Vliegen op aardgas (synthetische kerosine – 1)
Inleiding: dit verhaal gaat over toxische emissies door vliegtuigen
Het Beraad Vlieghinder Moet Minder (BVM2) organiseert de omwonenden van Eindhoven Airport. De eis is dat de hinder niet verder mag groeien, en dat het aantal vliegbewegingen alleen mag groeien als vliegtuigen schoner, zuiniger en stiller worden, en als het resultaat daarvan 50-50% verdeeld wordt tussen het vliegveld en de omgeving.
“Hinder” moet dus ruim opgevat worden.
“Schoner” betekent dat er minder giftige stoffen naar de omgeving geloosd worden. Daarvoor bestaat momenteel geen norm die er toe doet. De enige eis is dat de atmosferische concentraties in de wettelijke categorieën fijn stof (PM10 en PM2.5) en NO2, opgeteld over alle oorzaken, onder een jaargemiddelde norm blijven. In praktijk bindt dat het vliegveld niet omdat in deze categorieën andere bronnen veel meer invloed hebben (zoals bijvoorbeeld de Poot van Metz).
In de categorieën echter “ultra fijn stof (UFP)” en “roet” bestaan er geen normen. Juist daar heeft het vliegverkeer in verhouding veel invloed.
Er bestaat dus momenteel geen wettelijk middel om het vliegveld vast te prikken op een emissieplafond.
Dat betekent dat de politiek, middels bestuurlijke instrumenten als een vergunning, een basis voor een dergelijke inperking moet creëren. Er komt misschien een nieuw Luchthavenbesluit, er komt in elk geval een nieuwe Gebruiksvergunning, en het kabinet wil een nieuwe Luchtvaartnota schrijven. Daarin zouden scherpere bepalingen kunnen worden opgenomen.
Die toxische emissies hebben drie ontstaanswijzen (zie ook Roet en zwavel uit straalmotoren: dat kan veel minder! ):
- Gangbare brandstof bevat veel zwavel. Dat verbrandt tot zwaveloxide en dat reageert verder door en vormt uiteindelijk het merendeel van het UFP.
- Gangbare brandstof bevat relatief veel benzeen (de eenvoudigste verbinding van een groep die aromaten genoemd wordt) en dat veroorzaakt veel roet
- Door de hoge temperatuur reageert atmosferische zuurstof met atmosferische stikstof en stikstof in de brandstof tot stikstofoxides en die reageren uiteindelijk door tot een deel van het UFP, tot smoggassen en/of nitraatneerslag op de bodem. In deze categorie is het vliegveld geen grote bron tussen de vele andere bronnen (zoals bijvoorbeeld de Poot van Metz).
Er zijn twee hoofdroutes om de hoeveelheid toxische emissies terug te dringen:
- door minder brandstof te verbranden (wat kan door minder vliegtuigen en/of minder brandstof per vliegtuig). Dit werkt op alle drie de ontstaanswijzen.
- Door brandstof te verbranden die weinig of geen zwavel en aromaten bevat. Dus door schonere brandstof.
Het 50-50% verhaal van BVM2 geldt ook voor toxische emissies en de vraag is dus of het mogelijk is die hoeveelheid in absolute zin te verminderen.
Het antwoord is “ja”.
Moderne vliegtuigen zijn zuiniger (een Airbus320NEO is naar eigen zeggen 15% zuiniger dan een gewone A320).
Er bestaat goede vliegtuigkerosine met veel minder zwavel en aromaten, en die kan op twee manieren worden vervaardigd: uit aardgas of uit biomassa.
Disclaimer
Er komen hier enkele onderwerpen voorbij, die op de emoties werken en politiek gevoelig liggen. Daarom eerst, om misverstanden te vermijden, een verklaring waar dit verhaal NIET over gaat, en hoe de onderwerpen waar het NIET over gaat op andere wijze aan de orde komen.
Dit verhaal gaat niet over geluid. Daarover is in deze kolommen al veel geschreven en dat hoeft niet opnieuw. Ik beperk me tot de vaststelling (als voorbeeld) dat de A320NEO, behalve zuiniger, ook (weer naar eigen zeggen) twee geluidsklassen stiller is dan de gewone A320.
Dit verhaal gaat niet over klimaat. Ook daarover is in deze kolommen al veel geschreven en ook dat hoeft niet opnieuw. Het is ten enenmale onmogelijk om de klimaateffecten van de huidige explosieve groei van de luchtvaart, met welk middel dan ook, volledig te ondervangen. Technische middelen kunnen dat hooguit voor een deel. Financiele methodes kunnen ook iets bijdragen. Voor de rest moet het komen van minder en selectiever vliegen en dat vraagt om een forse culturele omslag en bijbehorende wetgeving
Ik hoop en ik verwacht dat er voor afstanden tot pakweg 1000km alternatieven zullen verschijnen en ik hoop dat er minder gevlogen wordt, maar ongetwijfeld zullen er voor afstanden boven de 1000km nog heel lang straalmotoren ingezet worden.
