Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart

Visie Duurzame Brandstoffenmix

Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart Reductie van emissies en kosten door daadwerkelijke groene groei

Met bijdragen van Luuk van der Wielen - TU Delft / BE-Basic Foundation (voorzitter) Theye Veen – SkyNRG (vice-voorzitter) Susanne Dekker - SkyNRG (secretaris) <[email protected]> Jasper Faber - CE Delft Saskia Meuffels - DGMI <[email protected]> Ed Koelemeijer - Schiphol Theye Veen - SkyNRG Tony Kanakis - NLR Trudo Arts – Progression Industry <[email protected]> Monique de Moel – Port of Rotterdam <[email protected]> Ruben Alblas – KLM Laurens Sterkenburg – DGB Gaby Mols – Eindhoven Airport Maarten Cuijpers – EcoFys <[email protected]> Thierry van Bennekom Thierry – ArkeFly Patricia Osseweijer – TU Delft Dirk Kronemeijer – SkyNRG

Redactionele ondersteuning DBAR Tekst en Redactie – <www.dbar.nl> Deelrapport Luchtvaarttafel, ingesteld door de Sociaal Economische Raad / Ministerie van Infrastructuur & Milieu Versie: 22 juni 2014 2 | Visie Duurzame Brandstoffenmix

Inhoud Executive summary (in English) 5 Voorwoord 9 1. Context en doelstellingen 10 1.1 Naar een duurzamere luchtvaartsector 10 1.2 De Nederlandse situatie 16 1.3 Aanpak 19 2. Kansrijke feedstock-product-markt combinaties (FPMC’s) 20 2.1 Inleiding 20 2.2 Scenario’s 22 3. Belemmeringen & voorwaarden 26 3.1 Belemmeringen 26 3.2 Voorwaarden 31 4. Instrumenten 37 5. Koppelkansen 40 6. Ontwikkelpaden 41 Appendices 47 Appendix A Inschatting van financiële uitdagingen van biokerosineproductie 48 Appendix B Netherlands cooperation program proposes research into biofuels 51 Appendix C Relevante onderdelen van ‘white paper sustainable jet fuel’ door sky nrg 53

Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 3

4 | Visie Duurzame Brandstoffenmix

Executive summary (in English) Sustainable aviation The aviation industry has committed to sustainable development in an international global context, as laid down in the global ATAG biofuels ambitions.1 Essentially these are: promote improvements in fuel consumption efficiency by plane technology, aviation operations and infrastructure, introduction of sustainable aviation biofuels (as there is no technical alternative for combustion engines so far), carbon neutral growth from 2020 onwards, and reaching a 50% emission reduction target by 2050 relative to the 2005 situation. In addition, it should be realised that additional societal developments are also taking place, for instance cost reduction and improved work-life balance in business travel by enhanced use of remote communication technology and shift towards other forms of transportation (e.g. train) with inherently lower cost and emission schedules. Obviously, the latter development is only possible for land-connected destinations and practically impossible for intercontinental travel, which is the most significant contributor to aviation fuel consumption and GHG emission.

Because The Netherlands with its open economy depending strongly on international trade, finance and productive industry, de Luchtvaarttafel recommends an integral approach to adapt the ATAG ambitions to The Netherlands’ situation. Early adaptation also implies benefits such as influencing the direction of global development and realising strategic positions – which is in line with the proactive strategy of the Dutch aviation sector.

Adaptation to The Netherlands’ situation Global jet fuel consumption increases by 4-5% annually. A possible adaptation for the Dutch situation is to stimulate modal shifts (e.g. improved connectivity of rail and road-based transport to and from major aviation hubs), and investing aggressively in more advanced facilities for remote communication. The Dutch employers are in many cases already restricting aviation transport (cost reduction, improved work-life balance), yet The Netherlands’ government may help to promote and invest in these options to develop these into serious and competitive alternatives. Such a set of measures may help to direct growth in the aviation sector to lower numbers than the average international growth, for instance to 2-3% annually. ATAG estimates developments in operations, infrastructure and technology to yield 1.5% efficiency improvements – we propose to use this (global) number, since many of these developments are international (The Netherlands does not have a substantial airplane industry, and airports follow international schemes already). For the balance in the overall reduction of fossil jet fuel consumption, the only available technological solution is the use of sustainable aviation biofuels. In the following estimates, three proposed scenarios of the Luchtvaarttafel have been implemented in the model with the following GHG-emission reduction (Vandaag – up to 35% 1

<< Terug naar inhoud

Towards Sustainable Aviation, joint declaration signed at the 6th Aviation & Environment Summit organized by ATAG in March 2012. See www.ATAG.org. Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 5

emission reduction, Morgen – up to 80% emission reduction, and Overmorgen – 85% emission reduction). Note that in all cases, there will always be a net CO2 emission, yet much smaller than for the fossil case. The state of development for each category is: (1) Vandaag – mature and investable yet resource constrained, (2) Morgen – emerging maturity, with to promising but not unlimited resourcing and logistics challenges, (3) Overmorgen – embryonic in technology and market. Although we restrict prognoses to the Vandaag en Morgen options, we do not lock them in on specific feedstock-technology-combinations.

Practical considerations Realistic aviation fuels can only consider products that satisfy current engine conditions, since the lifetime of airplanes is long, replacement costs high and replacement rates low. Obviously, allowable fuels require ASTM certification, but we feel this is well possible for Vandaag and Morgen products. Realistic commercial projects with plants built and operated require positive business cases and returns on investments, and have realistic life spans of 10-15 years. Dedicated feedstock infrastructure projects usually require long term investment tracks that are comparable to the rest of the energy and fuels industry. It should also be recognised that both domestic and foreign investments can provide good solutions to feedstock sourcing, production capacity and product distribution. Role-out of the BioPort Holland concept in that sense connects regional supply worldwide, to hub-based production and bunkering for the internationally operating Netherlands-based aviation sector. Feedstock sustainability is the most essential component of sustainable biofuels. Key players in The Netherlands have committed themselves already to work with robust standards that include ILUC and food security as well as biodiversity, GHG reduction, soil / water / air quality, pesticide use and human / labour / land rights including rural development. For instance, KLM and SkyNRG use the RSB-standard and associated low impact modules, which score high in recent assessment reports of sustainability standards by PwC, Ecofys and WWF2. At the moment, The Netherlands government has not specified specific standards or comparable policies, yet the development of and investment by a robust aviation biofuels industry and offtake of their products by airports and airlines requires a stable and affordable legal and certification framework. It should also be determined where the additional costs of certification (e.g. auditing schemes etc) should be laid: fossil transportation fuels in all sectors are not certified on their sustainability impact, and introduction of novel and more sustainable biobased alternatives should not be extra hampered in this unlevelled playing field. This is urgent and should be done in a transparent European and global context.

Scenario prediction Implementing these adaptations to the Dutch situation to meet the international ATAG ambitions indicates the following projections for GHG (CO2-equivalent) emission reduction in the 2015-2050 timeframe. In a business-as-usual scenario (dotted line), the emissions will explode from over 12 mio tonnes per year today towards 37 mio tonnes/year in 2050. In the proposed scenario, emissions roughly remain constant around 12 mio tonnes/yr towards 2020, to reduce towards 6 mio tonnes/yr in 2050. Figure 0.1 below shows the large impacts of TOI (Technology, Operations and Infrastructure) improvements as well as sustainable (2G) aviation biofuels to reach the proposed scenario (red line) relative to the reference (dotted line) scenario. This scenario will phase in primarily the Morgen aviation biofuels, since these can scale GHG-emission reduction to the most significant levels. Note that conventional fossil kerosene reduces substantially but will not fade away entirely, allowing to buffer when biorenewable feedstocks are subject to seasonal effects, pest 2

WWF International (and PwC) (2013), Searching for Sustainability – comparative analysis of certification schemes for biomass used for the production of biofuels; Ecofys, WWF (2012) Low Indirect Impact Biofuel (LIIB) methodology.


and other dynamics. In the 2050 situation, Morgen (2G) aviation biofuels will dominate the portfolio by over 90 % from their proposed first commercial introduction in 2020. The Vandaag biokerosene will play a limited role, paving the way for the more sustainable Morgen biofuels, ramping-up during 2014-2020 towards 150 kton/yr production scale (compare: 20% of Neste Oil capacity), in a project that will stop by 2030.

Figure 0.1

Projected CO2 emissions for the timeframe 2015-2030 in ktons CO2-equivalents per year.

Investments The development of the underlying biorenewable and fossil aviation fuels portfolio will look as is shown in Figure 0.2 (in ktons per year). The bump around 2030 indicates projected disinvestments in the relatively small 1G infrastructure that is required to prepare and orient aviation biofuels markets. The aviation fuels market will roughly double towards 7 683 kton/year in 2050, with over 90% of (2G) aviation biofuels. This will require expanding production capacity with approximately 139-338 ktonnes per year. Assuming that the average investment costs are 100 mio $ per 100 kton of production capacity (double for solids handling plants), this will require a cumulative investment package of 2-4 bn $ in 2030 and 7-14 bn $ in 2050. Keeping industry average numbers of 20% return on investment, this should yield 400-800 mio € in margins in 2030 (and 1.4-3 bn € in 2050 at 2015 index). Job creation and other net macro-economic impact can only be estimated in a full macro-economic model of The Netherlands that incorporates displacement and multiplier effects, under relevant international macro-economic scenarios. This is part of the currently ongoing macroeconomic impact study (under BE-Basic & TKI-BBE, 2014). The corresponding biomass requirement will remain very limited with respect to (to be) hydrogenated vegetable oils, but will expand substantially towards 46 mio dry tonnes of biomass annually (at 15% yield – double of current EtJ, direct fermentations or other catalytic technologies) or 25 mio tonnes (at 28% - stoichiometric maximum for which there is no current working technology proposed yet). This should be seen in view of the current Dutch food and feed imports of 40 mio wet tonnes per year, which requires roughly a quadrupling of the biomass handling capacity of the Dutch seaports (or comparable foreign investments with final product shipping).



Figure 0.2

Projected biorenewable and fossil aviation fuels portfolio in ktons per year.

Innovation and international orientation It is clear that the Morgen (2G) aviation biofuels will have to take the majority of the GHGemission reduction as opposed to the contribution of the Vandaag (1G) jet biofuels. Given their current level of emerging maturity, significant development, piloting, scale-up of feedstock sourcing (domestic and international), production facilities and market/business models needs to happen. Given the opportunity for The Netherlands to capitalise on its leadership position through its proactive aviation industries and academics, it is proposed to launch an internationally oriented innovation program consolidating the BioPort Holland concept in The Netherlands and beyond. When initiated at a significant level, such a public-private innovation program combines the harvesting economic opportunities as well as leading and professionalising the sustainability standards also in an international context. Components of such an innovation program should be: • Several well chosen international pilot projects (for instance in The Americas – especially Brazil –, Asia, Africa and Australia); • Consolidation of BioPort Holland as a sustainable aviation biofuels centre of excellence/ institute; • A professional sustainable biomass trading/sourcing system. First estimates indicate € 80 million program costs over 5-10 years. As such a development needs to be an integral part of a sustainable BBE-development that includes also developments in the chemical, agro-food and energy sectors, it is proposed to align the innovation program with proven public-private organisations such as BE-Basic at the national and relevant regional levels3. First steps have been made (Appendix B) to develop elements of such a program. De Luchtvaarttafel, June 2014

3

See http://www.biobasedeconomy.nl/2014/05/21/bio-innovation-growth-megacluster-big-c-gelanceerd-in-dusseldorf/


Voorwoord Voor u ligt de Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart van de Luchtvaarttafel. Hierin wordt ingezoomd op de uitdagingen, kansen, innovatie- en implementatiescenario’s rondom de verdere verduurzaming door een competitieve luchtvaartsector in een internationale context. De Luchtvaarttafel hecht eraan om voorafgaand aan haar analyse en aanbevelingen de volgende kanttekeningen te maken: • De Luchtvaarttafel onderstreept het belang van een integrale aanpak van de (bio)brandstofdiscussie, gekoppeld aan een overkoepelende transportvisie en een totaal macro-economisch en energie kader. • Duurzaamheidcriteria dienen breed te worden ingestoken en de overheid moet urgent een duidelijk kader bieden dat aansluit bij ambitieuze doelstellingen door de luchtvaartspelers zoals voor de brede criteria van de Roundtable on Sustainable Biomaterials (RSB) inclusief de Low Indirect Impact Biofuel (LIIB) aanpak. Zonder dergelijke keuzes door de overheid zijn daadwerkelijk duurzame oplossingen niet investeerbaar en raakt Nederland een rol als gidsland kwijt. • De vraag naar de inzet van duurzame biomassa is een overkoepelende vraag voor alle transportmodaliteiten. Vanuit de NGO-zijde wil men eerst met de Nederlandse overheid overeenstemming proberen te bereiken over totale volume(reductie). De Luchtvaarttafel alleen kan dat niet in die mate overnemen. Ongelukkigerwijze betekent dat dat NGO-partijen het tafelrapport niet zullen ondertekenen, maar wel blijvend willen meedenken over de duurzaamheidscriteria. Er zijn ook andere redenen en mogelijkheden om nog eens naar volumevraag te kijken (bijv. corporate cost efficiency, work-life balance). • De Luchtvaarttafel is van mening dat het ongewenst en onmogelijk is om nu harde uitspraken te doen over beschikbare en benodigde hoeveelheden en onderverdelingen biomassa enkel voor biobrandstoffen. Op basis van de betrouwbaarheid van en consensus over de huidige cijfers is het belangrijker om in brede en integrale transitiescenario’s te blijven denken. Daarbij is een ‘fuel-only’ scenario onrealistisch als business case: coproductie brandstoffen / chemie / materialen / voeding uit biomassa is een bittere noodzaak vanuit economische en duurzaamheidsoptiek. Namens de Luchtvaarttafel, Luuk van der Wielen Voorzitter van de SER/Min. I&M Duurzame brandstof mix voor de luchtvaart (Luchtvaarttafel) TU Delft / BE-Basic



1. Context en doelstellingen

1.1. Naar een duurzamere luchtvaartsector De luchtvaartsector speelt als internationale industrie in op internationale ontwikkelingen, waaronder de wereldwijde beweging richting een duurzamere wereld. Wereldwijd wordt op dit moment circa 250 miljoen ton kerosine per jaar verbruikt voor de luchtvaart, hetgeen circa 6% is van de totale raffinaderijproductiecapaciteit (IEA, 2011). Maar liefst 34% van de operationele luchtvaartkosten betreft momenteel het brandstofverbruik, terwijl dat in de afgelopen 10 jaar maar 10-15% was. Er zijn regio’s in de wereld waar de kosten nog hoger liggen (40% in Brazilië4). Bij een aanzienlijke hogere volumegroei in passagierkilometers, heeft de luchtvaartsector haar brandstofconsumptie kunnen beperken tot een jaarlijkse groei van 4-5% (Figuur 1.1).

Figuur 1.1

Groei van luchttransport en daaraan gerelateerde groei in brandstofverbruik.

4

Flightpad to aviation biofuels in Brazil: action plan from “The aviation biofuels for Brazil project”, sponsored through FAPESP, Boeing, Embraer, and others, coordinated by the University of Campinas, (UNICAMP), Brazil; June 2013.


Met het toenemende brandstofverbruik neemt ook de jaarlijkse uitstoot van broeikasgassen als gevolg van de luchtvaartindustrie jaarlijks toe, en wel met een vergelijkbaar percentage. Momenteel is de luchtvaart verantwoordelijk voor 2% van de wereldwijde antropogene CO2-emissies. Dit percentage zal in 2050 opgelopen zijn tot 3%. Rekeninghoudend met operationele en technische verbeteringen wordt verwacht dat de CO2-uitstoot door de luchtvaartindustrie in 2050 verdrievoudigd zal zijn. Maatregelen om deze impact te verminderen zijn cruciaal. In 2012 hebben de toonaangevende spelers in de sector, hierin gecoördineerd door de Air Transport Action Group (ATAG), een aantal duurzaamheidsambities opgesteld onder de titel “Towards Sustainable Aviation”5. Hoofdpunten hieruit zijn: realiseer een CO2-neutrale groei vanaf 2020 en bereik een halvering van de uitstoot van broeikasgassen ten opzichte van het niveau van 2005 in 2050. Om deze ambities te realiseren is een scala aan maatregelen nodig, onder te verdelen in drie hoofdcategorieën: 1. Verbeteringen in (vliegtuig-) technologie, operations and infrastructuur (TOI) 2. Verbeterde aansluiting op andere (land) transportmodaliteiten en andere maatregelen om de volumevraag mede op te vangen 3. Kosteneffectieve inzet van daadwerkelijk duurzame biobrandstoffen.

Technologie, Operations en Infrastructuur (TOI) Opties die kunnen bijdragen aan de reductie van energieverbruik door vliegverkeer en zodanig de uitstoot van CO2 beperken, kunnen in twee hoofdcategorieën worden verdeeld: technische en niet-technische oplossingen. Tabel 1.1 geeft een overzicht van diverse oplossingen die op korte termijn kunnen worden geïmplementeerd in vliegtuigen via retrofit ter verbetering van energie-efficiëntie tijdens het vliegen of op de grond.

5


Zie http://www.atag.org/our-publications/latest.html Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 11

Tabel 1.1

Opties om de energie-efficiëntie van de luchtvaartsector te verbeteren.6 Winglets

Upgrade vliegtuigen met winglets (tot 3% minder energie verbruik). KLM is reeds begonnen met upgrade en retrofit van hun vloot in 2008 (B235S)

4D ATM

Optimalisatie van de luchtverkeersleiding (ATM) in de drie ruimtelijke dimensies en in de tijd (rechtstreekser vliegen, geleidelijke klim en daling). In Europa wordt dit onderzocht in het SESAR-programma (Single European Sky ATM Research).

Elektrisch taxiën

Per jaar verbruikt een Boeing 737 circa 200.000 liter brandstof tijdens het taxiën. Via e-taxi kan een significante energie besparing bereikt worden op de grond. KLM zal in 2014 met een haalbaarheid studie beginnen. Als de proef een succes is, overweegt KLM het WheelTug-systeem aan te schaffen voor al haar Boeing 737’s. Hiernaast is de mogelijkheid om de elektromotor te integreren in het hoofdlandingsgestel.

Efficiëntere motoren

Upgrade met nieuwe en meer efficiënte motoren, zoals met een grotere by-pass-ratio en/of een geared turbofan. De GenNX motor bijvoorbeeld kan tot ca. 15% energie efficiency opleveren.

Open rotor

Dit is een motortype dat qua uiterlijk lijkt op kruising tussen een straalmotor en een turboprop.

Tussenstops

Dit is een concept waarbij vliegtuigen ongeveer halverwege de eindbestemming een tussenstop maken om bij te tanken.

Formatie-vliegen

Vliegtuigen met een vergelijkbare vliegrichting groeperen zich voor een (groot) deel van de vlucht in een V-formatie.

Duurzame biobrandstof

Een drop-in brandstof op basis van niet-fossiele bronnen, waarvoor geen wijzigingen nodig zijn aan vliegtuigen motorsystemen

Elektrische of hybride voortstuwing

Elektrische of hybride voortstuwing. De ideale oplossing (emissie zero). Voor kleine vliegtuigen is de technologie al in de test fase (hoge TRL). Voor grote vliegtuigen is dit een optie voor de langere termijn (2050)

Reductie benodigde voortstuwing

Reduceren van de benodigde voortstuwingskracht, door efficiëntere aerodynamica en gewichtsbesparing door gebruik te maken van composieten en/of lichtgewicht coatings.

Overige besparingen

Other Operational Fuel Awareness, APU gebruik bij vertrek, optimale stepclimbs, lagere descent speed, idle reverse, N-1 taxi in, APU uitlaten tijdens grondstop.

