Bijna 14 miljoen vaten olie. Zoveel gaat er iedere dag in rook op in de Amerikaanse transportsector. Het is bijna een zesde van de wereldwijde olieconsumptie. Daardoor wordt 1,45 miljard kilo koolstof de lucht ingeblazen als CO2. Dag in, dag uit. Dat moet anders, of het nu is om klimaatverandering tegen te gaan, de afhankelijkheid van olie uit nare landen te verminderen of omdat de olie begint op te raken. Maar waar moeten al die auto's, vliegtuigen en schepen dán hun energie vandaan halen? Waterstof? Vergeet het maar, schrijven vier ingenieurs van Purdue University (VS) in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. De energieinhoud van waterstof (samengeperst tot een druk van 680 atmosfeer) is per liter bijna zeven keer zo klein als die van benzine, waardoor de actieradius van auto's ernstig beperkt zou worden. Puur elektrische voertuigen zullen het om dezelfde reden niet redden: per kilo batterij bevatten ze veel te weinig energie voor lange ritten. Biodiesel of -ethanol dan? Dat is CO2-neutraal en het kan binnenkort van alle mogelijke soorten biomassa worden gebrouwen. Toch kan ook dat de olie niet vervangen, rekenen Rakesh Agrawal en zijn collega's voor. Om het huidige brandstofverbruik van de transportsector in de Verenigde Staten te dekken, zou de totale oogst van minstens 5,3 miljoen vierkante kilometer landbouwgrond nodig zijn, bijna 60 procent van het oppervlak van het hele land. Met een efficiënter productieproces en sneller groeiende gewassen zou dat omlaag kunnen naar 27,5 procent, maar dat is nog altijd meer dan nu voor landbouw in gebruik is. Onhaalbaar dus. In hun artikel dragen de vier een nieuwe oplossing aan. Benzine, maar dan gemaakt van biomassa en waterstof. Biomassa van planten is daarbij niet in de eerste plaats een energiebron, stellen ze, maar vooral een leverancier van koolstofatomen, die energie kunnen dragen. Het grootste deel van die energie zou in dit scenario komen van waterstof, geproduceerd met zonne-energie, kernenergie of een andere CO2-vrije bron. Per kilo plantenmateriaal kan tot tweeënhalf maal zoveel vloeibare brandstof worden gemaakt als nu in de praktijk gebeurt, schrijven Agrawal en zijn medestanders. Stap één van dat proces, vergassing van biomassa tot koolmonoxide (CO) en waterstofgas (H2) gaat namelijk nog niet erg efficiënt met de koolstof om. Het kost veel energie, en die komt van verbranding van biomassa tot CO2, dat verder niet te gebruiken is. Met de huidige stand van techniek gaat 60 procent van de koolstof verloren als CO2, wat natuurlijk ook nog bijdraagt aan het broeikaseffect. In het plan van de vier ingenieurs levert verbranding van bijgemengd waterstof energie aan de vergasser. De CO2 die toch nog bij de vergassing van de biomassa ontstaat, wordt weer teruggevoerd naar de vergasser en reageert daar tot CO. Zo komt uiteindelijk alle koolstof naar buiten als CO, en dat wordt vervolgens samen met H2 verder verwerkt tot benzine. H2CAR, noemen ze het proces, een creatieve afkorting van H2 (waterstof) carbon (koolstof). De voordelen zijn groot. Er is een fors kleiner landoppervlak nodig, omdat zonnecollectoren de energie uit licht veel efficiënter vastleggen dan planten. Automotoren hoeven niet aangepast te worden, benzinepompen kunnen blijven zoals ze zijn. En alles kan gerealiseerd worden zonder broeikasgas uit te stoten. Maar nu nog niet: "Voor zover wij weten is een dergelijke vergasser, waarin CO2 gerecycled wordt en H2 wordt bijgevoegd, nog nooit gebouwd." Naast biomassa komt steenkool trouwens ook in aanmerking als koolstofbron voor het H2CAR-proces. Ook dat zou een stuk efficiënter worden met waterstof als extra energiebron. Helaas komt er dan nog steeds wel een boel extra broeikasgas in de atmosfeer, omdat de koolstof die voor miljoenen jaren in steenkool was vastgelegd, uiteindelijk de lucht in gaat als CO2. Hoe dan ook, menen de ingenieurs van Purdue, H2CAR heeft de toekomst. Maar dan moet wel de richting van het onderzoek flink veranderen. Geen zinloze pogingen meer om waterstof in de auto's zelf op te slaan, geen proeven meer met de ondergrondse opslag van CO2. De aandacht moet volgens hen gaan naar het verzinnen van manieren om heel veel waterstof te maken - er is maar liefst tweehonderd miljard kilo per jaar nodig. En er moeten vergassers ontworpen en gebouwd worden om de brandstof van de toekomst zo efficiënt mogelijk te produceren. Want nu is het allemaal nog een zuiver theoretisch verhaal. Elmar Veerman Rakesh Agrawal, Navneet Singh, Fabio Ribeiro en Nicholas Delgass: 'Sustainable fuel for the transportation sector', PNAS Early Edition, 12 maart 2007