Dit verhaal gaat niet over biomassa. Ik deel de in milieukringen veel gehoorde mening niet dat biomassa per definitie van de duivel is, maar daar ga ik een apart verhaal over schrijven. Er staat overigens al het nodige op deze site.
Dit verhaal gaat over slechts één onderwerp, namelijk hoe er op Eindhoven Airport en andere luchthavens, bij gelijkblijvende overige omstandigheden, vuilere kerosine op basis van olie kan worden vervangen door schonere kerosine op basis van aardgas.
Voor de andere discussiepunten is dit onderdeel neutraal of indirect positief.
Hoe je van aardgas kerosine maakt
Dat gebeurt met het Fischer-Tropsch proces. De naam komt van twee Duitse chemici die dit procedé om vloeibare brandstoffen te maken voor het eerst ontwikkeld hebben in het Duitsland van tussen WOI en WOII. Zij gebruikten kolen als grondstof, maar allerlei ander organisch materiaal leent zich er ook voor, waaronder biomassa en aardgas.
Bij aardgas spreekt men van een Gas to Liquid-proces (GTL).
Eerst wordt het aardgas onvolledig verbrand tot syngas, bestaande vooral uit koolmonoxide en waterstof (lijkt een beetje op het vroegere stadsgas). Dat reageert tot een nieuw tussenproduct dat een beetje op was lijkt, en vervolgens wordt dat weer gecontroleerd gesplitst in allerlei gewenste eindproducten.
Voor wie een website van de Shell kan bezoeken zonder meteen gehinderd te worden door visoenen van zwarte figuurtjes met bokkepoten, hoorntjes en een staart, kan een mooi filmpje zien op www.shell.com/energy-and-innovation/natural-gas/gas-to-liquids.html , waar ook de nodige uitleg staat.
Ik heb onder andere voor deze still uit het filmpje gekozen om te laten zien dat er geen ringvormige aromaten gevormd worden. In chemische vaktermen is het product bijna zuiver alifatisch.
En omdat aardgas makkelijk van zwavel te ontdoen is (dat gebeurt bij de aardgaswinning routinematig) bevat het eindproduct dus geen zwavel.
De Shell geeft aan dat de GTL-brandstof tot 50% gemengd kan worden met gewone kerosine uit olie. Het eindresultaat van die blend is gelijkwaardig aan standaard Jet Fuel. Het mengsel is dan dus bijna half zo vuil als de Jet Fuel die je anders gehad had.
Mogelijk komt het nog eens zover dat de mengverhouding richting 100% gaat.
De blend is proefondervindelijk bewezen: in 2009 vloog een A340-700 van Qatar Airways op een 50-50% mengsel van Londen naar Doha, met passagiers aan boord.
Twee firma’s beschikken over de techniek om dit te doen: de Shell en het Zuidafrikaanse Sasol. Beide hebben een joint venture met de regering van Qatar, resulterend in het bestaande Pearl- respectievelijk Oryx-complex en beide bouwen of plannen of licenseren ook elders installaties. Er is dus geen onoplosbaar capaciteitsprobleem.
Het is dus technisch mogelijk, stante pede of hooguit na een zekere leveringstijd, om op Eindhoven Airport de vervuiling door ultrafijn stof en roet te sterk te verminderen. Halveren lukt niet meteen , omdat er ook landende vliegtuigen zijn die elders getankt hebben (later aangebrachte precisering).
Bestuurlijk en logistiek
Of het bestuur zich aan deze ontwikkelingsrichting wil committeren, moet blijken. Dat zal ook van druk vanuit de bevolking, en vanuit de lokale politiek, afhangen.
Hoe dit logistiek moet, kan ik niet meteen beoordelen. Ik ga ervan uit dat Eindhoven Airport, gevestigd op een militair vliegveld, aan een ondergrondse pijpleiding hangt van de NATO. De volgende vraag is of de NATO de synthetische brandstof al als gelijkwaardig erkend heeft, en vervolgens of die per pijpleiding kan worden aangevoerd.
Zie http://blogs.platts.com/2014/02/21/gtl-military/ , maar dat is al een zowat vier jaar oude tekst. De huidige situatie is mij niet bekend.
Als hier een probleem ligt, moet dat maar worden opgelost.
Geld
Informatie over actuele Standaard Jet Fuel-prijzen is op Internet te vinden.
Directe informatie over de synthetische versie heb ik nog niet kunnen vinden.
Op basis van het hele verhaal krijg ik de indruk, dat de synthetische versie ongeveer concurrerend was met de standaardversie voordat de olieprijzen kelderden tot het huidige, lage niveau. Dat zou betekenen dat de GTL-blend nu duurder is dan de, overigens gelijkwaardige, standaardversie.
Dat moet dan maar. Gewoon de kerosineprijs omhoog voor schonere lucht!
Mocht er daardoor minder gevlogen worden op Eindhoven Airport, dan is dat mooi meegenomen voor de andere gewenste doelen, het geluid en het klimaat.