In oktober vond er een seismische verschuiving plaats op mondiaal vlak zeevaart en luchtvaart industrieën die zich ertoe verbinden om tegen 2050 naar netto nul te gaan. Voor de scheepvaartindustrie is dit een verdere vooruitgang op de mijlpaal Poseidon-principes. Voor de luchtvaart getuigt dit van een nieuw ambitieniveau.
Maar beide sectoren zijn moeilijk koolstofarm te maken, en een centrale vraag blijft: hoe gaan ze dat doen?
We hebben nog niet alle details van de technologieën die zullen worden gebruikt, maar deze industrieën ook niet. De International Chamber of Shipping (ICS) heeft verklaard dat om netto nul te bereiken, tegen 5 2030 procent van de wereldwijde scheepvaartvloot emissievrij moet zijn. Dit betekent het bouwen en inzetten van duizenden schepen op basis van nieuwe technologie die niet nog op grote schaal ingezet, en om brandstoftoevoerketens op te bouwen om hen te ondersteunen.
De luchtvaartindustrie heeft oplossingen voorgesteld die minder verstoring van de bedrijfsmodellen van de industrie vereisen - hoewel ook hier nieuwe technologieën en nieuwe soorten vliegtuigen waarschijnlijk een steeds grotere rol gaan spelen. In beide gevallen zal meer financiering voor onderzoek en schaaloplossingen van cruciaal belang zijn.
In deze blog zullen we kijken naar enkele van de meer waarschijnlijke potentiële technologieën die zowel de zeescheepvaart als de luchtvaart zouden kunnen inzetten om hun vloten en activiteiten koolstofvrij te maken.
Elektrificatie voor korte afstanden
Voor zowel schepen als vliegtuigen is er voor korteafstandsreizen een oplossing die al bekend is uit het grondvervoer: elektrificatie. Sinds december 2019 voert de grootste watervliegtuigmaatschappij van Noord-Amerika testvluchten uit met batterijaangedreven elektrische vliegtuigen. Harbor Air, dat actief is in de regio Vancouver, BC, streeft naar goedkeuring door de regelgevende instanties passagiers meenemen in elektrische vliegtuigen tegen 2023 en is van plan om zijn hele vloot van 42 vliegtuigen om te bouwen naar batterijvoeding.
Het Noorse bedrijf Yara International heeft aangekondigd dat het voor het eerst vracht gaat vervoeren in zijn nieuwe, autonome containerschip op batterijen.
En deze zomer kondigde het Noorse bedrijf Yara International aan dat het voor het eerst vracht gaat vervoeren in zijn nieuwe, autonoom batterijaangedreven containerschip. Beide ontwikkelingen tonen de belofte van elektrificatie voor korteafstandsreizen, inclusief de vliegtuigreizen die als levensader dienen voor afgelegen gemeenschappen in plaatsen zoals de Australische Outback, delen van Canada en andere gebieden die niet gemakkelijk over de weg bereikbaar zijn.
“Korte afstanden voor zowel de scheepvaart als de luchtvaart kunnen waarschijnlijk worden geëlektrificeerd”, zegt Thomas Koch Blank, senior directeur van het Climate-Aligned Industries-programma van RMI. Hij beschrijft echter ingetogen de elektrificatie van langere internationale en intercontinentale routes voor beide industrieën als ‘uitdagend’.
Voor de luchtvaart is de uitdaging het gewicht van batterijen. Voor verzending is het hun bulk. “Het benodigde volume aan batterijen is waanzinnig”, merkt Koch Blank op. In beide gevallen hebben de batterijoplossingen die een revolutie teweegbrengen in het grondtransport eenvoudigweg niet de energiedichtheid die nodig is voor middellange of lange afstandsroutes. En op deze langere routes wordt de meeste brandstof verbruikt.
Duurzame vliegtuigbrandstof
Voor de luchtvaart is de enige koolstofarme oplossing die commercieel wordt ingezet duurzame vliegtuigbrandstof (SAF). Hoewel SAF kan worden gemaakt uit verschillende bronnen, waaronder gewasresten, afgewerkte plantaardige oliën en CO2 zelf, wereldmarktleider SkyNRG distribueert momenteel biobrandstoffen gemaakt van afgewerkte olie.
De Missie mogelijk partnerschap - een coalitie van organisaties, waaronder RMI die zich inzet voor het koolstofarm maken van de zware industrie - beschrijft SAF als de enige haalbare kortetermijnoptie om de koolstofemissies van de luchtvaart te verminderen. Dit komt omdat het kan dienen als een drop-in vervanging voor de vliegtuigbrandstof die wordt gebruikt in commerciële vliegtuigen en ook compatibel is met de brandstofinfrastructuur op luchthavens. Bovendien stelt SAF geen bereikbeperkingen.
Maar om SAF een grote rol te laten spelen, zal het drastisch moeten worden opgeschaald, wat aanzienlijke investeringen vereist. Momenteel is het wereldwijde aanbod van SAF afkomstig van één faciliteit in Zuid-Californië die wordt geëxploiteerd door Global Energy, die minder dan 0.01 procent van de jaarlijkse brandstofbehoefte van de industrie kan produceren.
