuze (zegt ook Malins van Cerulogy zelf): je kunt vinden dat auto’s elektrisch of waterstof moeten worden, en dat de bijmenging van biodiesel in auto’s inderdaad moet verdwijnen. Voor auto’s bestaat een alternatief, voor vliegtuigen niet.
  • 1 Megaton (Mton) is 1 miljard kg en bij jet fuel is dat goed voor 44,6PJ.
    1 Mtoe (Mega ton oil equivalent) is goed voor 42PJ (jet fuel heeft  een iets hogere energiedichtheid dan gemiddelde olie)
  • ICCT gaat uit van een kerosinevraag in de EU-27  van 55,5Mton in 2025, 62,8Mton in 2030, en 71,1Mton in 2035. Dit is op basis van een Business As Usual-scenario en onder verwaarlozing van COVID-19.
    Malins/Cerulogy komt in 2030 op 54Mtoe (wat ongeveer 54Mton is), COVID-19 effecten meerekenend.

De resultaten
Na deze uitvoerige inleiding nu de resultaten.

Mogelijk scenario van Cerulogy voor de opbouw van brandstofmengsel op basis van Generatie II, deel A (‘advanced’) biobrandstoffen en Power to Liquidbrandstoffen
Van het totale brandstofmengsel in fig 1 (de rode lijn) kan 20 tot 50% SAF worden (in 2030 tussen de 0,74 en de 2,3Mtoe)

Malins/Cerulogy gaat er van uit dat er in de EU ruim voldoende biomassa als grondstof is, zodat hier geen beperking optreedt. Bij hem geen aandacht voor andere bestemmingen van dezelfde biomassa en voor de afvalrichtlijn.
Bij Malins is de productiecapaciteit de beperkende factor. Zijn model gaat er van uit dat er in de wereld in 2030 134 fabrieken zijn die op commerciële schaal produceren, gaan uit van een verondersteld opbouwtempo van dat aantal, en dat van de opbrengst 2/3 naar de EU gaat. Zijn  model is dus zoiets als een expert’s guess.

Impliciet zegt het model dat er veel ruimte is voor verdere groei.

Volgt men Malins/Cerulogy in zijn aannames, dan resulteert dat voor het totale biobrandstofpakket in 2030 (waarvan SAF een deel  is), en zonder HEFA-brandstof, in 2030 3,6Mtoe, goed voor 151PJ (fig 1).
Daarvan wordt 0,74 tot 2,3Mtoe (31 tot 97PJ) duurzame jet fuel (SAF).

Als men, anders dan Malins/Cerulogy wil, het politieke besluit neemt om ook HEFA-SAF mee te tellen (die dan dus van auto’s af gaat) dan komt er volgens een andere onderzoeker, die door Malins met instemming geciteerd wordt 1,5Mton SAF bij (goed voor 67PJ).

Bij elkaar dus in 2030 98 tot 164PJ op een totaal van 2268PJ (54 Mtoe). Omgerekend 4,3% tot 7,2% Sustainable Aviation Fuel van alle aviation fuel in de EU in 2030.

Opbrengst in ton SAF bij 1 ton grondstof
Opbrengstschatting door het bureau ICCT


Bureau ICCT hanteert een andere insteek. Ik vind deze persoonlijk realistischer.
De insteek doorloopt alle categorieën organisch afval, met aandacht voor nevenaspecten.

De afvaloliën en -vetten gaan nu vooral richting biodiesel voor het wegverkeer en dat blijft zo (een politieke keuze dus). Maar er aanvullende inzameling mogelijk en zodoende is er toch een post beschikbaar. Min of meer hetzelfde voor de diervetten. Restanten van de raffinage van palmolie en “tall oil” die vrijkomt bij de bewerking van houtpulp worden uitgesloten.
Agrarische resten worden al voor een veelheid aan bestaande doelen gebruikt, en dat blijft zo. Idem resten van de bosexploitatie.
Op het totale bestand aan industrieel en huishoudafval wordt een geschatte hoeveelheid verbranding, recycling en vermindering in mindering gebracht.
Flue gases worden ingeschat als 30% van wat de bestaande, gangbare staalindustrie loost (aannemende dat die voorlopig nog met cokes blijft werken).
Elektrofuels (PtL-SAF) kan in theorie in grote hoeveelheden gemaakt worden, maar in praktijk zijn vooralsnog prijs en productiecapaciteit primair beperkend. In 2030 verwacht ICCT er nog niet veel van.
Ook bij de uiteenlopende biokerosine-grondstoffen gelden praktische beperkingen in de zin van geld en organisatie, alleen worden die secundair gepresenteerd en niet, zoals bij Malins/Cerulogy, als primaire overweging.
Theoretisch zou het mogelijk moeten zijn om in 2030 12,2Mton SAF te maken (544PJ), grotendeels uit agrarische resten, resten van de bosexploitatie en afval. In praktijk blijft men daar met 3,4Mton in 2030 voorlopig een heel eind onder.

