Bijgemengde biokerosine halveert de deeltjesuitstoot

    0
    39
    views

    Inleiding
    In het Manifest van BVM2 wordt geëist dat voor 2030 de helft van de op Eindhoven Airport getankte kerosine van synthetische herkomst is ( zie Het Manifest van BVM2 en de uitwerking daarvan ). BVM2 zegt dat die zuiverder verbrandt, waardoor de belasting van omwonenden met ultrafijn stof (voor zover die door vliegtuigen veroorzaakt wordt) vermindert. Het kan geen kwaad om zo’n bewering eens een keer te bewijzen.

    Synthetische brandstof kan drie soorten herkomst hebben: uit aardgas, uit biomassa en uit CO2 uit de lucht. Voor het eindproduct maakt de herkomst niet uit.
    Afhankelijk van de herkomst kan deze brandstof volgens de geldende standaardisatievoorschriften voor 30% tot (meestal) 50% bijgemengd worden, en dus conventionele kerosine vervangen. Gemakshalve noemen we deze brandstof synthetische kerosine (of Jet  fuel).
    Synthetische kerosine uit aardgas is al heel lang te koop. De Shell heeft in Qatar (waar het gas voor het LNG-programma werd afgefakkeld omdat ze geen idee hadden wat ze er mee moesten) een grote vestiging waar van gas brandstof wordt gemaakt. Die is nog steeds fossiel.
    Synthetische kerosine uit biomassa had al jaren gemaakt kunnen zijn, maar omdat die twee tot vier keer zo duur is als conventionele kerosine, willen de luchtvaartmaatschappijen er, ondanks vele grote woorden, niet aan.
    Synthetische kerosine uit CO2 bestaat (onlangs heeft Branson er een vliegtuig op laten vliegen), maar verkeert nog in een ontwikkelstadium.

    Contrails en cirrus door vliegtuigen

    Behalve een effect op de luchtkwaliteit, heeft synthetische kerosine ook een effect op het klimaat. Die zijn onder te verdelen in gangbare effecten die alle vormen van CO2 hebben, en speciale niet-CO2 -effecten die vliegen op 10 km hoogte heeft. Dat laatste is een complex verhaal, waarvan de vorming van contrails (de strepen die je achter vliegtuigen ziet) en cirrusbewolking (die na verloop van tijd uit die strepen kan ontstaan) een onderdeel zijn. Netto hebben die strepen en cirruswolken een opwarmend effect op het klimaat.

    Die contrails ontstaan omdat waterdamp uit de straalmotoren condenseert tot druppels, en dat druppelspoor zie je. Die condensatie gebeurt bij voorkeur rond condensatiekernen en de deeltjes, die uit de straalmotoren komen als bijvoorbeeld roet, leveren die kernen.
    Als synthetische kerosine minder deeltjes uitstoot, zo is de gedachte, krijg je ook minder strepen.

    In de afgelopen jaren is de interesse voor de klimaataspecten van het vliegen explosief gegroeid. Onderzoek aan de emissies van straalmotoren aan de grond is al vaker vertoond – dat is vooral van belang voor de luchtkwaliteit in de omgeving.
    Onderzoek aan de emissies van straalmotoren op 10 km hoogte, waar het -40°C is, is een ander verhaal. Dat heeft vorm gekregen door een DC8 (met vier oude motoren) zodanig uit te rusten dat  de ene binnenmotor op conventionele Jet A draaide, en de andere binnenmotor op een mengsel van 50% Jet A en 50% synthetische kerosine uit Camelina-olie (dat is een plant uit de koolfamilie). Deze biokerosine (technisch aangeduid als HEFA) bevat nagenoeg geen zwavel en aromatische verbindingen.
    De Jet A was er in een medium- en low-zwavel smaak, en de motoren konden zachtjes, standaard of extra hard gezet worden.

    Aan het onderzoek deden geleerden mee van de NASA, van het Duitse DLR en het Canadese NRC. Het onderzoek is gepubliceerd in een Letter aan Nature en die is op 15 maart 2017 afgedrukt.

    De DC8 steeg dus op naar 10km hoogte en de onderzoekers gingen er met een Falcon van de NASA vlak achter vliegen (30 tot 150m, moet aardig geschud hebben). Zodoende konden ze luchtmonsters nemen uit elke uitlaat zonder dat die zich al gemengd hadden.
    De proef is gedaan in omstandigheden, waarin zich normaliter geen strepen vormen. De interactie tussen ijsdeeltjes en uitlaatgassen zou de metingen verstoren.

     

    De meetresultaten
    Men moet de meetwaardentabel als volgt lezen.
    Elke kg brandstof brengt bij medium zwavel-Jet A (de linkse kolom Emissie Index) 6,51*1014 deeltjes in de lucht met een diameter boven de 10nm (elders in de studie blijkt dat het grootste deel onder de 100nm zit, en daarmee wordt dit bij ons gecategoriseerd als “Ultra Fijn Stof “). Uiteraard zit daar onzekerheid in: wat geleerden de standaard-deviatie noemen, zit tussen 1,14 maal zoveel als dit getal en 1,14 maal zo weinig.
    Bij een mengsel van Camelina en zwavelarme JetA staat in de rechtse kolom Emissie Index op de vergelijkbare plaats 3,36*1014 . Dat is 0,52* zoveel. “Ratio” betekent dus de rechtse Emissie Indexkolom (of eventueel de middelste), gedeeld door de linkse.

    Het aantal sterretjes geeft aan hoe statistisch significant het antwoord is. De meest gebruikte significantie begint vanaf twee **.

    ‘Black Carbon’ is in de volksmond ‘roet’. Je kunt dus statistisch zeer verantwoord zeggen dat 50% camelina-olie bijmengen betekent dat zich grofweg 60% minder roet vormt.

    Deze meetresultaten zijn  verkregen op 10km hoogte. Ze zijn niet noodzakelijk ook waar op de grond. Maar daar is al eerder onderzoek gedaan, en dat vertelt een vergelijkbaar verhaal.

    Dit onderzoek bevestigt dus de bewering van BVM2.