Rijkert Knoppers
Op het dak van de Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) in het Zwitserse Zürich staat een kleine parabolische zonne-installatie. De met de zon meedraaiende spiegelinstallatie produceert ongeveer een dL kerosine per dag, maar de geringe hoeveelheid is niet relevant, zegt Aldo Steinfeld, hoogleraar Renewable Energy Carriers bij het ETH. Hij wijst erop dat deze installatie er alleen voor dient om te laten zien dat het mogelijk is om CO2-neutrale brandstoffen met behulp van zonne-energie te produceren.
Het proces van dit door de EU ondersteunde vierjarig Sun-to-Liquid project werkt met drie fases: allereerst haalt de installatie via een adsorptie/desorptieproces CO2 en water uit de lucht. In de tweede stap vindt, met behulp van de warmte van de zon, de splitsing van CO2 en water plaats. Daarbij ontstaat een mengsel van waterstofgas en koolstofmonoxide, genaamd syngas. Dat mengsel wordt tijdens de derde fase omgezet in vloeibare koolwaterstoffen, bijvoorbeeld met een Fischer-Tropsch proces. ‘Van de drie procesonderdelen is de tweede fase het lastigste,’ legt Steinfeld uit per e-mail. ‘Daarbij concentreert de spiegelcentrale het zonlicht tot een factor 3.000, waardoor de temperatuur oploopt tot 1.500 ËšC. Binnen de reactor ontstaat dankzij de aanwezige ceriumoxide een redox cyclus, waarbij uit water en CO2 het syngas-mengsel ontstaat.’
Het team van Steinfeld werkt momenteel in samenwerking met het bedrijf Synhelion aan de realisatie van een grootschaliger installatie met een zonnetoren met heliostatische spiegels in Móstoles, vlakbij Madrid. Daarna zal volgens plan een verdere opschaling voor industriële toepassingen volgen. ‘De kostprijs van de door ons gefabriceerde kerosine zal op ongeveer $2/L komen, twee keer zo duur als de huidig verkrijgbare kerosine van fossiele brandstoffen,’ aldus Steinfeld. ‘Overigens is de door ons ontwikkelde techniek ook inzetbaar voor andere energetisch intensieve thermische toepassingen, zoals het verwerken van mineralen en metalen, de productie van kalk en cement en de recycling van koolstofhoudende producten, zoals autobanden en landbouwafval.’ Volgens Steinfeld kan een industriële zonne-installatie met een oppervlak van een vierkante kilometer in de toekomst ongeveer 20.000 L kerosine per dag produceren.
