Toekomstige energievoorziening draait op waterstof: 'Iedereen zijn eigen efficiente energiecentrale'

Toekomstige energievoorziening draait op waterstof: 'Iedereenzijn eigen efficiente energiecentrale'

De aarde warmt langzaam op als gevolg vankoolstofdioxide-uitstoot. Het in 1997 in Kyoto afgeslotenklimaatverdrag dat de CO2-emissies moet indammen, dreigt een wassenneus te worden doordat de Verenigde Staten afhaken. Professor dr.ir. Krijn de Jong van de afdeling Anorganische Chemie en Katalysekent de verklaring voor deze 'U-turn' van president Bush. "Tijdensde verkiezingen had Bush een lijstje met giftige stoffen en eenlijst met broeikasgassen. In zijn campagne beloofde hij iets tezullen doen aan de giftige stoffen. Toen hij eenmaal president was,werd hem uitgelegd dat koolstofdioxide helemaal geen giftige stofis, maar een broeikasgas. Het stond domweg op het verkeerdelijstje. Maar over broeikasgassen had hij geen beloftesgedaan."

De Jong vertelt de anekdote ter illustratie van de misverstandendie tussen wetenschappers en beleidsmakers kunnen bestaan. "In deTweede Kamer zijn nauwelijks bta's te vinden. Er is een groot gattussen beleid en wetenschap. Soms begrijp ik beleidsmakers ook niethelemaal, als ze praten over normen en protocollen..." De Jong isde rust zelve, maar dit is duidelijk een onderwerp dat hem raakt.Een concrete oplossing heeft hij helaas ook niet.

Dat is jammer, want hij kan rekenen op ruime aandacht vanbeleidsmakers. Zijn afdeling concentreert zich onder meer op devraag hoe de enorme behoefte aan energie - en dus een dito uitstootvan het broeikasgas CO2 - ingeperkt kan worden. De motivatie achterhet onderzoek is nadrukkelijk niet 'global warming'. De Jong: "Overhet broeikaseffect heb ik wel een persoonlijke mening, maar diedoet er hier niet toe. Mijn uitgangspunt is de toenemendeconcentratie van CO2 in de atmosfeer. Die stijging moet en kanminder."

Dat zal niet meevallen, want in 2060 verbruiken we wereldwijdviermaal zoveel energie als we nu doen. En opwekken van energiebetekent koolstofdioxide uitstoten. Auto's die rijden op benzine,verwarming met behulp van aardgas, opwekking van stroom doorverbranding van olie, allemaal leidt het tot CO2 uitstoot. "Onzemaatschappij drijft op de omzetting van koolstof naarkoolstofdioxide", vat De Jong samen.

Energieverbruik is synoniem met het ontstaan vankoolstofdioxide, voor energie moeten we ook hoe langer hoe dieperin onze buidel tasten. De Jong: "Het kost praktisch niets om hetaardgas dat bij Slochteren uit de grond komt te winnen. Dewinningskosten van olie uit het Midden Oosten bedragen vijf dollarper vat, voor Noordzee-olie is dat alweer vijftien dollar." Wanneerde fossiele brandstofvoorraden opraken is moeilijk te zeggen, doorde hoge energieprijzen kunnen steeds kleinere olie- en gasveldenrendabel ontgonnen worden. Maar dat de kosten de komende decenniade pan uit zullen rijzen, is duidelijk. De Jong: "We verkijken onserop hoe goedkoop energie nu is, het zal alleen maar duurderworden."

Rendement

En daarmee is de maatschappelijke relevantie van De Jongsvakgebied, de katalytische chemie (=scheikundige reacties snelleren efficienter laten verlopen), voldoende duidelijk. De Jongschetst waar winst te halen valt: "Het rendement van eenbenzine-auto is vijftien procent, voor de omzetting van olie instroom is het veertig procent."