Maar hoewel SAF op de korte termijn een belangrijke rol kan spelen, zijn er beperkingen aan het potentiële aanbod van afgewerkte olie en andere biologische bronnen van SAF voor de luchtvaartindustrie. Een aanpak van de volgende generatie, bekend als power-to-liquids (PtL), is minder volwassen, maar heeft een nog groter koolstofreducerend potentieel. PtL gebruikt elektriciteit en CO22 om vloeibare koolwaterstofbrandstoffen te synthetiseren, die echt koolstofvrij kunnen zijn als de elektriciteit wordt geleverd door hernieuwbare energiebronnen.
Hemelswater op waterstof
Voor de langere termijn verkent MPP verschillende mogelijkheden voor de luchtvaart. De organisatie zegt dat waterstofaangedreven vliegtuigen van cruciaal belang zullen zijn voor het verminderen van de uitstoot van middellange en lange termijnvluchten. Deze vliegtuigen omvatten zowel brandstofcel- als waterstofverbrandingsvliegtuigen.
Op dit gebied zijn al verschillende veelbelovende startups actief, waaronder ZeroAvia, dat in de zomer van 2020 een testvlucht voor een passagiersvliegtuig hield. Daarnaast heeft de Europese vliegtuigbouwer Airbus onthuld een reeks door waterstof aangedreven conceptvliegtuigen.
De Europese vliegtuigbouwer Airbus heeft een serie conceptvliegtuigen op waterstof onthuld.
En hoewel vliegtuigen die alleen water uitstoten nog een verre belofte lijken, zegt MPP dat vliegtuigen met brandstofcel tegen 2030 een deel van de middellange vluchten zouden kunnen nemen, en dat waterstofverbranding tegen 2035 zelfs langeafstandsvluchten zou kunnen aandrijven.
Waterstof op open zee
Voor de scheepvaart kan waterstof een nog grotere rol gaan spelen. Koch Blank van RMI merkt op dat een groot deel van de beschikbare biobrandstofbronnen naar luchtvaartmaatschappijen zal moeten worden gestuurd. “Als je geen biobrandstoffen gebruikt, zijn je koolstofvrije opties waterstof, ammoniak of e-methanol”, legt Koch Blank uit. Maar uiteindelijk kunnen deze andere bronnen ook waterstof nodig hebben. Een belangrijke methode voor de productie van ammoniak vereist waterstof als grondstof en e-methanol is afgeleid van waterstof en CO2.
Zowel waterstof als ammoniak worden al getest als brandstof, en de Franse rederij CFT is van plan om een waterstofaangedreven containerschip proefvaart op de Seine later dit jaar. Bovendien heeft verzendgigant Maersk bestellingen geplaatst voor: acht schepen die op methanol kunnen varen, met de eerste gepland om in 2024 te worden ingezet.
Maar om op waterstof aangedreven scheepvaart emissievrij te laten zijn, moet de brandstof worden geproduceerd op een manier die geen broeikasgassen uitstoot – namelijk door middel van elektrolyse met behulp van hernieuwbare energie om “groene” waterstof te produceren. Om ervoor te zorgen dat groene waterstof de mondiale scheepvaart van energie kan voorzien, hebben we veel meer elektrolyzers nodig dan we hebben – en snel.
Tessa Weiss, een medewerker van het Climate-Aligned Industries Program van RMI, schat dat er vanaf 3.6 tussen de 5.2 miljoen en 2030 miljoen ton waterstof per jaar nodig zal zijn, afhankelijk van de brandstofmix die wordt gebruikt, om de doelstelling van ICS te halen om 5 procent van de maritieme handel. Om zoveel groene waterstof te maken, is 41-60 gigawatt aan elektrolyzers nodig met een capaciteitsfactor van 50 procent.
Dat is ongeveer 14 tot 20 keer de 0.3 gigawatt aan elektrolyzers die momenteel operationeel zijn, en meer dan de 40 GW aan elektrolyseprojecten die BloombergNEF volgt. Het is echter slechts een klein deel van de 850 GW die in 2030 nodig zal zijn om groene waterstof zijn rol te laten spelen in een netto-nulwereld. Naast de luchtvaart en de scheepvaart zullen ook grote volumes waterstof nodig zijn voor een aantal toepassingen, waaronder de staalproductie.
Een lichtpuntje voor de scheepvaart is dat naarmate de wereld koolstofarmer wordt, een van de belangrijkste ladingen van langeafstandsroutes zal verdwijnen: aardolie en andere fossiele brandstoffen. Koch Blank schat dat fossiele brandstoffen 40 procent uitmaken van wat er over de oceaan wordt vervoerd, en dat het koolstofarm maken van de economie dus zowel de vraag naar energiedragers als de energiebehoefte van die schepen zou kunnen terugdringen.
Visie en wil
Er zijn meerdere potentiële routes om zowel de luchtvaart als de scheepvaart koolstofvrij te maken, maar het is niet nodig of zelfs maar mogelijk om alle details te kennen over hoe dit zal uitpakken. Wat belangrijk is, is de wil om de visie uit te voeren die de lucht- en zeescheepvaartindustrie laten zien.
In beide gevallen zal deze transformatie investeringen vergen in onderzoek, ontwikkeling en de invoering van koolstofvrije oplossingen in een vroeg stadium. Dit omvat niet alleen het bouwen van koolstofvrije schepen, maar ook de brandstofproductie en toeleveringsketens die deze schepen zullen voeden.
We hebben de visie om de luchtvaart, scheepvaart en andere zware industrieën op een duurzaam pad te brengen. Nu komt het harde werk om het te doen.
Bron: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
