In het gerenommeerde tijdschrift presenteren de scheikundigen Eelco Vogt en Bert Weckhuysen een stappenplan naar de “raffinaderij van de toekomst”: een volledig klimaatneutrale raffinaderij waarbij de processen volledig werken op hernieuwbare energie en de enige grondstoffen bestaan uit CO2, landbouwafval en huishoudelijk afval.

“We waren benieuwd wat er nodig is voor een fossielvrije raffinaderij en zijn daarbij uitgegaan van het uiterste”, zeggen Vogt en Weckhuysen.

Op de cover van Nature

Het grootste deel van de brandstoffen die nodig zijn voor transport en veel producten die essentieel zijn voor ons dagelijks leven vinden hun oorsprong in raffinaderijen, fabrieken waar grondstoffen worden gezuiverd of gescheiden in zuivere bestanddelen.

Deze processen draaien tegenwoordig voornamelijk op fossiele brandstoffen en die zijn een belangrijke oorzaak van de wereldwijde klimaatverandering.

De raffinaderij van de toekomst, zoals die wordt voorgesteld door de twee scheikundigen, kan al in 2050 volledig fossielvrij zijn. In hun roadmap hebben ze hun verhaal onderbouwd met berekeningen voor een raffinaderij in Europa en laten ze zien wat er nodig is aan energie, materialen en grondstoffen. Daarnaast gaan ze ook in op de financiële en politieke beperkingen.

Dat hun artikel geen klein bier is mag duidelijk zijn: Nature wijdde er een editoriaal aan en plaatste het op de cover van de editie van 9 mei 2024.

Integratie van componenten

In de raffinaderij van de toekomst worden CO2, plastic en biomassa-afval omgezet in bruikbare grondstoffen. Ook de productie van duurzame waterstof en CO2-afvangsystemen worden er onmisbaar. “De visie is echter een volledig afvalvrije raffinaderij en dan is de integratie van alle componenten onmisbaar”, zegt Weckhuysen.

Bij de omzetting van biomassa en plasticafval kan bijvoorbeeld CO2 vrijkomen, maar in het innovatieve concept wordt deze CO2-afvalstroom weer ingezet om duurzame brandstoffen te produceren.

Veel van de technologieën voor de raffinaderij van de toekomst bestaan al in het lab en moeten worden opgeschaald, al is enkel dat ook niet voldoende, stellen de wetenschappers. “We moeten niet denken dat we slechts te maken hebben met een schaalprobleem”, stelt Weckhuysen. “Er is nog veel wetenschappelijk en technologisch onderzoek nodig, want niet alles wat we in het lab kunnen, zal ook werken in het echt”, voegt Vogt eraan toe.

Een van de belangrijkste vragen is bijvoorbeeld hoe we robuuste katalysatoren ontwikkelen die bestand zijn tegen de onzuiverheden in de nieuwe grondstofstromen. “We hebben veel expertise op het gebied van fossiele grondstoffen, maar voor de hernieuwbare grondstoffen staat het onderzoek in de kinderschoenen”, zegt Weckhuysen.

Interdisciplinair

Een andere belangrijke uitdaging is de behoefte aan enorme hoeveelheden hernieuwbare energie. Voor de zonnepanelen en windturbines die deze energie leveren zijn aanzienlijk grotere gebieden nodig op land en op zee. De bouw ervan vereist bovendien grote hoeveelheden mineralen.

“Wetenschap en technologie kunnen wel met oplossingen komen, maar de maatschappij moet ze ook omarmen”, stelt Weckhuysen. “Daarom is het nodig om wetenschappers en ingenieurs op te leiden die interdisciplinair werken en ervoor zorgen dat onze oplossingen werkelijkheid worden.”

Beide vinden ze meer investeringen in wetenschap, technologie én onderwijs dan ook noodzaak om de succesvolle transitie te garanderen.