Daarbij moet worden opgemerkt dat elektrische opties (elektrisch taxiën, hybride technologieën etc) wel moeten kunnen beschikken over betaalbare duurzaam opgewekte elektriciteit. Daarmee is wederom duidelijk dat de brandstofdiscussie alleen als onderdeel van een daadwerkelijk duurzame energiemix in een integraal economisch kader kan worden bezien.

Tabel 1.2

Innovaties om energie-efficiëntie te verhogen worden geïmplementeerd in nieuwe vliegtuigtypen.

6

Huidige vliegtuigtypen

Vervanging van oude vliegtuigtypen door nieuwe generatie vliegtuigen die al leverbaar zijn; bijvoorbeeld vervanging van de MD11 door Airbus A330 of Boeing B777s.

Verbeterde vliegtuigtypen

Op de korte en middellange termijn gezien, vervanging van oude vliegtuigtypen door nieuwe vliegtuigtypen die nu nog niet leverbaar zijn, maar nog in ontwikkeling zijn; bijvoorbeeld de vervanging van Airbus A320 en Boeing 737s door A320-NEO en of B737-MAXs.

Toekomstige vliegtuigtypen

Op de langere termijn gezien (vanaf 2030), vervanging van vliegtuigtypen met huidige of verbeterde technologie door toekomstige vliegtypen met door de jaren heen geleidelijk nog verder doorontwikkelde conventionele technologie.

Zie bijvoorbeeld Appendix C: Quick scan duurzame luchtvaart 2050: Reductieopties en beleidsopties voor vermindering van de CO2-uitstoot; KIM Report, juli 2013; Fuel efficiency in uitvoering 2.0; KLM Flight Operations; Report 2010


Figuur 1.2

Energie-efficiëntie in de luchtvaartindustrie (IEA/OECD, 2009)7. De nummers geven vliegtuigtypes weer en de cirkels hun schaal.

De ATAG heeft ingeschat dat operationele aanpassingen, verbeteringen op het gebied van infrastructuur en innovatieve technologie tot een jaarlijkse efficiëntieverbetering van circa 1.5% kan leiden (zie onder andere Figuur 1.2).

Volumevraag en biobrandstoffen De volumevraag naar transport over langere afstanden blijft stijgen. Daarbij spelen verbeterde aansluiting op andere (land) transportmodaliteiten en andere maatregelen om de volumevraag mede op te vangen vanzelfsprekend ook een belangrijke rol. Hierbij moet de luchtvaartindustrie gezien worden in het grote geheel van transportmodaliteiten: maatschappelijke ontwikkelingen zoals bijvoorbeeld de introductie van elektronische communicatieopties om zakelijk verkeer te verminderen en de goede aansluiting op transportopties met inherent lager energieverbruik als de trein zullen effect hebben op de milieu-impact van de luchtvaartsector8. Echter, voor intercontinentaal verkeer zijn simpelweg geen alternatieven voor het vliegtuig, en juist dit type luchtverkeer levert de grootste bijdrage aan brandstofverbruik en uitstoot van broeikasgassen door de sector. Wij nemen aan dat volumeaspecten buiten de scope van het Luchtvaartrapport vallen en op meer centraal niveau door de Rijksoverheid en de politiek worden bekeken; dit vraagt immers politieke keuzes. De resterende verduurzaming moet komen van het vervangen van fossiele brandstoffen door een duurzamere variant: biobrandstoffen, aangezien er op dit moment geen betrouwbaar en grootschalig alternatief bestaat voor de huidige verbrandingsmotortechnologie. Dit rapport van Luchtvaarttafel beschouwt drie scenario’s met een verschillende tijdshorizon waarin biobrandstoffen kunnen bijdragen aan een significante vermindering van de uitstoot van broeikasgassen door de luchtvaartindustrie. Samenvattend leidt dit tot de onderstaande schets (Figuur 1.3) van de door ATAG verwachtte wereldwijde ontwikkeling van de emissieprofielen van de luchtvaartsector. Een belangrijke doelstelling van het huidige rapport is vertaling van deze wereldwijde ontwikkeling naar de Nederlandse situatie. 7 8


IEA/OECD (2009) Transport, Energy and CO2: Moving toward sustainability. Paris: International Energy Agency. Inclusief ‘radiative forcing’ – water/wolkuitstoot van verbrandingsmotoren op grote hoogte, waarvan de impact op dit moment onderzocht wordt Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 13

Figuur 1.3

Door ATAG9 verwachte wereldwijde ontwikkeling van emissieprofielen van de luchtvaartsector. (1): verbeteringen in brandstofefficiëntie met 1.5% tot aan 2020; (2) CO2-neutrale groei; (3) in 2050 bedragen de netto emissies van de luchtvaartindustrie 50% van het niveau van 2005.

Opschaling en kostenreductie van duurzame biokerosine Zoals besproken en in tegenstelling tot andere transportmodaliteiten kent de luchtvaart weinig technische alternatieven voor de inzet van fossiele brandstoffen. Om deze reden steunen luchtvaartmaatschappijen over de hele wereld, de internationale branche organisatie IATA, maar ook NGO’s zoals het Wereld Natuur Fonds en de Carbon War Room, de ontwikkeling van biokerosine - mits ook echt duurzaam geproduceerd. Ook in Europa zijn doelstellingen geformuleerd met betrekking tot de productie en het gebruik van biokerosine. Enkele voorbeelden zijn samengevat in Tabel 1.3. Het Nederlandse beleidskader hieromtrent is vastgelegd in o.a. de Luchtvaartnota, de Groene Groei Brief, het Topsectorenbeleid en de Brief Modernisering Milieubeleid.

Tabel 1.3

Duurzaamheidsdoelstellingen en voorspellingen voor de luchtvaart van organisaties wereldwijd.

9

Organisatie

Doelstellingen / voorspellingen

International Civil Aviation Organization (ICAO)

In 2010 nam de 37e Sessie van de ICAO Assembly de volgende doelstellingen aan voor de luchtvaartsector: A global annual average fuel efficiency improvement of 2% until 2020; An aspirational global fuel efficiency improvement rate of 2% per annum from 2021 to 2050; A collective medium-term global aspirational goal of keeping the global net carbon emissions from international aviation from 2020 at the same level (CNG2020).

European Advanced Biofuel Flightpath 2020

Dit multi-stakeholder initiatief onder leiding van de EC voorziet voor het jaar 2020 een biobrandstoffen supply chain voor de Europese luchtvaartindustrie waarbij 10% biobrandstof wordt gebruikt (2 miljoen ton per jaar).

ATAG (2012): A sustainable flightpath towards reducing emissions. A position paper presented by the global aviation industry.


Organisatie

Doelstellingen / voorspellingen

European Commission

Doel: 40% minder fossiel brandstofverbruik in de luchtvaartindustrie in 2050 (White Paper Roadmap to a Single European Transport Area – towards a competitive and resource efficient transport system, 2011)

KLM

1% biobrandstof (30,000 ton per jaar) in 2015.

Lufthansa

10% biobrandstof (1 miljoen ton per jaar) in 2020.

International Air Transport Association (IATA)

12% biobrandstof in 2030.

International Energy Agency (IEA)

26% biobrandstof in 2050 (BLUE Map scenario).

De conversie van ruwe biomassa in biokerosine maar ook in biobased plastics en andere materialen en chemicaliën vindt plaats in zogenaamde bioraffinaderijen. Het concept is niet nieuw want bioraffinaderijen bestaan reeds voor conventionele agro/food/bosbouwproducten zoals zetmeel uit maïs, papier & pulp, plantaardige oliën, en suiker/ethanol productie, waarbij tegelijkertijd aanzienlijke hoeveelheden energie (elektriciteit en warmte) wordt geproduceerd. De ontwikkeling van duurzame biobrandstoffen als biokerosine kan naadloos worden ingepast in dergelijke bestaande bioraffinaderijconcepten. Het rendement en de daarmee samenhangende kosten hangen daarbij sterk af van de precieze conversie, tussenproducten en logistiek/ schaalgrootte.10

Figuur 1.4

Voorspelde fractie biobrandstoffen als gebruikt door de wereldwijde luchtvaartindustrie.

10


M. Del Mar Parada et al., 2013; zie ook Appendix A. Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 15

In de afgelopen jaren is aangetoond dat er veilig en duurzaam gevlogen kan worden op biokerosine. Nederlandse bedrijven zoals KLM, Schiphol en SkyNRG hebben hierin een hoofdrol gespeeld, door de mogelijkheid van biokerosinegebruik te demonstreren op reguliere trajecten. Nu is het tijd om de volgende stap te zetten: biokerosine op grote schaal beschikbaar en economisch concurrerend te maken. In dit document betogen de deelnemers van SER Luchtvaarttafel dat de inzet van duurzame biobrandstoffen de belangrijkste oplossing is om de luchtvaartindustrie verder te verduurzamen, en gaat zij in op de wijze waarop dit gerealiseerd kan worden.

Deelnemers SER Luchtvaarttafel: “de inzet van duurzame biobrandstoffen wordt gezien als de belangrijkste oplossing om de luchtvaart in de komende decennia verder te verduurzamen.”

1.2. De Nederlandse situatie Voor Nederland, als open economie die sterk afhankelijk van de internationale ontwikkeling, is een integrale aanpak noodzakelijk om tot een verdere verduurzaming van de luchtvaartsector te komen. Enerzijds kan gestuurd worden op verdere TOI-verbetering en modaliteitsverschuiving (investeringen in aansluitingen op het wegverkeer, het spoornetwerk, en geavanceerde communicatie-technologieën), anderzijds heeft een voortrekkersrol op het gebied van duurzame biobrandstoffen voor de luchtvaart een grote impact. Hiermee kunnen zowel de groei in brandstofverbruik als de uitstoot gedempt worden.

