Audi e-brandstoffen

De Audi e-gas-fabriek in het Duitse Werlte bewijst de kracht van ‘power-to-gas’, ofwel het omzetten van stroom in brandstof. Het concept heeft inmiddels diverse keren navolging gekregen in de Duitse energiewereld. Met hun power-to-gas-faciliteiten kunnen de grote spelers op de Duitse energiemarkt overschotten aan duurzame energie opslaan. Daarmee leveren ze een belangrijke bijdrage aan de vergroening van de energievoorziening, in Duitsland bekend als de Energiewende.
Het potentieel om met gas en stroom grote hoeveelheden wind- en zonne-energie op te slaan kan de energietransitie een flinke duw in de rug geven. Het Audi e-gas-project is eenvoudig te kopiëren naar elk land met een aardgasnetwerk.

Audi e-gas is een energierijke brandstof die chemisch identiek is aan fossiel methaan, de belangrijkste component van aardgas. Audi e-gas is ook ideaal voor gebruik in verbrandingsmotoren.

Eind 2014 is in het Duitse Dresden een proeffabriek opgestart voor de fabricage van Audi e-diesel. De gedachte achter deze synthetische diesel is dezelfde als die achter de andere Audi e-brandstoffen: zorg voor een gesloten CO2-kringloop, waarbij er in de auto niet meer CO2 vrijkomt dan tijdens de brandstofproductie is opgenomen.
De fabriek in Dresden werkt volgens het principe van ‘power-to-liquid’: met behulp van groene stroom wordt een vloeibare brandstof gemaakt.
Het totale proces heeft een efficiëntie van zo’n zeventig procent en dat is heel hoog in de wereld van synthetische vloeibare brandstoffen. De productie begint met het laten verdampen van water. Met hogetemperatuurelektrolyse wordt deze stoom gesplitst in waterstof en zuurstof. Daarna volgen twee stappen waarbij de waterstof op hoge temperatuur en onder hoge druk in synthesereactoren met de CO2 reageert. Het resultaat is blue crude, dat net zoals ruwe olie raffineerbaar is. In dit geval is Audi e-diesel het eindproduct. In deze synthetische brandstof zitten geen zwavel en aromaten. Audi e-diesel heeft een hoog octaangetal, wat betekent dat het goed ontbrandt.

Audi werkt eveneens aan Audi e-benzine. Ook dat is een toekomstige CO2-neutrale brandstof op duurzame basis.
Het Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse in het Duitse Leuna converteert met behulp van waterstof het gas isobutaan naar vloeibaar iso-octaan. Iso-octaan is een rbrandstof van hoge kwaliteit. Er zitten geen zwavel en benzeen in en daardoor verbrandt het schoon.
De Audi-technici onderzoeken nu in een testmotor de ontbranding van Audi e-benzine en de bijbehorende emissie-uitstoot. Omdat het een zeer zuivere synthetische brandstof met een hoge klopvastheid is, kan wellicht de compressieverhouding van de motor omhoog. Dat is gunstig voor de efficiëntie.
De projectpartners willen op de middellange termijn het fabricageproces van deze benzine aanpassen en geen biomassa meer gebruiken. Dan volstaan water, duurzaam geproduceerde waterstof, CO2 en zonlicht om Audi e-benzine te maken.

In 2012 startte Audi in Hobbs in de VS in samenwerking met Amerikaans biotechnologiebedrijf Joule Unlimited een proeffabriek voor zuivere e-ethanol en e-diesel. Daar werden met behulp van speciale micro-organismen brandstoffen gemaakt. De kleine organismen gebruikten daarvoor zonlicht, CO2 en zout of brak water.
Het eindproduct van deze biotechnologisch geoptimaliseerde fotosynthese waren alkanen (verzadigde koolwaterstoffen), die een belangrijk onderdeel zijn van diesel en ethanol. De specifieke opbrengst van de proeflocatie was acht keer hoger dan de in de VS gebruikelijke bio-ethanolproductie op maisbasis en drie keer hoger dan de in Brazilië gebruikelijke productie met suikerriet.
Het e-ethanolproject leverde een brandstof op met dezelfde chemische eigenschappen als bio-ethanol, met als voordeel dat er geen biomassa voor nodig was. Auto’s die geschikt zijn voor E85 zouden er op kunnen rijden. E85 bestaat uit 85 procent ethanol en 15 procent benzine.