Het zullen de toeristen zijn geweest die op de drugs en stroopwafels afkwamen. Op de vroege vrijdagavond voor Pinksteren trok een eindeloze stoet laagvliegende vliegtuigen over Amsterdam, stuk voor stuk al met het neuswiel uitgeklapt. Soms telde je er wel zes of zeven per tien minuten. Veertig per uur? Zoiets. Er zit een grens aan wat een landingsbaan kan verwerken want vliegtuigen mogen niet door elkaars kielzog vliegen.
Hoeveel vliegtuigen zou Schiphol gemiddeld per etmaal verwerken? De buitenstaander komt met zijn natte vinger op zo’n 400 vertrekkende machines, het is immers niet altijd spitsuur en er zou toch ’s nachts minimaal gevlogen worden, maar het Nederlandse totaal blijkt 1.400 te zijn. Het zal aan de vliegvelden Zestienhoven en Beek liggen.
Hoeveel kerosine zouden al die vliegtuigen per jaar innemen? Daar kun je ook een slag naar slaan. Ga bijvoorbeeld uit van een gewogen gemiddelde van de brandstofcapaciteit voor de vier meest gebruikte vliegtuigen. Dat is 18.200 kg. Neem aan dat de vliegtuigen voor vertrek van Schiphol steeds hun tanks voor de helft bijvullen dan kom je op 4,65 megaton kerosine per jaar. Het CBS weet wat het werkelijk is: 3,8 megaton in het laatste pre-coronajaar, dus de vliegtuigen tanken kennelijk wat minder. Het gaat vandaag om het plezier van het cijferen.
3,8 megaton kerosine per jaar: dat is genoeg voor een emissie van 12 megaton CO2 en het is dus een geweldig geluk dat we het niet hoeven mee te tellen van het IPCC. Samen met de zware olie van de scheepvaart zouden we anders zijn aangeslagen voor 47 megaton CO2-equivalenten, ongeveer een derde van de uitstoot die we wél meerekenen (144 megaton equivalenten in 2024). Maar het hoeft niet van het IPCC.
Verplicht mengen
Het komt allemaal goed want ‘Europa’ heeft de lidstaten verplicht duurzame kerosine door de fossiele brandstof te gaan mengen. In 2034 moet er al 6 procent ‘sustainable aviation fuel’ (SAF) doorheen, in 2039 20 procent en zo verder. Nederland zelf wil nog sneller.
Met wat geluk gaan in Rotterdam zelfs twee bedrijven SAF maken: Neste wil er onder meer afgewerkte frituurolie voor gebruiken en Power2X en Advario gaan uit van methanol dat van elders wordt aangevoerd. Er zijn wel tien verschillende manieren om SAF te maken maar de methanol-route heeft op dit moment de voorkeur. De bedoeling is dan methanol te maken uit een reactie tussen elektrolytisch geproduceerde (‘groene’) waterstof en CO2 die werd geïsoleerd uit industriële rookgassen. In een tweede stap moet het methanol dan in een reeks reacties waarbij ook weer wat waterstof wordt opgenomen als het ware aangroeien tot de lange koolwaterstofketens die kenmerkend zijn voor kerosine. Daarbij ontstaat trouwens verbazend veel water.
Stel dat we álle vliegtuigbrandstof, dus de hele 3,8 megaton kerosine, uit CO2 en groene waterstof zouden willen maken, hoeveel elektrische stroom en hoeveel vierkante kilometer windpark zou je dan nodig hebben? Dat is ook leuk om uit te rekenen. Er is genoeg literatuur die de verschillende wegen naar SAF beschrijft, vaak aan de hand van simulaties, en daaruit sprokkelt de thuisrekenaar makkelijk de gegevens bij elkaar die hij nodig heeft. En hij hoopt dan maar dat hij de juiste bronnen gebruikt.
Uit het aanbod werden twee artikelen gekozen die het algoritme van Google Scholar naar boven bracht: een Duitse simulatie uit 2024 die vooral de gang van ‘Methanol-to-Kerosene’ (MtK) onderzoekt en een Italiaanse uit 2023 die de voorafgaande vorming van methanol uit CO2 en waterstof simuleert. Het is het handigst om van achteren naar voren te werken. Het Duitse onderzoek kwantificeerde de gang van waterstof en koolstof (op molaire basis) door de MtK-installatie. Voor de bereiding van 3,8 megaton SAF (voor de gelegenheid voor te stellen als de rechte koolwaterstofketen C12H26) blijkt in de tweede stap maar 0,045 megaton waterstof nodig. Een probleem is dat maar driekwart (76 procent) van de methanol wordt omgezet in kerosine, de rest belandt in te korte of te lange koolwaterstofketens. Het betekent dat 11,3 megaton methanol nodig is voor de vorming van 3,8 megaton SAF.
Favoriete installaties
Uit een samenvattende tabel (nr.7) in de Italiaanse studie valt af te leiden dat voor de vorming van die 11,3 megaton methanol uit de reactie tussen waterstof en CO2 in totaal 2,35 megaton waterstof nodig is. Dat brengt het totaal op 2,4 megaton waterstof.
In de momenteel favoriete elektrolyse-installaties van het type PEM is vooralsnog minstens 50 kWh elektrische energie nodig voor de productie van 1 kilogram waterstof. Wat hier wel en niet wordt meegeteld is niet altijd duidelijk, er moet bijvoorbeeld ook water worden gezuiverd. De Italianen rekenen met 56 kWh per kg H2. Wie dat ook doet komt op een behoefte aan elektrische energie van 134,4 TWh (134.400 GWh).
Nu gaan we naar de Noordzee, naar de windparken Borssele 1 en 2 om precies te zijn. Die doen vandaag dienst als referentie. Op een effectief oppervlak van 112 km2 komen de twee samen tot een gemiddelde jaarproductie van 3.210 GWh, dat is 28,7 GWh per km2. Dat kunnen we, gezien de transport- en transformatorverliezen, straffeloos afronden naar 28 GWh per km2.
Koelbloedig doorcijferend stellen we vast dat er 4.800 km2 Noordzee-oppervlak nodig is voor alle SAF. Of, nee, we maken er 5.000 km2 van, het oppervlak van Brabant, want de SAF-fabrieken verbruiken ook nog veel elektriciteit voor het verpompen en comprimeren van tussenproducten. Buiten de berekening blijft de waterstof die de fabrieken misschien in plaats van aardgas gaan gebruiken voor de verhitting van hun ketels en kolommen. Na dit alles zou je bijna vergeten dat de koolstof in de kunstkerosine natuurlijk gewoon nog ouderwets fossiel is.