Strategische kans Nederland is uitstekend gepositioneerd om deze biobased markt te ontwikkelen, minder afhankelijk te worden van fossiele grondstoffen en de toegevoegde waarde van deze markt naar zich toe te trekken. Nederland beschikt over: 1. Proactieve luchtvaart sector. Nederland heeft een belangrijke positie in the Europese luchtvaartsector: - Schiphol is de vierde luchthaven van Europa - Air France-KLM is één van de grootste airlines in Europa en heeft duurzaamheid tot een belangrijk bedrijfsprincipe gemaakt zowel via haar eigen operations als via haar investeringen (luchtvaartmaatschappijen, SkyNRG en GOL) 2. Logistiek. De havens van Rotterdam en Amsterdam zijn belangrijke logistieke hubs in Europa voor kerosinehandel: - Beide havens leveren kerosine aan Schiphol middels een geavanceerd pijpensysteem - Vanuit deze havens kan ook geleverd worden aan andere grote Europese luchthavens in noord west Europa. 3. Industrie. De havenindustriecomplexen in Rotterdam, Amsterdam en andere steden hebben reeds een uitgebreide biobased infrastructuur met betrekking tot brandstoffen-, voeding- en chemische industrie. Daarnaast heeft Neste Oil reeds een aanzienlijke (800 kton/jr) productiefaciliteit in de Rotterdamse haven, welke de technische mogelijkheid heeft om biokerosine te produceren, naast dieselfracties. 4. Nederland beschikt over de beste kennis, spelers en expertise in de wereld om deze markt te ontwikkelen (SkyNRG, KLM, SchipholTU Delft, WUR, NLR, EcoFys, Copernicus, TNO, ECN, Royal Haskoning, Neste Oil, Shell, etc).


Dit samenspel, o.a. geconsolideerd in toonaangevende en bewezen biobased publiek-private partnerships als BE-Basic en DPI biedt een unieke strategische kans voor de Nederlandse economie om haar huidige belangen te behouden, haar internationale positie te versterken en om marktleider te worden in deze nieuwe industrie.

Uitdagingen Om deze kans te benutten, zal de luchtvaartsector in samenwerking met de publieke sector en andere transportmodaliteiten een aantal aanzienlijke uitdagingen aan moeten gaan. De voornaamste zijn: 1. Opschaling, beschikbaarheid en duurzaamheid van grondstoffen. Er is momenteel geen continue productie van biokerosine op voldoende grote schaal, onder andere door beperkte leveringszekerheid, beschikbaarheid en soms hoge kostprijzen van huidige grondstoffen (plantaardige olie, cooking oil, dierlijk vet) voor huidige (eerste generatie, Scenario I Vandaag) biokerosine processen. Iets vergelijkbaars geldt voor suikers, zetmeel en lignocellulose feedstocks – zij het dat wereldwijd geen tekort is maar dat logistiek, markten en eenduidige duurzaamheidscertificering ontbreekt, hetgeen het risico voor investeerders vergroot. 2. Duurzaamheid van de productketen is een belangrijke algemeen erkende randvoorwaarde, waar tegelijkertijd veel onduidelijkheid over bestaat. Er is veel discussie over de werkelijk haalbare CO2-reducties van de verschillende feedstocks en over de indirecte effecten van grondgebruik specifiek voor biobrandstof productie (ILUC). Ook voedselzekerheid is een belangrijk discussiepunt: hebben we wel voldoende landbouwgrond beschikbaar en gaat de voedselprijs niet teveel stijgen als we op grote schaal biobrandstoffen gaan maken? Deze (ook publiek gevoerde) discussie heeft behoefte aan geverifieerde feitenkennis op basis waarvan de meest duurzame opties kunnen worden gekozen; ondersteund door gefundeerde politieke standpunten. 3. Technologieontwikkeling. Veel technologieën voor de productie van biokerosine op basis van agro- en bosbouw-reststromen of energiegewassen moeten nog verder ontwikkeld en getest worden voordat ze geïmplementeerd kunnen worden (lange cycli). Vele technologieën en daaruit voortkomende producten zijn ook nog niet gecertificeerd voor gebruik. 4. Logistieke aspecten en procedures m.b.t. brandstoftransport naar Schiphol, kwaliteitsbewaking, fuel handling en opslag. De NAVO beheert in centraal Europa een netwerk van pijpleidingen voor het transport van brandstoffen waarvan de pijpleiding van Rotterdam naar Schiphol onderdeel is. Als opeenvolgend biokerosineblends en kerosine door de pijpleiding wordt gestuurd, dan kan het voorkomen dat zodanige vermengingen/vervuilingen kunnen optreden dat de batch kerosine niet meer aan de standaard voldoet. Reiniging van de pijpleiding na transport van een batch is economisch niet haalbaar. Ook is het aanleggen van nieuwe pijpleidingen voor het vervoer van alternatieve brandstoffen zeer kostbaar. Daarom is in vroeg stadium afstemming nodig met de organisaties die verantwoordelijk zijn voor het beheer van NAVO pijpleidingen (o.a. Nederlandse Defensie, NPC) en nodige kwaliteitsbewaking. Goede batch management, monitoren van de brandstofspecificaties, en kwaliteitsbewaking levert vaak een bevredigend compromis in het geval van synthetische en biobrandstoffen. 5. Gebrek aan level playing field: niet alleen met (gesubsidieerde) fossiele en andere biobrandstoffen (zoals biodiesel en ethanol die ook gesubsidieerd zijn) en met andere sectoren (nationaal en internationaal) maar ook in een speelveld met andere luchtvaartmaatschappijen. Verstoren van dit speelveld zal de concurrentieposities van de (Europese) luchtvaartmaatschappijen direct nadelig beïnvloeden. 6. Noodzaak tot integratie van biokerosineproductie in een breder pakket aan biobased producten (chemie, materialen, paper/pulp, voeding) ten einde kosteneffectiviteit en betaalbaarheid te garanderen. 7. Aanzienlijke kapitaalsvraag voor de realisatie van een nog compleet niet-bestaande infrastructuur en procesindustrie. Een eerste schatting voor een 10% biokerosineblend levert een wereldwijde investeringskans op van veelvouden van 30 tot 300 miljard USD richting 2020 (zie Appendix A voor onderbouwing). Dit biedt Nederland – bij directe doorvertaling van bijvoorbeeld een 10% target richting 2020 – de kans om circa 2 tot 20 miljard USD (miljard EUR) aan investeringen aan te trekken. Dit biedt Nederlandse investeerders bij ontwikkeling van << Terug naar inhoud


Nederlandse technologie de kans ook wereldwijd op grote schaal in daadwerkelijk duurzame ontwikkeling te investeren (bv ‘agro’-banken als Rabobank, groene pensioenfondsen) Deze uitdagingen hebben veelal een internationale dimensie: de luchtvaartsector is bij uitstek internationaal gericht en veel grondstofstromen ook. De te ontwikkelen technologieplatforms zullen daarbij in belangrijke mate aan de Nederlandse export naar het buitenland kunnen bijdragen.

Kansen voor werkgelegenheid en economische groei Een daadkrachtige aanpak van bovengenoemde uitdagingen is complex maar zal een grote impact hebben op werkgelegenheid en economie. De ontwikkeling en implementatie van biobrandstoffen voor de luchtvaartindustrie leidt tot een behoorlijk potentieel aan nieuwe werkgelegenheid, nieuwe richtingen voor de agrosector en brandstoffenindustrie en hun toeleveranciers, en daarmee tot aanvullende economische groei. De update van de Macro-Economische Verkenning (MEV) naar de impact van de biobased economy (BBE) voor Nederland (zie MEV-BBE uit 200811) vindt nu plaats en kan deze zienswijze van meer concrete getallen voorzien.

Huidig beleidskader De luchtvaartsector zet in op een ambitieuze lijn met: 1. Verdere efficiencyverbetering door innovatie van vliegtuigtechnologie, operations en infrastructuur; 2. Ontwikkelings- en implementatieprogramma van daadwerkelijk duurzame biokerosine sourcing, productie en distributie conform het BioPort Holland concept (zie “Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart”); 3. Verregaande duurzaamheidambities volgens stringente, internationale certificeringscriteria. Argumentatie: - In tegenstelling tot andere transportmodaliteiten kent de luchtvaart geen technische alternatieven dan biobrandstoffen voor de CO2-emissiereductie door fossiele brandstoffen; - Nederland heeft een unieke combinatie van proactieve productie- en distributiebedrijven, productontwikkelaars en –toepassers (waaronder de airlines), vooraanstaande kennisinstellingen en publiek-private partnerships, en ondersteunende overheden gericht op groene groei, om de succesvolle ontwikkeling en implementatie van duurzame biobased producten waaronder biokerosine, mogelijk te maken; - De havens van Rotterdam en Amsterdam zijn belangrijke logistieke hubs in Europa voor kerosinehandel en bieden reeds een uitgebreide biobased infrastructuur; - De Nederlandse spelers inclusief de financiële sector via internationale co-investeringen hebben een uitstekende internationale positie om ten volle te profiteren van duurzame biokerosineontwikkeling (technologie en productie). Hiermee kan Nederland ook haar internationale koploperspositie continueren in het zetten van de duurzaamheidstandaarden voor biokerosine; - Het ontwikkelpad wordt samengevat in het volgende CO2-emissiereductiescenario (verder toegelicht in de Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart aansluitend op de internationale doelstellingen (carbon-neutral growth vanaf 2020, en in 2050 50% emissiereductie t.o.v. 2005): (1) directe marktvoorbereiding met biokerosine op basis van plantaardige olie en vetten, en verdere ontwikkelingen van duurzaamheidsstandaarden, (2) vanaf 2020, grootschalige inzet van biokerosinetechnologie op basis van biomassa(rest)stromen. Dat geeft de volgende emissiereducties ten opzichte van respectievelijk 2014 (en referentiescenario van geen verandering): ~0% (-12%) in 2020, 6% (-42%) in 2030, 24% (-65%) in 2040, 50% (-82%) in 2050.

