Energie-efficiëntie van eFuels in de context: waarom efficiëntie niet genoeg is voor een zinvolle beoordeling
Rendement van eFuels in context: Waarom het niet doorslaggevend is voor de beoordeling van de efficiëntie
De overgang naar duurzame mobiliteit is een van de grootste uitdagingen van onze tijd. Terwijl elektrische auto’s vaak worden gepromoot als de enige echte oplossing, worden alternatieve benaderingen zoals eFuels bekritiseerd – vooral vanwege hun vermeende lage efficiëntie. Maar is efficiëntie echt zo slecht als je een holistische analyse van levenscycli maakt? En is efficiëntie eigenlijk wel het doorslaggevende criterium?
We kijken naar deze aspecten, de rol van eFuels in een duurzaam energiesysteem en hoe co-producten de algehele balans kunnen verbeteren.
Inhoudsopgave
Wat betekent efficiëntie en waarom wordt het bekritiseerd?
Efficiëntie verwijst naar de verhouding tussen bruikbare energie en de gebruikte energie in een systeem of proces. In het geval van eFuels wordt vaak gekeken naar de totale efficiëntie van hernieuwbare elektriciteitsopwekking, brandstofproductie en voertuigaandrijving.
Critici beweren dat eFuels een lagere algemene efficiëntie hebben in vergelijking met het directe gebruik van elektriciteit in elektrische voertuigen. Ze baseren zich vaak op grafieken en diagrammen die gebaseerd zijn op onrealistische en onvolledige aannames, zoals de industriële productie van eFuels in Duitsland, waar hernieuwbare energie minder efficiënt wordt geproduceerd.
Nog belangrijker is dat ze volledig voorbijgaan aan de energie die nodig is voor de productie van e-auto’s in vergelijking met verbrandingsmotoren. Omdat voor de productie van een e-auto nog steeds veel meer energie nodig is dan voor een vergelijkbare verbrandingsmotor, is er een zogenaamde “rugzak” aan het begin van de levensduur. Dit beïnvloedt de volledige levenscyclusefficiëntie die op een eerlijke manier wordt berekend op verschillende manieren, afhankelijk van hoeveel er met het voertuig wordt gereden. Omdat de batterij en de elektronica onmisbare onderdelen zijn van de energievoorziening van dergelijke voertuigen, komt het niet opnemen ervan in de berekening in de buurt van het niet gebruiken van een deel van de diesel of benzine die een verbrandingsmotor tijdens zijn nuttige levensduur zou verbruiken.
Waarom efficiëntie niet alles is
Efficiëntie is een belangrijke maatstaf voor energie-efficiëntie, maar mag niet op zichzelf staan. Er zijn verschillende redenen waarom focussen op efficiëntie alleen niet voldoende is en niet de enige maatstaf is voor het nut van een technologie. Een andere factor die erg belangrijk is, is de impact op het milieu. Hier kunnen eFuels in veel scenario’s punten scoren, omdat ze in vergelijking met batterijen worden geassocieerd met een zeer lage milieu-impact in de mijnbouwsector.
Holistische kijk op het energiesysteem
Een holistische kijk op het energiesysteem laat zien dat andere factoren net zo belangrijk of zelfs doorslaggevender kunnen zijn. Het gaat erom hoe technologieën worden geïntegreerd in het totale energiesysteem, welke synergieën ze mogelijk maken en welke rol ze spelen in de context van de energietransitie en milieubescherming.
Locatie van energieopwekking
De efficiëntie van hernieuwbare energie is sterk afhankelijk van de locatie. Fotovoltaïsche energie in zonnige regio's van de wereld of offshore windenergie zijn aanzienlijk efficiënter in termen van gebruik.
Flexibiliteit en opslag
eFuels maken de opslag en het transport mogelijk van overtollige hernieuwbare energie uit regio's met een hoog rendement naar verbruikslocaties wereldwijd.
Gebruik van bestaande infrastructuur
eFuels kunnen worden gebruikt in bestaande voertuigen en met bestaande tankstations, wat grote investeringen in nieuwe infrastructuur beperkt.