Bij elkaar dus in 2030 dus 152PJ (3.4Mton) op een totaal van 2800PJ (62,8Mton). Omgerekend 5,5% Sustainable Aviation Fuel van alle aviation fuel in de EU in 2030.

De eerste conclusie is dat Sustainable Aviation Fuel de luchtvaart niet gaat redden.
Niet voor niets concludeert ICCT dat naast betere vliegtuigontwerpen en efficientere operaties, ook koolstofbeprijzing en afname van de vraag op zijn plaats is.

Mijn tweede conclusie is dat er altijd vliegtuigen zullen blijven vliegen (als het goed is minder)(, en dat ook een gedeeltelijke vergroening van wat blijft vliegen een goede zaak is. Ik hanteer in deze geen alles of niets-standpunten.

Mijn derde conclusie is dat het officiële nationale doel van 14% bijmenging in 2030 op basis van het huidige beleid niet gehaald zal worden.

Productieschema E-fuels uit een TNO-studie

Een krachtige industriepolitiek
Beide bureau’s stellen dat je voldoende vooruitgang kunt vergeten zonder een krachtige industriepolitiek. Dat is de vierde conclusie.
Het gunstigste wat je met een slappe industriepolitiek mag hopen, is dat biodiesel uit auto’s verandert in biokerosine in vliegtuigen. De netto winst is dan wat aan CO2 bespaard wordt als die auto’s vervolgens elektrisch of op waterstof worden, zijnde de CO2 horend bij 1,2Mton HEFA-SAF.

Alle bureau’s in een positie als deze fungeren in een vrije markteconomie en kunnen niet anders dan hun aanbevelingen in deze termen formuleren. Dat betekent al gauw vooral veel belastinggeld richting luchtvaartmaatschappijen en brandstoffabrikanten sluizen, en dan maar hopen dat die een poot uitsteken. .

Ik voel daar niet voor. Ik ben voor een krachtig dirigistisch beleid op EU-schaal. Deelname moet gewoon verplicht worden gesteld en als dat tot meerkosten leidt, moeten die maar gewoon in de ticketprijs worden verwerkt, hetzij op individuele basis in afzonderlijke tickets, hetzij op collectieve basis via een ticketheffing op alle tickets. Als de olie om gangbare redenen duur is (zoals nu, o.a. vanwege de oorlog in de Oekraïne), wordt dat ook gewoon in de ticketprijs verwerkt.

Er valt met mij hooguit over tijdelijke aanloopsubsidies te praten.

Eindhoven Airport vanaf de Spottershill

Eindhoven Airport
Mede  in reactie op de 29 bedrijven-actie van Milieudefensie heeft het vliegveld een plan opgesteld om in 2030 45 a 50% minder CO2 uit te stoten dan in 2019, met als belangrijkste maatregel om in 2030 50% SAF bijgemengd te hebben (het maximum wat op dit moment mag), vooropgesteld dat de nationale ticketheffing die aangekondigd is gebruikt wordt om de meerkosten van SAF te helpen financieren, en vooropgesteld dat er genoeg SAF is.

De stap van het vliegveld moet gewaardeerd worden. Dat staat uitvoeriger uitgelegd in https://www.bjmgerard.nl/eindhoven-airport-reageert-op-duurzaamheidsaanschrijving-milieudefensie-en-hoe-schiphol-daarin-staat/ .

Aldaar een discussie over of er genoeg SAF is voor de ambities van Eindhoven Airport. Ik heb dat op die plaats besproken met de gegevens die ik toen had, namelijk die uit mijn bachelorscriptie (toen de Brexit nog niet  plaatsgevonden had).

De civiele luchtvaart tankte in 2019 op Eindhoven Airport 4,6PJ aan brandstof. Daarvan wil de directie in 2030 de helft als SAF inbrengen, dus 2,3PJ.
Die 4,6PJ is 0,2% van de totale brandstofverkoop in de EU in 2030 als je Cerulogy gelooft, en iets minder als je ICCT gelooft.
De 2,3PJ SAF is ongeveer 1,5% van de SAF-productie (inclusief HEFA) in de EU (bij beide bureau’s).
Met andere woorden: de eerdere conclusie blijft staan (in ge-update vorm) dat Eindhoven Airport onevenredig veel SAF naar zich toe moet harken.
Met onder andere als handicap dat de brandstofverkoop op het vliegveld rechtstreeks afgehandeld wordt tussen Total en Shell enerzijds en de luchtvaartmaatschappijen anderzijds. Bij mijn weten betreedt een Nederlandse vliegvelddirectie hier onontgonnen terrein.

De directeur moet dus fors boven zijn gewicht boksen.
Nu spreekt in zijn voordeel dat hij in elk geval wil boksen. De directie van moedermaatschappij Schiphol wil dat niet, dus die verliest bij voorbaat. Misschien dat de grote directeur de kleine wil helpen?

Ik ben benieuwd hoe dit gaat aflopen.

Spandoekactie 29 maart 2022 in kader van 29 bedrijvenactie Milieudefensie

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.