11

Bio-based economy in Nederland: Macro-economische verkenning van grootschalige introductie van groene grondstoffen in de Nederlandse energievoorziening. Platform Groene Grondstoffen, 2008. Zie http://edepot.wur.nl/4231


1.3. Aanpak Om de grootschalige productie van biokerosine op schaal mogelijk te maken, is de bundeling van wetenschap, kennis, ervaring en resources van essentieel belang om de luchtvaart gezamenlijk te verduurzamen. De ‘Gouden Driehoek’ van bedrijfsleven, wetenschap en overheid zal de handen ineen moeten slaan en een integrale aanpak moeten volgen. Net zoals de productie van (fossiele) kerosine volledig is geïntegreerd in het brede spectrum van producten in geïntegreerde olieraffinaderijen, is uit vele studies duidelijk geworden dat daadwerkelijk duurzame en betaalbare biobased oplossingen vragen om een vergelijkbare integrale aanpak. Een geïsoleerde ontwikkeling van biokerosine gaat immers voorbij aan alle verdere waarde die het biobased feedstockpotentieel vertegenwoordigt. Alle economische en emissiekosten worden in dat geval door alleen biokerosine gedragen – een fossiele raffinaderij is immers ook niet rondom de business case van kerosine alleen gebouwd. Zie onderstaand kader voor een meer fundamentele (moleculaire en energetische ) onderbouwing van de noodzaak om productie van brandstoffen, chemicaliën, materialen en voeding uit biobased grondstoffen te combineren. Ook technologisch is er een grote noodzaak voor integrale aanpak: de beschikbare of ontwikkelende technologieën leiden veelal inherent tot mengsels van fracties voor biokerosine naast andere (o.a. dieselrange) producten. Kortom, duurzame biokerosineontwikkeling is een integraal onderdeel van de brandstof(productie)mix, waarbij in het oog moet worden gehouden dat luchtvaart een sector is zonder significante andere duurzame alternatieven zoals wind, zon en elektrisch. Het traject rondom de ontwikkeling van de Brandstofvisie ten behoeve van het SER Energieakkoord, zoals gecoördineerd door het Ministerie van I&M, is een logische volgende stap ten behoeve van een gestructureerd nationaal plan om grootschalige alternatieven voor brandstofen materiaalgebruik in de luchtvaartsector te introduceren.

Naar een duurzame toekomst: doelstellingen en rolverdeling De Luchtvaarttafel stelt concreet voor om de ambitieuze, internationale (ATAG) doelstellingen naar de Nederlandse situatie te vertalen, en beveelt in de volgende hoofdstukken aan om op basis van een scenarioanalyse een concreet innovatie-, investerings- en implementatiebeleid te ontwikkelen met stimulering voor private invulling.

Formulering van visie en opstellen roadmap Om specifiek het visietraject tot een succes te maken, neemt de luchtvaarttafel de onderstaande punten in acht: 1. Onze visie sluit aan bij Europese en internationale visies en initiatieven. 2. We willen voorop lopen en initiatief nemen. We kunnen niet wachten op internationale regulering en Nederland is in een unieke positie om leiderschap te nemen en de vaart erin te houden. 3. We richten ons op sociale innovatie (koppelkansen): a. binnen de luchtvaartsector (internationaal) b. tussen andere sectoren Het voorliggende rapport is een eerste resultaat van dit traject. Het is een breed gedragen roadmap voor de ontwikkeling van een duurzame vliegsector. Met deze roadmap wil de luchtvaartsector laten zien hoe zij actief kan bijdragen aan het verduurzamen van transport in Nederland en aan het realiseren van de gestelde CO2-reductie doelstellingen opgesteld in het Energieakkoord.



2. Kansrijke feedstock-productmarkt combinaties (FPMC’s)

2.1. Inleiding Er is een groot aantal alternatieve routes beschikbaar of in ontwikkeling voor de productie van biobrandstoffen als biokerosines uit een scala aan grondstoffen (feedstocks). Een redelijk volledig overzicht is gepresenteerd in de recente Braziliaanse Roadmap voor duurzame biokerosine (“Flightpad to aviation biofuels in Brazil”, 2013), waarvan de belangrijkste in Figuur 2.1 zijn samengevat. Nog niet alle paden hebben tot gecertificeerde producten geleid, en zeker niet alle paden zijn op dit moment opschaalbaar en/of kosteneffectief. De producten die ten tijde van deze studie waren toegelaten door ASTM’s Emerging Fuels Committee zijn in groen aangegeven, de overige (rood) zijn nog onder evaluatie.


Figuur 2.1

Productieroutes biobrandstoffen (“Flightpad to aviation biofuels in Brazil”, 2013)

Deze ogenschijnlijk complexe situatie met nog vele onbekende en zich ontwikkelende inzichten op het gebied van mate van duurzaamheid, technische en economische haalbaarheid, acceptatie etc. is echter wel goed te structureren. De Luchtvaarttafel stelt dat er drie relevante en geclusterde FPMC scenario’s zijn : Scenario

Periode

I

Vandaag

2014

II

Morgen

2010-2030

III

Overmorgen

2050



Figuur 2.2

De vele opties voor biobrandstoffen die nu wereldwijd onderzocht worden, vallen onder Scenario I ‘Vandaag’ (HEFA, eerste kolom) en Scenario II ‘Morgen’ (overige kolommen, voornamelijk nog in het stadium van R&D). Over specifieke technologische opties voor Scenario III ‘Overmorgen’ doen we in dit rapport geen uitspraken aangezien het speelveld te dynamisch is om voor deze termijn voorspellingen te doen.

2.2. Scenario’s Huidige kansrijke FPMC’s (Scenario I “Vandaag”) Dit scenario betreft huidig beschikbare feedstocks veelal gebaseerd op plantaardige of dierlijke oliën en vetten, afgewerkte ‘cooking oil’ en andere stromen die betrekkelijk eenvoudig en kosteneffectief met reeds beschikbare technologieën zoals hydrogenering tot biokerosinecomponenten worden omgezet. Op deze markt zijn al industriële spelers actief, de technologie is investeerbaar en er is al een serieuze schaal ontstaan m.b.t. grondstofposities, logistiek, verwerking en certificering voor toepassing. De feedstockbeschikbaarheid is echter beperkt en ondervindt behoorlijke competitie met alternatieve gebruiken in de voedings- en consumentenproductenindustrie (zeep, surfactants). Mede daardoor kent het veelal aanzienlijke kostprijsniveaus12 die weinig marge laten voor een aviation biofuelsindustrie. De belangrijkste huidige conversietechnologie is gebaseerd op gehydrogeneerde plantaardige olie (HVO – hydrogenated vegetable oils, of HEFA – hydrotreated fatty acids or oils) hetgeen ook gecertificeerd is voor gebruik in de commerciële luchtvaart. Grondstoffen voor HEFA zijn plantaardige (palm, soja, jotropha, camelina, zonnebloem) olie of dierlijke vetten, zelfs na regulier gebruik in de voedselketen (‘used cooking oil’). In vele gevallen is de grondstof relatief (te) duur zodat de competitie met fossiele kerosine onder huidige marktomstandigheden niet kan worden bereikt, zeker niet zonder rol van de overheid. Er is ook een beperkt aanbod van plantaardige olie op de wereldmarkt (circa 300 mio ton/jaar), in een zekere competitie door de andere toepassingen van een groeiende wereldbevolking met een stijgende welvaart (met 12

De huidige marktprijs van plantaardige olie is circa $ 950-1000/ton, en is ongeveer gelijk aan die van (fossiele) kerosine, waarbij de conversie kosten nog niet zijn meegerekend.


name in Azië met een hoog ‘cooking oil’ gebruik). Duurzaamheid van de grondstof, meer nog dan van conversietechnologie, is een serieus zorgpunt, juist ook in ogen van de industriële spelers. Op dit moment wordt waar mogelijk de robuuste standaard van de RSB (Roundtable for Sustainable Biofuels) en RSPO (Roundtable for Sustainable Palm Oil) aangehouden. Echter de beschikbaarheid van RSB en RSPO gecertificeerde olie is beperkt en concurrentie voor gecertificeerde producten met de voedselketen is groot – zie ook Hoofdstuk 4 (Uitdagingen) m.b.t. deze algemene uitdaging voor biobased feedstocks. Binnen de Nederlandse grenzen beschikt Neste Oil in de Rotterdamse Haven over de HVO technologie en kan met deze technologie biokerosine maken vanuit plantaardige, microbiële of algen oliën. Er is al een concrete samenwerking van de marktpartijen (KLM, Schiphol Group, SkyNRG, Neste Oil en het Havenbedrijf Rotterdam) binnen het intiatief BioPort Holland om deze route te realiseren. Dit initiatief wordt gesteund door de Ministeries van Infrastructuur & Milieu en Economische Zaken, zoals vastgelegd in een officiële intentieverklaring (Figuur 2.3, zie ook persbericht van KLM13).

Figuur 2.3

Links: ondertekening intentieverklaring BioPort Holland door Staatssecretaris Mansveld in najaar 2013; Rechts: artist’s impression van BioPort in de tweede uitbreiding van de Rotterdamse haven.

