Rijden op afvalhout

Onderzoekers van het centrum voor duurzame katalyse en processen slaagden er voor het eerst in om benzine te maken uit een niet-fossiele bron. Meer zelfs, eigenschappen van deze brandstof zijn identiek aan de traditionele benzine van vandaag. Dit vormt de kracht van onze technologie. Wat vandaag nog spaak loopt bij de elektrische wagen, is hier net het sterke punt. Mensen kunnen blijven gebruik maken van hun huidige wagen, blijven tanken aan hun vertrouwde benzinestation en toch al duurzamer zijn.

De aanschaf van een wagen is vaak een zware kost voor vele gezinnen. Logisch dat mensen eerst kijken voor een betaalbare in plaats van een duurzame wagen. Gevolg is wel dat het percentage aan elektrische wagens op onze wegen nog zeer beperkt blijft. Vermoedelijk zal het ook nog enkele jaren duren alvorens de elektrische wagen effectief de rol van de klassieke wagen met verbrandingsmotor overneemt. De verdere ontwikkeling van batterijen, zowel qua kost als kilometerbereik, moet en zal op termijn voor een kantelpunt zorgen.

Mensen kunnen met deze technologie gewoon blijven tanken aan hun vertrouwde benzinestation. Concreet is er geen verschil meer tussen de traditionele benzine en deze uit afvalhout. Tankstations kunnen dus eenvoudig deze benzine gaan inmengen en aanbieden zonder aanpassingen aan hun infrastructuur. Wat de elektrische wagen betreft, is nog wat tijd nodig om een sterk netwerk aan laadpalen verder uit te bouwen.

Steeds opnieuw is het de bedoeling om hout te gebruiken uit afvalstromen. Denk maar aan hout uit het containerpark, groenafval uit bermen langs de snelweg, snoeiafval of restanten uit de zagerij.

Naast het gebruik van afvalstromen, is hout gewoon ook een duurzame grondstof. De kracht van plantaardig materiaal is dat het groeit door een combinatie van zonlicht, water en zeer belangrijk: CO₂. Beter gekend als fotosynthese. Wat voor ons dus een broeikasgas is, is voor bomen een noodzakelijke voedingsbron. Telkens opnieuw zou fotosynthese de nadelige CO₂-uitstoot na verbranding van benzine deleten.

Vandaag is ruwe aardolie nog steeds de grondstof om benzine te maken. Miljarden jaren zat deze fossiele grondstof veilig opgeslagen onder de grond. De voorbije decennia pompten oliebedrijven ruwe aardolie op en brachten een immense koolstofbron naar het aardoppervlak. Mensen consumeerden massaal producten gemaakt uit ruwe aardolie en zetten daardoor koolstof om tot CO₂. Wat veilig onder de grond zat is nu een schadelijk broeikasgas in de lucht. Als broeikasgas zorgt CO₂voor opwarming van ons klimaat en de daarbij horende grilligheden van ons weer zoals langdurige droogte, stormen, smelten van ijskappen en overstromingen. Om nog maar te zwijgen over de internationale conflicten waarbij de macht over resterende oliereserves blijft woekeren.

Onze beloftevolle technologie beoogt geen volledige omschakeling van de huidige brandstof, maar een tussenstap richting gedeeltelijke verduurzaming van benzine. Bijvoorbeeld 10 à 20% benzine uit afvalhout mengen met de traditionele brandstof uit ruwe aardolie. Finaal blijft een volledig elektrisch wagenpark het ultieme doel. Toch is op lange termijn ook nog een toekomst weggelegd voor onze technologie. Onder andere als 100% duurzame benzine voor nichemarkten of als bouwblok voor de productie van tal van plastics.

Tankstations bieden vandaag al benzine met een gedeeltelijk duurzaam karakter aan, meer bepaald 10% bio-ethanol. Voor velen is bio-ethanol een veelbelovende energiebron voor wagens. Positieve eigenschappen zijn zeker de productie uit niet-fossiele bronnen en de hogere verbrandingskwaliteit. Toch zijn er ook enkele kanttekeningen. De oorsprong van bio-ethanol is vaak een voedingsproduct. Door gebruik te maken van eetbare bronnen heerst rechtstreekse competitie met de voedingsindustrie. Daarnaast kan je met een tank bio-ethanol toch net iets minder ver rijden. Bovendien zijn de processen om bio-ethanol te maken vaak traag en niet altijd even efficiënt. Ons proces is sneller, draait op niet-eetbare bronnen en laat wagens even ver rijden.

Het opmerkelijke is dat het verwijderen van alle zuurstofatomen uit hout leidt tot “naft” als structuur. Hout bestaat voor een groot deel uit cellulose. Als grondstof voor papier is cellulose al sterk ingeburgerd in onze maatschappij. Cellulose bestaat uit drie atomen: koolstof, waterstof en zuurstof. Na verwijdering van alle zuurstof is chemisch geen enkel verschil meer waar te nemen met de traditionele “naft” uit ruwe aardolie. Gaat er een belletje rinkelen bij het woord “naft”? Niet toevallig in de volksmond verwijzend naar de brandstof die al onze wagens en grasmachines laat draaien. 

De omzetting van hout naar benzine gebeurt simpelweg in een kookpot. Toegegeven, wel eentje met speciale opties voor druk en temperatuur. De receptuur is alvast een meevaller. Vul de pot met zaagsel en katalysator. Sluit de pot goed af. Laat enkele uren pruttelen bij hoge temperatuur en druk. Open de pot en haal de vloeibare naft eruit. In wat volgt na dit onderzoek is het belangrijk om te bekijken of aanpassingen aan de receptuur noodzakelijk zijn bij gebruik van grotere industriële installaties.

Een katalysator is noodzakelijk om een mooi rendement te bekomen. Het versnelt de chemische reactie zonder zelf deel te nemen. In dit specifieke geval is de katalysator eigenlijk een vlijmscherpe schaar die uitblinkt in het wegknippen van zuurstofatomen. Een schaar die opnieuw kan beginnen knippen bij een volgende reactie.

Aron Deneyer is met zijn onderzoek naar biobrandstof en het vervangen van fossiele brandstoffen genomineerd voor de Vlaamse PhD Cup.