De Jong wil het rendement van deze omzetting verhogen door dereactie in twee stappen te laten verlopen. Normaal reagerenkoolwaterstoffen met zuurstof tot water, koolstofdioxide en warmte.Slechts een klein deel van deze warmte kan worden omgezet inenergie. In een 'hybride' brandstofmotor, verloopt de verbrandinggetrapt. Eerst reageren de koolwaterstoffen tot koolstofmonoxide enwaterstof. In tweede instantie ontstaan, door toevoeging van water,koolstofdioxide en nog meer waterstof. Hierna verdwijnt de CO2 inde atmosfeer. Het ontstane waterstof gaat daarentegen naar hetelektrische deel van de motor waar het via een reactie met zuurstofstroom opwekt. Deze elektriciteit drijft een elektromotor aan. DeJong: "Dankzij de elektrische tussenstap via waterstof stoot zo'nhybride motor, per gereden kilometer, slechts de helft aan CO2 uitvan een gewone motor."

Hybride auto's zijn in de maak, onder meer Shell en Fordontwikkelen een dergelijke motor. Pas na druk van demilieubeweging, roept de cynicus. De Jong formuleert behoedzaamover zijn vroegere werkgever. "In de energie-industrie is eenkentering merkbaar. Shell heeft oprecht duurzaamheid in hetvaandel. Maar natuurlijk spelen ook economische motieven een rol,als je je alleen richt op steenkool gaan je aandelen ook naarbeneden."

De Jong is trouwens alweer een stap verder. Als het aan hem ligtstaat op termijn overal natuurlijk een hybride auto in de garagemaar is bovendien de cv-ketel vervangen door een hybride 'ketel'."Daar gaat aardgas in en er komt zowel warmte als - dankzijwaterstof - stroom uit. Iedereen heeft dan thuis als het ware zijneigen, efficiente, energiecentrale."

Rinze Benedictus

"Katalyse is verantwoordelijk voor een kwart van onsBNP"

Vier jaar geleden keerde Krijn de Jong (1954) na een carrierevan vijftien jaar bij Shell terug naar de Universiteit Utrecht,waar hij scheikunde studeerde en promoveerde. "Ik vind deuniversiteit verrassend slagvaardig. Door de onderverdeling insecties, zijn besluiten snel en via korte lijnen te nemen. BijShell gaat het soms veel trager, omdat alles door de helehierarchie moet. Daar staat tegenover dat bij Shell ook zomaarergens dertig man extra aangesteld kunnen worden. Dat is hier weerniet haalbaar."

De Jong houdt zich in Utrecht, net als voorheen bij Shell, bezigmet katalyse, het versnellen en sturen van chemische reacties. Eeneconomisch uitermate belangrijk proces. De Jong: "Katalyse draagtvoor ongeveer 25 procent bij aan ons bruto nationaal produkt, deopgetelde economische waarde van alles wat wij in een jaarproduceren. Een oliemolecuul bijvoorbeeld heeft verschillendekatalysatoren gezien voor het als benzine in de tank belandt."

De chemische industrie volgt De Jongs afdeling op de voet. Hetonderzoek mag fundamenteel heten, de toepassingen liggen vaak voorhet oprapen. Dat is ook de reden dat De Jong enkele tientallenpatenten op zijn naam heeft staan. Onlangs nog ontwikkelde zijngroep, met geld van het ministerie van Economische Zaken, eenkatalysator om grondstoffen voor parfums makkelijker te kunnenmaken. Op de vinding is inmiddels een octrooi aangevraagd. De Jongpatenteert deze vindingen niet voor het geld - als ze al ietsopbrengen. "Het aanvragen van een octrooi kost tienduizendenguldens, als het internationaal geldig moet zijn, kost het eenveelvoud daarvan. Veel van onze patenten 'geven we weg' aangenteresseerde bedrijven. We investeren zo in onze relaties, wekweken goodwill. Dat is nodig want deze bedrijven financierenstraks ons onderzoek weer."

De Jong vindt het belangrijk dat het onderzoek op zijn afdelingdeels maatschappelijke relevant is. "In wezen leiden we hier mensenop voor de industrie. Door het toepassingsgerichte onderzoekkrijgen de aio's een gevoel voor het reilen en zeilen van hetbedrijfsleven."