Kansrijke FPMC’s in 2010-2030 (Scenario II “Morgen”) Dit scenario betreft suiker, zetmeel en andere biomassastromen en hun lignocellulose residuen. Hiervoor is eveneens grootschalige en kosteneffectieve procestechnologie beschikbaar (suikers, zetmeel) of in verregaande staat van ontwikkeling en demonstratie (zie Figuur 2.2). Veelal leidt dit tot tussenproducten zoals ethanol of andere alcoholen, meer gereduceerde moleculaire producten (isoprenoide / terpenoiden, microbiele en heterotrofe algenproducten zoals lipiden, vetzuren) die met min of meer bekende technologie (hydrogenering, katalytisch kraken, katalytische dehydratatie-reforming, etc.) kunnen worden omgezet in biokerosinecomponenten. Dit gebied is met name technologisch nog sterk in ontwikkeling: opschaalbaarheid is vaak nog een issue, pilots worden gemeld of voorbereid, en demonstratie is gaande. De technologie is nog niet in alle gevallen investeerbaar, complete supply chains zijn beperkt ontwikkeld (alleen voor suiker, ethanol, houtpellets, zetmeel) en duurzaamheidsoptimalisatie staat in de beginfase. De kostprijs ligt veelal nog relatief hoog maar de verwachting is dat door integratie (in bioraffinaderijen) in veel gevallen een voldoende investeerbare situatie kan ontstaan. Onder scenario II Morgen zijn vele feedstock-product-markt combinaties (FPMC’s) in ontwikkeling. Alle feedstock-technologiepaden hebben (verschillende) uitdagingen om de commerciële 13


Zie http://nieuws.klm.com/intentieverklaring-lsquobioport-for-jet-fuels-in-the-netherlandsrsquo/ Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 23

productie van biokerosine te realiseren, waarbij de combinatie van feedstockbeschikbaarheid, feedstockduurzaamheid en het technologische ‘gemak’ (schaalgrootte, robuustheid, etc.) waarmee de feedstock in tussen- of eindproducten kan worden omgezet van eminent belang is. De volgende technologiepaden zijn in ontwikkeling: 1. Alcohol to jet (ATJ) 2. Hydrotreated Depolymerized Cellulosic jet (HDCJ) 3. Direct fermentation of sugar to jet (DFSTJ) 4. Fischer-Tropsch (FT; deze technologie is gecertificeerd, maar nog niet op commerciële schaal beschikbaar gezien de enorme schaal die nodig is om economisch aantrekkelijk te kunnen produceren. De grote schaal heeft twee enorme nadelen: biomassalogistiek en hoge CAPEX.) 5. Heterotrofe algen - sugar-to-algae (Bunge/Solazyme14)

Figuur 2.4

‘Morgen’ is dichtbij. De GranBio-plant in Alagoas (Brazilië)15 voor 20 mio gallons ethanol (60 kton/jaar) uit tweede-generatie feedstocks, hetgeen via een ethanol-to-jet technologie in principe beschikbaar kan komen voor de biokerosinemarkt (onderdeel van Scenario II ‘Morgen’). GranBio heeft strategische partnerships met o.a. DSM, via welke de ‘Nederlandse’ all-you-can-eat yeast16 als succesvol product van de publiek-private samenwerking DSM/TU Delft/BE-Basic de wereldmarkt zal veroveren.

14

Voor andere zie http://www.feednavigator.com/Suppliers/Biofuels-aid-not-raid-algae-s-nutritional-payload GranBio project in Alagoas: zie http://www.biofuelsdigest.com/bdigest/2014/01/14/granbios-alagoas-cellulosic-ethanol-project-in-pictures-and-video/ 16 All-you-can-eat Yeast, DSM/TU Delft/BE-Basic: zie http://www.dsm.com/content/dam/dsm/cworld/en_US/documents/backgrounder-all-you-can-eat-yeast.pdf 15


Doorkijk naar 2050 (Scenario III “Overmorgen”) Dit scenario is gebaseerd op (aanzienlijke) andere reststromen zoals CO2 uit de staal-, cementen energie-industrie, alsmede biogas uit heterogene afvalstromen in combinatie met de overschot energieproductie uit industriële en urbane clusters. Hoewel de eerste technologiespelers zich aandienen (Lanzatech met pilot- en demonstratiefabrieken in China, en diverse spelers met fotosynthetische algen en cyanobacteriën etc.) zijn deze opties nog verre van technologisch en economisch ontwikkeld. Gegeven de sterke industrialisatie en urbanisatie in Noordwest-Europa wordt dit echter “op termijn” wel als een serieuze optie onderzocht en ontwikkeld. Dit scenario is het terrein van Venture Capital en Science Foundations. Feedstock beschikbaarheid is vooralsnog geen probleem, maar er is geen ontwikkelde markt. Zo is er bijvoorbeeld voor de vermarkting van de aanzienlijke CO2-productie in grote industriële clusters als Rotterdam en het Ruhr-gebied geen serieuze logistiek of markt aanwezig (CO2-leidingen voor kassen in het Westland daarbuiten gelaten).

DRIE Scenario’s, DRIE ONTWIKKELPADEN Grafisch kunnen de globale ontwikkelpaden van basaal idee tot investeerbare en uitontwikkelde industriële oplossing van de drie scenario’s als volgt worden weergegeven. Er is nog betrekkelijk weinig inzicht in de potentiële impacts op economie, logistiek, emissie(reductiepotentieel) en werkgelegenheid. De duurzaamheid van deze FPMC’s hangt sterk samen met de gebruikte feedstocks en logistiek, en minder met de gebruikte conversietechnologie. Dit wordt in Hoofdstuk 3 verder behandeld (onder “Daadwerkelijke duurzaamheid”).

Figuur 2.5

Samenvatting van de drie scenario’s: I Vandaag, II Morgen, III Overmorgen.



3. Belemmeringen & voorwaarden

3.1. Belemmeringen Op dit moment wordt biokerosine niet grootschalig toegepast in de luchtvaart. Veel belemmeringen die grootschalige toepassingen momenteel tegenhouden, zullen bij ongewijzigd beleid ook de komende decennia nog een rol spelen. De luchtvaarttafel heeft de belemmeringen uitvoerig besproken, vanuit het perspectief van product-marktcombinaties (PMC’s). De luchtvaarttafel ziet uitdagingen aan de vraagzijde en aan de aanbodzijde om biokerosine duurzaam en betaalbaar beschikbaar te maken voor de luchtvaart: Product-marktcombinatie: Zoals beschreven in Hoofdstuk 2 zijn er meerdere feedstock- en conversietechnologie combinaties mogelijk om biokerosine te produceren. Echter, voor het formuleren van de uitdagingen die voor al deze FPMC’s gelden, zullen wij de algemene term ‘PMC biokerosine’ gebruiken. Product: De biokerosine die momenteel beschikbaar is – (1G) gehydrogeneerde vetzuren – is vanuit duurzaamheidsoptiek niet optimaal. De verwachting is dat andere grondstoffen en conversietechnologieën een lagere CO2-uitstoot in de keten zullen hebben en minder indirecte effecten op landgebruik met zich meebrengen. Hoewel de PMC dus biokerosine in de luchtvaart blijft, is het verstandig om het verbeteren van het product (1G) te stimuleren. Markt: De luchtvaart is bij uitstek een internationaal opererende sector. Daar dient in het beleid rekening mee gehouden te worden om te voorkomen dat een deel van de voordelen van het beleid weglekken door verandering van de markt. Beleid dat bijvoorbeeld tot gevolg heeft dat de kosten van de luchtvaart in Nederland stijgen, maar niet in de ons omringende landen, kan tot gevolg hebben dat passagiers die momenteel op Schiphol overstappen dat voortaan elders gaan doen. Als op die andere luchthaven de duurzaamheid minder goed gewaarborgd zou zijn, zou dat tot gevolg kunnen hebben dat de totale duurzaamheid vermindert, met mogelijk vergaande effecten op werkgelegenheid in de diverse (aanleverende) sectoren. Dit risico is des te groter naarmate het de geografische reikwijdte van het beleid kleiner is. Om die redenen kan het zinvol zijn om bijvoorbeeld onderscheid te maken tussen de intra-Europese en de intercontinentale luchtvaart.

3.1.1. Uitdaging vraag

De belangrijkste belemmeringen aan de vraagzijde zijn het feit dat biokerosine aanmerkelijk duurder is dan conventionele kerosine en dat er een sterke vraag naar biobrandstoffen is vanuit het wegverkeer.

Prijs van biokerosine en fossiele kerosine De prijs van biokerosine is momenteel een factor 2 tot 4 hoger dan de prijs van fossiele kerosine. Omdat de brandstofprijzen in de luchtvaart een derde tot de helft van de totale kosten uitmaken, en omdat klanten slechts in zeer beperkte mate bereid zijn te betalen voor lagere broeikasgassen, hebben luchtvaartmaatschappijen geen koopkrachtige vraag naar biokerosine.


De hoge prijs van biokerosine komt o.a. doordat het maken van het product een extra conversie vereist ten opzichte van biodiesel (belemmering aan de aanbod kant). In combinatie met de huidige geringe vraag heeft dit tot gevolg dat de productiecapaciteit klein blijft en er nauwelijks schaalvoordelen in de productie zijn.

Gebrek aan level playing field Zowel in Europa als in de VS zijn oliemaatschappijen verplicht om biobrandstoffen, zoals biodiesel en ethanol, bij te mengen in motorbrandstoffen voor het wegverkeer. Daardoor is er een sterke koopkrachtige vraag naar biobrandstoffen voor het wegverkeer, die schaalvoordelen in de productie en dalende prijzen tot gevolg heeft. Luchtvaart concurreert tevens met het wegverkeer om de grondstoffen en de productiecapaciteit, en kan zelf geen koopkrachtige vraag uitoefenen. Weliswaar hebben regelgevers getracht dit probleem op te lossen door verkopen van biobrandstof aan de luchtvaart mee te tellen bij de doelstelling voor de verplichte bijmenging (afzet van biokerosine in de luchtvaart levert ook biotickets op), maar het prijsverschil tussen biokerosine en fossiele kerosine is der mate groot dat het niet loont om biokerosine te produceren. Producenten zullen met het huidige beleid altijd kiezen om het product te maken waarbij de marges zijn gesubsidieerd en daarmee een afzetmarkt garanderen.

Luchtvaart (Jet Fuel)

Automotive (EN590)

Scheepvaart (Low Sulfur)

Marktprijs

Belang van een level playing field voor de luchtvaartindustrie Door onder andere de hoge eisen die de luchtvaart stelt aan haar brandstof is het voor de industrie veelal aantrekkelijker om biobrandstoffen voor andere transportmodaliteiten te produceren (zie onderstaande illustratie). Zonder ingrijpen zal de luchtvaart waarschijnlijk als laatste markt door de industrie bediend gaan worden. Waarschijnlijk zal er een interessante markt gecreëerd moeten worden om op de korte termijn over grotere hoeveelheden luchtvaartspecifieke biobrandstoffen te kunnen beschikken.