Ontkoling van scheepvaart en zware goederen
Gebieden zoals luchtvaart, scheepvaart en zwaar vrachtvervoer zijn moeilijk te elektrificeren. eFuels bieden een haalbare oplossing om nieuwe CO₂-uitstoot te verminderen.
Kritiek op de efficiëntie van eFuels is vaak gebaseerd op vereenvoudigde overwegingen die alleen focussen op de omzettingsverliezen tussen elektriciteit en brandstof. Naast volledige levenscyclusanalyses, bijvoorbeeld voor voertuigen, laat een holistische kijk op het energiesysteem zien dat andere factoren zoals geïntegreerde processen de efficiëntie van het totale systeem aanzienlijk kunnen verhogen door verschillende chemische en energieprocessen te combineren in een gesloten cyclus.
Hoe verhogen geïntegreerde processen de efficiëntie?
- Energieoptimalisatie binnen de processen: Geïntegreerde processen maken efficiënt gebruik van de energie die wordt gegenereerd tijdens CO2-afvang, elektrolyse en synthese. De afvalwarmte van het proces wordt bijvoorbeeld direct teruggevoerd naar de volgende productiestap of beschikbaar gemaakt voor externe toepassingen, waardoor energieverliezen tot een minimum worden beperkt.
- Koppeling van processen: Het combineren van verschillende processtappen (bijv. CO2-afvang en -synthese) in één fabriek vermindert transportverliezen en verlaagt de totale energiebehoefte.
- Systeemintegratie in de energietransitie: Geïntegreerde processen creëren synergieën tussen de energiesector (elektriciteit), industrie en transport door overtollige hernieuwbare energie op te slaan en te gebruiken in verschillende toepassingen.
Efficiëntie in de context van mondiale hulpbronnen
Efficiëntie is vooral relevant wanneer er een tekort is aan een hulpbron. Wereldwijd is er echter geen tekort aan hernieuwbare energie. Het Duitse centrum voor lucht- en ruimtevaart (DLR ) toont aan dat een relatief klein oppervlak aan zonneparken voldoende zou zijn om in de volledige energiebehoefte van Duitsland of zelfs de aarde te voorzien.
De efficiëntie van de productie van eFuel wordt sterk beïnvloed door de locatie en de gebruikte processen. Regio’s met een overvloed aan hernieuwbare energie, zoals winderige landen (bijv. Noordzeelanden) of zonnige regio’s (bijv. de Sahara-woestijn), bieden optimale omstandigheden voor een grondstofzuinige productie van eFuel.
Bijproducten verbeteren de algemene balans
Wat zijn bijproducten?
eFuels worden geproduceerd met behulp van processen zoals Fischer-Tropsch synthese of het methanol-naar-benzine proces. Hierbij worden onvermijdelijk meerdere producten tegelijk geproduceerd – zogenaamde nevenproducten. Naast het hoofdproduct eFuel worden waardevolle bijproducten geproduceerd zoals eKerosine, eDiesel en ePetrol, die op verschillende gebieden kunnen worden gebruikt. Er worden ook andere nevenproducten gemaakt, die nodig zijn voor een groot aantal industrieën en processen. Dit verhoogt de algehele efficiëntie en kosteneffectiviteit van eFuels.
De rol van eKerosine als bijproduct
-
Technische coproductie: Bij de productie van synthetische brandstoffen is het technisch onvermijdelijk dat naast ePetrol en eDiesel ook eKerosine wordt geproduceerd. Dit co-product kan worden gebruikt in de luchtvaart en draagt bij aan het koolstofvrij maken van de luchtvaart.
-
Synergieën tussen transportmodi: De gezamenlijke productie van eFuels voor weg-, lucht- en zeevervoer maakt het mogelijk om de productie efficiënter te organiseren en de kosten te verlagen. Investeringen in eFuel-fabrieken profiteren van de commercialisering van alle bijproducten.
