Wat is de CO2-balans van bio-ethanol?

Wat is de CO2-balans van bio-ethanol?
Hoe ziet de CO2-balans van bio-ethanol eruit?

Milieubewustzijn is niet langer een marginale kwestie. Naarmate de gevolgen van de antropogene klimaatverandering duidelijker worden, groeit de collectieve wens om onze planeet en ons milieu te beschermen. Om klimaatverandering tegen te gaan, moeten mensen hun gedrag zowel individueel als sociaal veranderen, maar ook groene technologieën kunnen een rol spelen. Elke innovatie die ons in staat stelt schadelijke emissies te verminderen en minder afval te produceren, kan belangrijk zijn in de strijd tegen klimaatverandering.

Een van de belangrijkste bronnen van wereldwijde vervuiling is de uitstoot van motorvoertuigen. Voor veel mensen is een eigen auto een noodzaak. Zonder auto zouden zij niet naar hun werk kunnen gaan, hun kinderen niet naar school kunnen brengen of niet veel verder kunnen reizen dan hun eigen voordeur. Maar als je je geen elektrische auto kunt veroorloven en het geluk hebt in een plaats met een goede infrastructuur te wonen, draagt autorijden bij aan de eindeloze stroom van vervuiling en broeikasgasemissies waarvoor we allemaal verantwoordelijk zijn.

Bio-ethanol is in opkomst als veelbelovende alternatieve brandstof die ons op een dag in staat zou kunnen stellen zoveel te rijden als we willen zonder ons zorgen te maken over wat er uit onze uitlaat komt. Iedereen die streeft naar een koolstofneutrale toekomst zou eens moeten kijken naar bio-ethanol.



Hoe wordt bio-ethanol brandstof geproduceerd?

Bio-ethanol biedt vele voordelen ten opzichte van conventionele brandstoffen, maar het belangrijkste verkoopargument is zijn milieuvriendelijkheid. Bio-ethanol wordt geproduceerd op basis van hernieuwbare grondstoffen, namelijk planten zoals graan, maïs en mais. In principe kan het worden verkregen uit elke plant die suiker en zetmeel bevat. Wij gebruiken de term "biomassa" als verzamelnaam voor hernieuwbare organische materialen van planten en dieren. Biomassa omvat levende organismen, materialen afkomstig van levende organismen en materialen van onlangs gestorven organismen.

Het precieze proces voor de productie van bio-ethanol als brandstof hangt af van de samenstelling van de gebruikte biomassa. Het meeste onderzoek richt zich momenteel op lignocellulose, waaronder wilgen, eucalyptus, stro, suikerriet, landbouwresiduen en andere houtachtige en grasachtige materialen die vaak als afval worden beschouwd. Er is 2 tot 4 ton lignocellulosehoudende biomassa nodig om 1 ton bio-ethanol te produceren. Onderzoekers geven de voorkeur aan lignocellulosehoudende biomassa omdat die overvloediger is dan voedselgewassen en goedkoper te produceren, vooral omdat ze toch als afval wordt beschouwd. Het heeft ook een hogere netto energiebalans dan andere vormen van biomassa, wat het milieu aantrekkelijker maakt. Lignocellulosehoudende biomassa kan de uitstoot van broeikasgassen met 90% verminderen, wat veel beter is dan biobrandstoffen van de eerste generatie.

Het nadeel van het gebruik van lignocellulosehoudende biomassa voor de productie van bio-ethanol is dat deze een aantal koolhydraatpolymeren bevat, waaronder cellulose. Cellulose is het hoofdbestanddeel van plantencelwanden en bestaat uit glucosemoleculen. Wanneer cellulose wordt afgebroken in een proces dat hydrolyse heet, komt glucose vrij. Er zijn verschillende manieren om de cellulose in lignocellulosehoudende biomassa te hydrolyseren tot vergistbare suikers. De meest gebruikelijke methoden zijn de behandeling van de biomassa met zuur of specifieke enzymen en verhitting.