Kwaliteitseisen

3.1.2. Belemmeringen aan de aanbodzijde Beperkte productiecapaciteit Er is op dit moment geen continue productie van biokerosine op commerciële schaal. De biokerosine die tot dusver werd geleverd, bestond uit kleine batches geproduceerd op een inefficiënte manier. Dit komt o.a. doordat veel conversietechnologieën nog in de kinderschoenen staan en nog moeten worden bewezen. Veel technologieën voor de productie van biokerosine op basis van agrosector en bosbouw reststromen of energiegewassen moeten nog verder ontwikkeld en getest worden voordat ze geïmplementeerd kunnen worden (lange cycli voor certificering). Voordat deze veelbelovende technologieën betaalbare biobrandstoffen kunnen produceren, zijn er nog investeringen nodig om de technologieën te optimaliseren (pilot- en demoschaal productie). Dit zijn investeringen die vaak niet renderen op de korte termijn. Het commercieel beschikbaar stellen van deze feedstock- en technologiecombinaties, plus de gehele infrastructuur daaromheen, vraagt om grote investeringen, die lastig te verkrijgen zijn in het huidige beleidskader dat geen incentives geeft voor biokerosine, en in het huidige investeringsklimaat.



Specificaties & certificering De huidige biobrandstoffen voldoen aan de specificaties voor toepassing in het wegverkeer of bijmenging in motorbrandstoffen. De specificaties van biokerosine zijn anders. Biodiesel kan niet worden toegepast als jet fuel, maar biokerosine kan zonder problemen worden toegepast in dieselmotoren. Biokerosine van een specifieke productietechnologie moet gecertificeerd worden door ASTM en DefStan voordat het gebruikt kan worden in de commerciële luchtvaart. De nauwe specificaties en het test programma is een extra belemmering die bijvoorbeeld biobrandstoffen voor het wegverkeer niet kennen.

Beschikbaarheid van duurzame grondstoffen Er is momenteel geen continue productie van biokerosine op voldoende grote schaal, onder andere door beperkte leveringszekerheid, beschikbaarheid en soms hoge kostprijzen van huidige grondstoffen (plantaardige olie, cooking oil, animal fat) voor huidige (Eerste generatie, Scenario I Vandaag) biokerosine processen. Iets vergelijkbaars geldt voor suikers, zetmeel en lignocellulose feedstocks – zij het dat wereldwijd geen tekort is maar dat logistiek, markten en de gewenste duurzaamheidscertificering ontbreekt, hetgeen het risico voor investeerders vergroot.

Relativering van biomassabeschikbaarheden Nederlandse voedselimporten bedragen ongeveer 40 mio ton per jaar waaronder 3-4 mio plantaardige oliën, waarvan circa 50% in voedselproducten terechtkomt (waarvan dan weer gemiddeld 50% wordt weggegooid). Kortom: uit het voedingspotentieel is reeds 20-30 mio ton biomassa beschikbaar. Er wordt door het Kenniscluster een getal van 80 PJ biomassa voor Nederland genoemd; dit komt overeen met circa 5 mio ton biomassa. Dat getal lijkt dus gezien het voorgaande zeer conservatief, en benadrukt hoe weinig consensus er is over de juiste biomassapotentiëlen.

3.1.3. Overige belemmeringen

Biobrandstoffen die in de luchtvaart worden toegepast, zijn zogenaamde ‘drop-in fuels’, die vrijwel dezelfde eigenschappen hebben als kerosine uit fossiele bronnen. Daardoor zijn er geen technische belemmeringen bij de toepassing van brandstoffen in vliegtuigen. Momenteel is er nog onzekerheid over de gevolgen van het transport van biobrandstoffen in brandstofleidingen en de langdurige opslag in brandstoftanks. De Luchtvaarttafel verwacht dat dit geen grote belemmering voor de adoptie van biokerosine zal zijn, als deze binnen de specificaties valt.


Probleemboom



Oplossingsboom


3.2. Voorwaarden De proactieve luchtvaart sector in Nederland heeft duurzaamheid als een van haar belangrijkste principes benoemd. Een essentiële voorwaarde van de transitie naar biokerosine is daarom de optimalisatie van de daadwerkelijke duurzaamheid, onder te verdelen in ecologische, economische en sociale duurzaamheid. De twee belangrijkste discussiepunten daarbij zijn de onzekerheid op het gebied van de indirecte extra broeigasproductie door veranderd landgebruik (indirect land use change, ILUC) en voedselzekerheid. Belangrijke spelers in de Nederlandse luchtvaart hebben zichzelf reeds gecommitteerd aan het gebruik van robuuste standaarden waarin naast ILUC en voedselzekerheid ook biodiversiteit, (reductiepotentieel van) GHG-emissie, kwaliteit van bodem/water/lucht, gebruik van pesticides, als mensen-, arbeidsen landrechten met inbegrip van rurale ontwikkeling worden meegenomen. Bijvoorbeeld SkyNRG en KLM gebruiken vrijwillig de standaard van de Roundtable on Sustainable Biomaterials (RSB), die hoog scoort in recente vergelijkingen van PwC, Ecofys en WWF International17. Naast toepassing van robuuste standaarden zoals die van de RSB is het adresseren van indirecte effecten door toepassing van de LIIB module voor low-indirect-impact-biofuels een goede aanvulling om duurzaamheid te waarborgen.

Ecologische duurzaamheid Sinds 2009 is het inzicht in de duurzame productie van bioenergieproducten weliswaar aanzienlijk gegroeid (zie ILUC kader), maar een belangrijk probleem is de voortdurende onzekerheid en onenigheid over onderliggend cijfermateriaal waardoor de discussie voortduurt en men op bijv, Europees niveau niet tot beslissingen komt. Deze discussie strekt verder dan de Luchtvaartafel (of zelfs het gehele traject rondom de brandstoffenmix) en moet dus urgent en met name integraal worden opgepakt. Op dit moment gaan we uit van een emissiebesparing door gebruik van biokerosine van 50% of meer op ten opzichte van fossiele kerosine.

Indirect landgebruikeffecten (ILUC) De aanleiding van de belangrijke ILUC discussie was de publicatie in 2008 van Searchinger waarin hij stelde dat de maïsproductie in de VS voor bioethanol meer CO2-equivalente uitstoot gaf dan fossiel-gebaseerde brandstof als gevolg van indirecte verschuivingen in landgebruik (104 g CO2-equivalent/MJ ten opzichte van 92 g CO2-equivalent/MJ). De zorg is serieus genomen en dankzij betere data en meetmethoden zijn niet alleen de getallen bijgesteld, maar is tevens meer nadruk gekomen op gebruik van ‘afvalstromen’ en gebruik van reeds bestaande landbouwgronden of marginale gronden, welke bijvoorbeeld beschikbaar gemaakt kunnen worden door intensivering van de veeteelt of verbouw van aangepaste gewassen. Deze strategie leidt potentieel tot aanzienlijke CO2besparing: Wicke et al. (2012) kwamen op 32 g, Hertel et al. en Tyner et al. (2010) op 15 g; Sl-Riffai et al. (2010) en Laborde (2011) kwamen zelfs op 7 g CO2-equivalent/MJ voor maïsethanol.

Ook onze kennis over de relatie van biobrandstoffen en voedselzekerheid groeit, dankzij vele case studies en macro-economische studies. Voedselzekerheid is direct gekoppeld aan gebrek aan armoede en voedselbeschikbaarheid. Belangrijk is daarbij onderscheid te maken tussen urbane armoede (20-30% van de populatie met honger, FAO) en rurale armoede. De laatste categorie kan baat hebben van bioenergie/biobrandstofproductie voor directe lokale of regio17


WWF International (en PwC) (2013), Searching for Sustainability – comparative analysis of certification schemes for biomass used for the production of biofuels; Ecofys, WWF (2012) Low Indirect Impact Biofuel (LIIB) methodology. Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 31

nale economische stimulering en een verhoogde afzetmarkt. Dit kan leiden tot een verbeterende voedselkwaliteit (door verbeterde opslagmethoden) en verbeterende marktontwikkeling en infrastructuur, alsmede voor hogere investeringen in de landbouw zelf, gericht op hogere rendementen. Er is echter ook kans op verhoogde voedselprijzen (door concurrentie in de afzetmarkt). Dit effect werd aanvankelijk behoorlijk hoog geacht (Mitchell (2008), de World Bank (2008) en Rosegrant (2006) hielden rekening met een prijsstijging van 75% voor voedselproducten), deze is echter tot nu toe beperkt gebleken18, de UNEP komt op een percentage van 10-15%. Deze lijkt vooral gerelateerd te zijn aan olieprijsniveaus (Figuur 3.1). Terwijl de rurale populatie baat kan hebben bij hogere voedselprijzen, zijn er belangrijke issues voor de urbane populatie waarvoor dus andere maatregelen nodig zijn. Het is in ieder geval duidelijk dat goede governance en juiste stimuleringsmaatregelen een absolute voorwaarde zijn om de verbeterde voedselzekerheid te realiseren.

Figure 3.1

Impact van conventionele biobrandstofproductie op prijsniveaus in de landbouwsector.19

De feedstockbeschikbaarheid richt zich uiteraard ook op de verwachtte aanwezigheid van voldoende land; allereerst voor voedsel voor de groeiende wereldbevolking, voor de veeteelt en bossen en natuurgebieden. Door een strategie te volgen waarin gebruik van marginale gronden en reststoffen (en geïntegreerd ketengebruik) wordt gestimuleerd, en (voor de langere termijn) direct grondgebruik wordt vermeden, voorkomen we concurrentie en dragen we bij aan het verduurzamen van de planeet.20

18

Banse, M, P. Nowicki, and H. van Meijl. Waarom zijn de huidige voedselprijzen zo hoog? Rapport 2008-043 van de WUR, 2008. 19 UNEP, GRID Arendal, 2011; http://www.grida.no/publications/vg/biofuels/ 20 Recente inzichten laten een additionele beschikbaarheid van 1,1 B hectare wereldwijd zien. Hierbij is rekening gehouden met behoud van bossen en natuurgebieden; huidige landgebruik voor voedselproductie en verwachtte benodigde additionele land voor vergrootte voedselproductie als gevolg van de vergroting van de wereldpopulatie (FAO, Alexandratos and Bruinsma, 2012; Conforti, 2011) 32 | Visie Duurzame Brandstoffenmix

Economische duurzaamheid De economische duurzaamheid van biokerosine laat nog veel te wensen over (zie ook Hoofdstuk 3). De nu goedgekeurde biovervangers zijn nog behoorlijk duurder dan de fossiele kerosine en de potentie van de nu ontwikkelde ketens is uiteraard afhankelijk van de gebruikte feedstocks, bewerkingstechnologie en infrastructuur (zie Figuur 3.1).

Figuur 3.2

Dimensies van grondstofkosten en technische complexiteit voor verschillende potentiële feedstocks voor luchtvaartbrandstoffen (“Flightpad to aviation biofuels in Brazil”, 2013).

Gezien de theoretische rendementen van de biomassagrondstoffen en de blijvende beschikbaarheid van goedkope fossiele olie wordt aangenomen dat het produceren van slechts biokerosine uit biomassa feedstocks voor de voorziene toekomst een duurder product oplevert. Dit resulteert in de noodzaak om de productketen voor biokerosine te integreren met andere producten teneinde deze economisch haalbaar te maken. Deze integratie is ook van belang voor het halen van de overige duurzaamheidsdoelstellingen. Zaken als recycling van nutriënten voor langdurige bodemvruchtbaarheid; onttrekken van overige waardevolle stoffen uit water en vaste-stof afvalstromen; realisatie van goede infrastructuur, waarbij transport van reststromen die benut kunnen worden als grondstoffen voor andere producten zoveel mogelijk gereduceerd is; en benutten van vrijgekomen energie stromen spelen hier een belangrijke rol en kunnen naast het economische rendement tevens de algehele duurzaamheid verbeteren. Ook op dit vlak heeft Nederland een uitstekende uitgangspositie, met veel kennis over integrale procesontwikkeling, waterrecycling en nutriëntrecycling, en een goed ontwikkelde infrastructuur met pijpleidingen van Rotterdam en Amsterdam naar Schiphol. Deze kennis kan (net als onze kennis over waterwerken) goed worden geëxporteerd voor internationale doeleinden. In dit kader is een gedegen concurrentieanalyse van de relevante fossiele brandstoffen van belang: door het decennialange interactieve evolutietraject tussen fossiele kerosine, vliegtuigmotortechniek, regelgeving (kwaliteitseisen / certificering), infrastructuur en productie is er uiterst geconsolideerde markt ontstaan met een hoogcompetitieve kostenstructuur. Dit alles << Terug naar inhoud


maakt fossiele kerosine dan ook een geduchte concurrent voor alle alternatieven. Als meest reële alternatief worden voornamelijk “drop-in” biokerosines aangewezen. Om de economische haalbaarheid van alternatieven goed te kunnen evalueren, zal het noodzakelijk zijn om de momenteel marktdominante fossiele kerosines, waaronder ook GTL kerosines, goed te analyseren en met name op de volgende aspecten: prijsopbouw (productieprijsopbouw), flexibiliteit productie proces (winstmaximalisatie door afstemmen vraag en aanbod gerelateerde producten). Ook een vergelijking tussen (bio)diesel en (bio)kerosine in termen van kostenopbouw moet gemaakt worden. Immers, een producent zal het type biobrandstof produceren waar de meeste winst op te behalen valt. Valt deze keuze op biokerosine in plaats van biodiesel? Hoe kunnen we deze keuze beïnvloeden?

Sociale duurzaamheid De ontwikkeling van een infrastructuur voor biokerosineproductie biedt perspectieven voor direct betrokkenen en de hele logistieke sector daaromheen, en het ontwikkelen van nieuwe Morgen- en Overmorgen-technologie stimuleert de kennisinfrastructuur en innovatie/IP positie voor het Nederlandse bedrijfsleven. Het is daarbij belangrijk de maatschappelijke randvoorwaarden (wet- en regelgeving, incentives, acceptatie, logistieke aanpassingen, etc.) te kennen waaronder deze innovatie optimaal geïmplementeerd kan worden. Ook internationaal kan stimulering van biokerosine de leefomstandigheden van lokale gemeenschappen bevorderen; echter de wijze waarop dit het beste gestimuleerd en gewaarborgd kan worden verschilt per regio. Een gedegen impactanalyse voor bovengenoemde nieuwe industriecomplexen met geïntegreerd gebruik van reststromen en energie staat nog in de kinderschoenen, met name op het gebied van sociale aspecten zoals werkgelegenheid, voedselzekerheid, acceptatie en governance. Deze analyse zal verder ontwikkeld moeten worden evenals inzicht in politieke maatregelen die de gewenste ontwikkeling stimuleren. Publiek-politieke interventie wordt gemotiveerd door de diverse concerns en doelstellingen die variëren in schaal. Terwijl rurale ontwikkeling gezien kan worden als een lokaal issue, is energiezekerheid een nationaal belang en spelen broeikasgasemissies internationaal. Afhankelijk van het gewicht van deze issues zullen sommige politieke maatregelen meer zinvol zijn dan anderen. Bijvoorbeeld, als reductie van CO2-uitstoot het zwaarst weegt dan is het belangrijk te leren waar, hoeveel en welk systeem van biokerosine het beste aan deze doelstelling tegemoet komt. Voor de maatschappelijke acceptatie van biokerosine is het van belang dat de discussie gevoed wordt met geverifieerde feiten. Openheid, betrouwbaarheid en bereidheid om gezamenlijk te leren welke issues er spelen en hoe ze aangepakt kunnen worden, zijn daarbij belangrijke uitgangspunten.

Duurzaamheid in de verschillende FPMC’s Scenario I ‘Vandaag’ Het scenario voor de huidige behoefte voorziening is voornamelijk gebaseerd op beschikbare plataardige olie van crops, animal fats en ‘used cooking oils’. Zoals reeds eerder opgemerkt is de beschikbaarheid daarvan beperkt, maar ook de duurzaamheid staat zeker voor de lange termijn met de benodigde behoefte ter discussie. Plantaardige olie is vooral afkomstig van palmolie, camelina, canola en soja. Hierop gebaseerde biodiesel en biokerosine kunnen een broeikasgasbesparing opleveren van 70% (Nogueira, 2011). Echter de opbrengsten per hectare (zie onderstaande Tabel) verschillen van 5700 liter voor palmolie tot 438 liter voor camelina. De huidige globale productie van palmolie is 65 Mt op 15 Mha, hetgeen behoorlijk contrasteert met de 194 Mha benodigd voor 87 Mt oliegewassen in gematigde klimaten. De meeste onderzoekers concluderen daarom dat slechts palmolie mogelijkheden biedt voor verdere ontwikkeling. Echter palmolie is gelimiteerd tot tropische ‘wetlands’ en de expansie ten koste van natuurlijke tropische ‘peatland’ bossen wordt terecht bekritiseerd. Bovendien is de palmolieoogst lastig te mechaniseren. Er zijn opties voor het planten van palm in niet-natuurlijke arme of gedegradeerde gronden, maar de opbrengst hiervan zou veel lager kunnen zijn (Murphy, 2014). Andere olieachtige gewassen zoals Jatropha en Castor brengen naast een lage productie 34 | Visie Duurzame Brandstoffenmix

per landeenheid ook andere problemen met zich mee. Fruit van Jatropha rijpt op verschillende tijden, hetgeen de oogst bemoeilijkt en mechanisering onmogelijk maakt, terwijl de olie van de meeste gewassen toxisch is, hetgeen de veiligheid van boeren in gevaar brengt. Tenslotte blijft de prijs van de grondstof (olie) een probleem, door de grote behoefte aan olie voor de voedsel en cosmetische industrie. Concluderend: plantaardige oliën, dierlijk vet en gebuikte ‘cooking oils’ leveren met een eenvoudige technologie een biokerosine met een verlaagde CO2-uitstoot. Echter met name de lange termijn beschikbaarheid, competitie met alternatieve gebruiken en de verwachtte blijvende hoge prijs maakt dat we op zoek moeten naar alternatieven.

Tabel

Gemiddelde olieopbrengst per gewas (USDA-NASS 2013, FAOSTAT 2013)21 Gewas

Liters per hectare

Camelina

438

Sojabonen

857

Canola

1358

Palmolie

5724

“Oil” Cane

13740

Scenario II ‘Morgen’ Biokerosine uit suikers (suikerriet, landbouw- en voedselresten inclusief lignocellulose, hout en algen) heeft een grote duurzaamheidspotentie. Afhankelijk van de gebruikte feedstock, technologie en infrastructuur is de CO2-emissie reductie 50-85%. Transport kan daarbij een belangrijke factor zijn, vooral als er waterige stoffen over lange afstanden vervoerd worden. Bijvoorbeeld het transport van suikersiroop van Brazilië naar Nederland voor verdere opwerking geeft 10% extra emissies (0.3 kgton CO2), maar ook lokale transporten naar mills en bioraffinage-installaties kan een behoorlijke invloed op de economische en ecologische duurzaamheid geven, hetgeen een zorgvuldige afweging van schaalgrootte impliceert (Palmeras Del Mar, 2013). Integratie van de keten met productie van hoogwaardige stoffen zorgt naast economische haalbaarheid tevens voor verbeterde energie- en reststofrendementen. Toepassing van duurzaamheidscriteria zoals die ontwikkeld zijn door de Roundtable for Sustainable Biomaterials (RSB) waarborgt de duurzame productie en verifiëring voor marketingdoeleinden. