We moeten de energietransitie snel doorlopen. Omdat doorgaan met uitstoten van kooldioxide ernstige klimaatgevolgen gaat hebben. Daarom hebben we transitiepaden nodig die weinig weerstand oproepen. De Scientific American stelde laatst een pad voor waarbij we gebruik blijven maken van bestaande energie-infrastructuur. Waarmee we misschien langdurige achterhoedegevechten kunnen voorkomen. Hoe zou zo’n transitiepad eruit zien?
De rol van aardgas
Het artikel onderzoekt de mogelijke rol van aardgas in de energietransitie. Aardgas is een ‘schone’ energiebron zo lang het in de plaats komt van steenkool: bij verbranding komt maar de helft van de CO2 vrij. Dus op de korte termijn hebben we aardgas nodig. Samen met zijn uitgebreide infrastructuur. Maar zodra duurzame energie de overhand krijgt, is aardgas de ‘vuilste’ energiebron. Wat doen we dan? Die infrastructuur overboord zetten, met alle kapitaalvernietiging van dien? Bedenk wel, zo zegt het stuk, energie-infrastructuur heeft een levensduur van ongeveer 25 tot wel 80 jaar.
Maar er zijn oplossingen voor dit probleem. ‘We hebben de technologie om koolstof eruit te halen, of om het gas zó om te zetten dat uitstoot en opname van koolstof elkaar min of meer in evenwicht houden.’ Maar dat is pas het sluitstuk. Eerst komt doelmatiger gebruik van energie. Dan elektrificatie, vooral van het verkeer. Koolstofarme brandstoffen gaan gebruiken, zoals biogas of waterstof. Uiteindelijk, zo stelt het artikel voor, ontkoling van het aardgas aan het eind van de pijplijn: methaanpyrolyse. Met behulp van deze mogelijkheden kunnen we veel van de bestaande energie-infrastructuur met een biljoenenwaarde blijven gebruiken.
Bestaande energie-infrastructuur gebruiken
Een paar van deze mogelijkheden hebben niet een heel groot volume. Vooral biogas. Een mooie oplossing waar deze beschikbaar is. Maar er is alleen een beperkte hoeveelheid landbouwafval waaruit we biogas kunnen maken. Vuilstort produceert biogas, ook in beperkte hoeveelheden. Er is meer waterstof: oliemaatschappijen pompen waterstof op, samen met aardolie. En we kunnen waterstof maken uit aardgas (methaan) met hitte en heet water – we krijgen dan waterstof en CO2. Met dit systeem produceren we precies zoveel CO2 als wanneer we aardgas direct verbranden. Niet echt een slimme oplossing in tijden van klimaatverandering. Of we kunnen water elektrolyseren – duur en energie-intensief. Om waterstof te gebruiken zouden we een mengsel van aardgas en waterstof door bestaande pijpen kunnen pompen. Ook duidelijk een tussenoplossing. Of we kunnen waterstof vangen en bijvoorbeeld aan stikstof kunnen binden (waarbij ammoniak ontstaat); daarmee kunnen we een brandstofcel voeden. Industrieel goed bruikbaar – in de toekomst.
Maar we kunnen ook methaan ontkolen aan het eind van de pijplijn: methaanpyrolyse. Daarbij ontstaat waterstof en koolstof. De laatste stof niet heel waardevol, hoewel er nuttige toepassingen zijn. Momenteel gebruiken we koolstof om grafeen te maken, grafiet, actieve kool, carbon black (vooral gebruikt als vulmiddel, bijvoorbeeld in banden) en metallurgische kool (in volgorde van afnemende waarde en toenemend volume). We kunnen de stof ook gebruiken als bodemverbeteraar, voor een markt die nog eens tien keer zo groot zou kunnen zijn als alle andere markten bij elkaar. De waterstof kunnen we leveren aan de eindgebruikers – we moeten dan wel branders aanpassen. Of we kunnen deze gebruiken in brandstofcellen. De ontkolingsfabriek zou groot kunnen zijn. Maar daarmee zouden we wel een biljoenen kostende energie-infrastructuur kunnen behouden en toch snel kunnen doorstoten naar een koolstofarme toekomst.
Stand van zaken bij methaanpyrolyse
Meethaanpyrolyse is volop in ontwikkeling, maar er is geen overeenstemming over het moment waarop deze toegepast kan gaan worden. TNO in Nederland ontwikkelt de techniek, en denkt dat deze beschikbaar komt in 2030-2035. Maar in Olive Creek, Nebraska (VS) bouwt Monolith Materials al een proeffabriek. Ze hebben nog niets laten weten over hun voortgang. Ze hebben wel reactors neergezet en personeel aangenomen. Een van hun problemen is het geluid. Maar als ze dat overwonnen hebben, zou methaanpyrolyse een flitsende start kunnen maken.
Interessant? Lees dan ook:
Methaanpyrolyse maakt grijs aardgas groen
Gasfermentatie: weer een mooie groene technologie
Methaanuitstoot kan klimaatakkoord van Parijs ondermijnen