Voorbeelden van bijproducten
-
Zuurstof: Naast waterstof produceert de elektrolyse van water ook zuurstof, dat kan worden gebruikt in de geneeskunde, metallurgie of waterbehandeling.
-
Warmte-energie: Afvalwarmte van syntheseprocessen kan worden gebruikt om gebouwen te verwarmen, in stadsverwarmingsnetwerken of voor industriële processen.
-
Chemische grondstoffen: CO2-gebaseerde processen kunnen een groot aantal onmisbare grondstoffen en innovatieve materialen leveren voor de chemische industrie.
Voor meer informatie over het belang van co-producten bij de productie van eFuels, zie “eFuels and co-production: Why road transport is crucial for climate-friendly aviation”.
De rol van eFuels in de energietransitie
Vroege investeerders in de productie van eFuels en RFNBOs (hernieuwbare brandstoffen van niet-biologische oorsprong) dragen een hoog financieel risico. De initiële productiekosten zijn hoog en de marktomstandigheden zijn onzeker.
Integratie van hernieuwbare energieën
De energietransitie is afhankelijk van een enorme uitbreiding van hernieuwbare energiebronnen. eFuels kunnen hierbij een sleutelrol spelen. Ze maken het mogelijk om overtollige elektriciteit uit wind- en zonne-energie op te slaan in chemische vorm en te gebruiken wanneer dat nodig is. Dit draagt bij aan de stabiliteit van het energiesysteem en voorkomt dat hernieuwbare energie ongebruikt blijft of dat centrales moeten worden stilgelegd.
Lagere infrastructuurkosten
Door gebruik te maken van bestaande tankstations en voertuigen worden hoge investeringskosten voor nieuwe infrastructuur vermeden. Dit versnelt de overstap naar klimaatvriendelijke technologieën en maakt het economisch aantrekkelijker.
Wereldwijd perspectief
eFuels kunnen worden geproduceerd in regio’s met een groot potentieel voor hernieuwbare energie en wereldwijd worden getransporteerd. Dit bevordert internationale energiepartnerschappen en draagt bij aan het koolstofvrij maken van de aarde. Landen met een overschot aan groene energie, zoals Chili of Marokko, kunnen hun bronnen exporteren, wat ook bijdraagt aan de economische ontwikkeling van deze regio’s.
Praktische voorbeelden en projecten
Haru Oni project in Chili
In de winderige regio Patagonië wordt een proeffabriek gebouwd voor de productie van eFuels, waarbij bedrijven als Siemens Energy en Porsche betrokken zijn. Naast eFuels zal de zuurstof die tijdens de elektrolyse wordt geproduceerd, worden gebruikt en zal de afvalwarmte van het proces worden gebruikt voor de lokale energievoorziening. Dit project demonstreert de praktische implementatie van de productie van eFuel en het gebruik van nevenproducten om de efficiëntie te verhogen.
Project Mosjøen eFuel-fabriek in Noorwegen
Norsk e-Fuel bouwt zijn eerste industriële eFuel productiefabriek in de gemeente Vefsn in het noorden van Noorwegen. Het Mosjøen project krijgt een productiecapaciteit van 50 miljoen liter hernieuwbare brandstof per jaar. De fabriek is ontworpen om voornamelijk eKerosine uit waterkracht te produceren voor de luchtvaartindustrie, de rest wordt gebruikt als eNafta in de chemische industrie.
Het bedrijf plant nog twee fabrieken in Noorwegen en Finland.
eFuel-installatie van CAPHENIA in Frankfurt-Höchst
Het Beierse cleantechbedrijf CAPHENIA ontwikkelt een fabriek voor de productie van hernieuwbare synthetische brandstoffen in het industriepark Frankfurt-Höchst. De kern van de fabriek wordt gevormd door een speciaal ontwikkelde reactor met gepatenteerde plasma-Boudouardtechnologie (PBR). De fabriek moet in de eerste helft van 2025 in gebruik worden genomen en zal naar verwachting ongeveer 500 ton hernieuwbare synthetische brandstoffen per jaar produceren.
