Duurzame brandstoffen

Biobrandstoffen zijn gemaakt van biomassa; materiaal van organische oorsprong zoals stro of hout. Dit valt onder de paraplu van de organische chemie; de studie van structuren, eigenschappen en reacties van moleculen die koolstof bevatten.

Bij de productie van biobrandstoffen is er geen netto toename van kooldioxide (CO2) in de atmosfeer. Dit komt omdat de CO2 die wordt uitgestoten bij verbranding van biobrandstoffen al eerder is vastgelegd door de biomassa zelf via het proces van fotosynthese.

De rol van fotosynthese in de koolstofkringloop

Fotosynthese is een essentieel proces in de natuur. Dit proces zet koolstofdioxide (CO2) en water (H2O) om in glucose (C6H12O6), onder invloed van zonlicht. Bij dit proces komt ook zuurstof vrij.

In hout, bijvoorbeeld, bevindt die glucose zich in cellulose, een vorm van polysachariden. Bij verbranding wordt deze cellulose weer omgezet in CO2. Deze CO2 wordt dan opnieuw gebruikt in fotosynthese om weer cellulose te vormen. Deze cyclus herhaalt zich telkens.

Biomassa: Het CO2-neutrale alternatief

Terwijl biomassa in wezen CO2-neutraal is - dankzij fotosynthese heropname van de uitgestoten CO2 - liggen bij fossiele brandstoffen de zaken anders. De CO2 van fossiele brandstoffen is miljoenen jaren geleden opgeslagen en komt vrij bij verbranding. Omdat het niet direct opnieuw wordt opgenomen, draagt dit bij aan een verhoogde CO2-concentratie in de atmosfeer - en daarmee aan de opwarming van de aarde.

Verschillende generaties biobrandstoffen

Er zijn verschillende generaties biobrandstoffen, waarbij de eerste generatie wordt geproduceerd uit voedselgewassen zoals maïs, suikerbiet en tarwe. Dit proces vereist vergisting, waarbij bacteriën de biogewassen omzetten in alcohol en CO2. Deze alcohol kan worden gemengd met benzine en als brandstof worden gebruikt.

Een alternatief voor deze eerste generatie biobrandstoffen is biodiesel, geproduceerd uit koolzaadolie. Dit proces produceert naast biodiesel ook glycerol.

Een andere soort biobrandstof is biogas, of methaan (CH4), geproduceerd door biomassa te vergisten. Het gebruik van bijvoorbeeld bioafval voor dit proces vermijdt concurrentie met voedselproductie.

Het belang van de CH-verhouding

De CH-verhouding - de verhouding tussen koolstof (C) en waterstof (H) in een stof - is een belangrijke factor bij de duurzaamheid van biobrandstoffen. Als we bijvoorbeeld methaan (CH4) en aardolie (C8H18) vergelijken, heeft het methaan een lagere CH-verhouding (0,25) dan de aardolie (0,44). Hoe lager deze verhouding, hoe duurzamer de brandstof want het betekent minder CO2-uitstoot per eenheid van energie.

Duurzame energiebronnen zoals waterkracht, zonne-energie, windenergie en geothermische energie kunnen ook bijdragen aan een duurzamere energietoekomst.

Het gebruik van de eerste generatie biobrandstoffen kan echter ook controversieel zijn. De reden hiervoor is dat het verbouwen van voedselgewassen voor brandstof de voedselprijzen kan verhogen, wat nadelig is voor armere bevolkingsgroepen.