Voor niet-lignocellulosehoudende biomassa, zoals granen, wordt de biomassa eerst vermalen om het zetmeel vrij te maken. Het verkregen materiaal wordt gemengd met een bepaalde hoeveelheid water om de verhouding tussen suiker en gist in het resulterende beslag te regelen. Door verhitting lost het mengsel in water oplosbaar zetmeel op, terwijl tegelijkertijd het zetmeel door zure of enzymatische hydrolyse in suiker wordt omgezet. Het resulterende mengsel wordt verhoogd tot een pH tussen 4,8 en 5,0, wat licht zuur is. Dit is nodig voor de gist die de suiker vergist. Het fermentatieproces produceert ethanol en CO2. De daaropvolgende distillatie en dehydratie verhogen de ethanolconcentratie in de oplossing.

Om als brandstof te worden gebruikt, moet ethanol zeer zuiver zijn, d.w.z. zo dicht mogelijk bij 100%. Industrieel geproduceerd ethanol heeft een relatief hoog watergehalte, waardoor het minder zuiver is. Er zijn verschillende processen voor het onttrekken van ethanol die momenteel door onderzoekers worden bestudeerd om de efficiëntie te verhogen.



Wat zijn de milieuvoordelen van bio-ethanol?

Bio-ethanol is niet alleen afkomstig uit hernieuwbare bronnen, maar vermindert ook aanzienlijk de uitstoot van broeikasgassen tijdens de productie en verbranding van de afgewerkte brandstof in vergelijking met conventionele brandstoffen. Het toevoegen van ethanol aan benzine verhoogt het octaangehalte, wat betekent dat het eerder brandt dan verbrandt, en stelt ons in staat onze steeds schaarser wordende oliereserves te sparen. Het verlengen van de levensduur van de oliereserves verbetert onze brandstofzekerheid en vermindert onze afhankelijkheid van olieproducerende landen.

Als u zich afvraagt of bio-ethanol koolmonoxide of andere schadelijke stoffen produceert, dan is het antwoord nee. Bij de verbranding van bio-ethanol komen zeer weinig emissies vrij; het is aanzienlijk schoner dan conventionele brandstoffen. De ergste uitstoot is een verwaarloosbare hoeveelheid kooldioxide, veel te weinig om enig negatief effect te hebben op de volksgezondheid of het milieu.

U hebt wellicht tegenstrijdige beweringen gehoord over de koolstofvoetafdruk van bio-ethanol. Is bio-ethanol nu koolstofneutraal of niet? Het antwoord is: ja, het is koolstofneutraal. Maar men moet zich afvragen waarom bio-ethanol koolstofneutraal is. Het antwoord is eigenlijk heel eenvoudig: de hoeveelheid kooldioxide die vrijkomt bij de productie van bio-ethanol is gelijk aan de hoeveelheid kooldioxide die tijdens de fotosynthese wordt opgenomen door de planten die de brandstof produceren.

De overschakeling van op aardolie gebaseerde brandstoffen naar bio-ethanol zal de ozonlaag boven de aarde helpen herstellen, een langetermijndoelstelling van de milieubeweging. Bij de verbranding van ethanol reageren de resulterende producten minder met zonlicht dan emissies van conventionele brandstofbronnen. Zelfs grootschalige verbranding van ethanol zal de ozonlaag waarschijnlijk niet aantasten.

Zelfs als we in de nabije toekomst conventionele brandstof voor onze voertuigen blijven gebruiken, kunnen we met bio-ethanol de uitstoot van broeikasgassen verminderen. Het bijmengen van bio-ethanol in benzine biedt een aantal waardevolle voordelen. Ten eerste verhoogt het de octaanwaarde van de brandstof, wat gewoonlijk moeilijk en duur is om te bereiken. Door laagwaardige brandstof met ethanol te verrijken, kunnen we de schadelijke uitstoot verminderen en de prestaties verbeteren. Het bijmengen van bio-ethanol in brandstof betekent ook dat we onze bevoorrading verder kunnen verbeteren en onze afhankelijkheid van olieproducerende landen kunnen verminderen.


In het algemeen zou een wijdverbreid gebruik van bio-ethanol leiden tot een verbetering van de luchtkwaliteit en een vermindering van de prevalentie van kankerverwekkende deeltjes. Lopende onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten verbeteren voortdurend de milieuvoordelen van bio-ethanol, waardoor het nog aantrekkelijker wordt. De nieuwste concepten voor bio-ethanolfabrieken zorgen er bijvoorbeeld voor dat al het geloosde water milieuneutraal is. Sommige fabrieken recycleren het afvalwater van de bio-ethanolproductie zodat het opnieuw kan worden gebruikt.



Waarvoor wordt bio-ethanol gebruikt?

Ethanol is een veelzijdige brandstof die zijn potentieel op verschillende belangrijke gebieden reeds heeft bewezen. De meest prominente toepassing van bio-ethanol is tegenwoordig als transportbrandstof. Velen in de auto-industrie verwachten dat bio-ethanol uiteindelijk benzine zal vervangen als belangrijkste brandstof voor particuliere voertuigen. Een van de voordelen van bio-ethanol is echter dat het benzine niet volledig hoeft te vervangen om een verschil te maken. Ethanol wordt vaak gebruikt om de prestaties van laagwaardige brandstof te verbeteren, en er zijn verschillende brandstofmengsels op de markt die bio-ethanol combineren met diesel of benzine.

Zoals elke brandstof kan bio-ethanol worden verbrand om energie te produceren en elektriciteit op te wekken. Het onderzoek naar de potentiële rol van bio-ethanol bij de opwekking van elektriciteit is nog gaande. Vergeleken met kolen en olie heeft ethanol een veel lager thermisch rendement, hetgeen betekent dat veel grotere hoeveelheden nodig zijn om dezelfde hoeveelheid energie op te wekken. We kunnen het ons echter veroorloven veel meer ethanol te verbranden zonder het milieu te schaden en giftige emissies uit te stoten.

Bio-ethanol haarden worden ook steeds populairder. Ze produceren geen rook of andere schadelijke bijproducten, zien er goed uit en vereisen geen schoorsteen of aansluiting op een gasleiding.



Hoe verhoudt bio-ethanol zich tot conventionele brandstoffen?

Vergeleken met benzine heeft bio-ethanol een veel lagere energie-inhoud. Als je twee identieke voertuigen hebt, één op benzine en één op bio-ethanol, kan het voertuig dat op benzine rijdt zijn weg vervolgen. Bio-ethanol veroorzaakt echter niet dezelfde schadelijke emissies als benzine. Naarmate de productiekosten van bio-ethanol blijven dalen en de productiemethoden efficiënter worden, kan een punt worden bereikt waarop het de moeite waard wordt om voertuigen vaker te tanken.

Bio-ethanol heeft een hoger octaangehalte dan benzine en kan zelfs aan benzine worden toegevoegd om het octaangehalte te verhogen. Een hoger octaangetal betekent dat bio-ethanol eerder brandt dan ontbrandt in een motor en betere brandwerende eigenschappen heeft.

Ethanol is minder vluchtig dan benzine, gemeten naar de dampspanning van Reid. De lagere druk van bio-ethanol betekent dat het langzaam verdampt, waardoor de concentratie verdampingsemissies laag blijft en het risico van brandstofexplosie verder wordt beperkt. De lage dampspanning kan echter ook een nadeel zijn voor ethanol. De combinatie van lage druk en een enkel kookpunt betekent dat motoren die op zuivere ethanol lopen niet zonder hulp kunnen starten bij temperaturen onder 20 graden Celsius. Als bio-ethanol ooit serieus wordt overwogen als belangrijkste brandstof voor auto's, zullen motoren dit probleem moeten compenseren.

Bio-ethanol en soortgelijke biobrandstoffen kunnen een belangrijke rol spelen bij de bestrijding van de klimaatverandering. Niet alleen heeft bio-ethanol een breed scala aan toepassingen, maar de productie ervan is koolstofneutraal. Houd dit gebied in de gaten, want het zou de brandstof van de toekomst kunnen zijn.