Kritische beschouwing van efficiëntie
Vergelijking met andere energiebronnen
Hoewel elektrische voertuigen efficiënter zijn in het gebruik, moet er ook rekening worden gehouden met factoren zoals de efficiëntie van de energieopwekking, de milieueffecten van de batterijproductie, de winning van grondstoffen en de verwijdering. Bovendien is het gebruik van hernieuwbare energie in Duitsland minder efficiënt dan in zonnige en winderige landen.
Relevantie van efficiëntie in de context
Efficiëntie is minder kritisch wanneer hernieuwbare energie overvloedig aanwezig is. De totale efficiëntie van eFuels kan vergelijkbaar zijn met die van elektrische voertuigen wanneer de hele energieketen in beschouwing wordt genomen. Bovendien maakt het gebruik van eFuels, met inbegrip van de commercialisering van nevenproducten zoals eKerosine, de onmiddellijke vermindering van nieuwe CO₂-emissies in de bestaande voertuig- en vliegtuigvloot mogelijk zonder te moeten wachten op de volledige vervanging van de vloot.
Efficiëntie is een belangrijke factor, maar niet het enige criterium bij de evaluatie van energiebronnen. eFuels bieden aanzienlijke voordelen dankzij hun flexibiliteit, opslagcapaciteit en het gebruik van nevenproducten. Ze maken een efficiënt gebruik van hernieuwbare energie mogelijk, verlagen de infrastructuurkosten en bevorderen wereldwijde energiepartnerschappen. Een holistische kijk op het energiesysteem laat zien dat eFuels een waardevolle bouwsteen zijn in een duurzame energiemix en een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan het koolstofvrij maken van de economie.
Veelgestelde vragen (FAQ) over de efficiëntie van eFuels
Efficiëntie is slechts één aspect en bij een eerlijke beoordeling moet ook rekening worden gehouden met de productie van het object in kwestie. Vanuit een holistisch perspectief, waarbij rekening wordt gehouden met de hoge efficiëntie van de opwekking van hernieuwbare energie in geschikte regio’s en het gebruik van nevenproducten zoals eKerosine, is de algehele efficiëntie van eFuels vergelijkbaar met die van elektrische voertuigen. De voordelen van eFuels, zoals opslagcapaciteit, gebruik van bestaande infrastructuur en het koolstofvrij maken van sectoren die moeilijk te elektrificeren zijn, maken ze tot een belangrijke toevoeging aan de energiemix.
De grootschalige opslag en distributie van waterstof is technisch complex en duur, omdat het gekoeld en onder hoge druk moet worden opgeslagen. eFuels worden geproduceerd uit waterstof met lage compressie, hebben een hogere volumetrische energiedichtheid bij “normale” temperaturen en drukken, en kunnen gemakkelijker en efficiënter worden opgeslagen en gedistribueerd.
Co-producten zoals eKerosine, zuurstof en thermische energie kunnen worden verkocht of gebruikt, wat extra inkomsten genereert en de algehele energie-efficiëntie verhoogt.
Met toenemende productie, technologische vooruitgang en schaalvoordelen zullen de productiekosten van eFuels dalen. Politieke steun en investeringen kunnen dit proces versnellen.
Registratie nieuwsbrief
Opmerkingen over gegevensbescherming
Onze gratis nieuwsbrief informeert je regelmatig per e-mail over nieuwe producten en speciale aanbiedingen. De gegevens die u hier invult, worden alleen gebruikt om de nieuwsbrief te personaliseren en worden niet doorgegeven aan derden. U kunt zich te allen tijde afmelden voor de nieuwsbrief of uw toestemming intrekken door een e-mail te sturen naar . Uw gegevens worden verwijderd binnen 2 maanden nadat u de nieuwsbrief niet meer ontvangt, mits de verwijdering niet in strijd is met wettelijke bewaarplichten. Door de door u ingevoerde gegevens te verzenden, stemt u in met de gegevensverwerking en bevestigt u ons privacybeleid.
