Professor Aldo Steinfeld (59) is verbonden aan de technische hogeschool ETH Zürich. Hij geeft toe dat het als sciencefiction klinkt: een raffinaderij die CO2-neutrale brandstof maakt met louter zonlicht en lucht. „Het was voor ons team een geweldig boeiende, maar ook moeizame zoektocht. We zijn er zeker tien jaar mee bezig geweest. En het speurwerk leverde ook nog eens twintig proefschriften op.”

Sinds twee jaar draait er daarom op het dak van een universiteitsgebouw in Zürich een demonstratiesysteem voor een minizonneraffinaderij. Het ziet eruit als een schotelantenne die gericht staat op de zon.

Spin-off

Uit de onderzoeksgroep van prof. Steinfeld zijn al twee spin-offs voortgekomen. Climeworks commercialiseert de technologie om CO2 uit de lucht af te vangen met speciaal ontwikkelde nanotechniek. De tweede, Synhelion met het project SolarFuels, optimaliseert de techniek om zonnebrandstof uit CO2 en water te produceren.

Philipp Furler, de oprichter van Synhelion, laat een flesje zien met 1 deciliter brandstof; „de opbrengst van een hele dag zonneschijn.” Dat lijkt niet erg bemoedigend. Toch is Furler optimistisch. Hij is ervan overtuigd dat met een groter spiegeloppervlak de productie evenredig kan worden opgeschaald. „We gaan het rendement verhogen, de productiekosten verlagen en, vooral, de zon opzoeken. In Zuid-Italië, Spanje of Californië zou je op 1 vierkante kilometer vol zonnespiegels zelfs 25.000 liter kerosine per dag kunnen produceren.”

Synhelion maakt gebruik van de zonnetoren van het Duitse ruimtevaartcentrum in Jülich in het westen van Duitsland om zijn zonnebrandstoftechniek grootschalig te testen. Daar is voor onderzoeksdoeleinden een 80.000 vierkante meter groot zonne-energiesysteem opgesteld, met meer dan 2000 draaibare spiegels die het zonlicht concentreren op twee zonnetorens. „Hier komt dit jaar de eerste fabriek voor de productie van zonnebrandstoffen op industriële schaal. Dit jaar beginnen we met het testen van het systeem”, doet Philipp Furler zijn plannen uit de doeken.

Hij geeft direct toe dat Duitsland en Zwitserland niet bepaald ideale locaties zijn voor de productie van zonnebrandstoffen vanwege het gebrek aan continue, intensieve zonnestraling. „Maar het is wel een perfecte locatie voor onderzoek en ontwikkeling. En de snelste manier om de technologie van a tot z op industriële schaal te demonstreren.”

In het veel zonniger Spanje wordt een vergelijkbare commerciële faciliteit opgebouwd. „Die kan grotere hoeveelheden brandstof produceren en de vooralsnog hoge productiekosten verlagen.”

Synhelion heeft ambitieuze plannen. Vanaf 2023 zal de fabriek in Jülich naar verwachting jaarlijks 10.000 liter zonnebrandstof produceren. En als de Spaanse fabriek vanaf 2025 in bedrijf is, zou dat zelfs 1,6 miljoen liter per jaar moeten worden. Furler heeft al een productiedoelstelling van 875 miljoen liter synthetische kerosine per jaar voor 2030.

Dé oplossing

De industrie gelooft ook in deze synthetische kerosine. „Op de lange termijn is synthetische brandstof dé oplossing voor de luchtvaart”, zegt Thomas Klühr, directeur van de Zwitserse luchtvaartmaatschappij Swiss. „In sommige uithoeken van de wereld wordt al synthetische brandstof geproduceerd. Maar je moet nu investeren om deze brandstof in grote hoeveelheden te produceren.” Hij waarschuwde echter ook voor de forse aanloopkosten.

Het Duitse federale ministerie van Economische Zaken en Energie ondersteunt eveneens het onderzoeksproject SolarFuels van Synhelion om het gebruik van synthetische brandstoffen in Duitsland en in Europa te bevorderen. De transitie van fossiele naar hernieuwbare energiebronnen wordt gezien als een van de belangrijkste mondiale uitdagingen. Synthetische brandstoffen zijn klimaatvriendelijk en bieden een duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen.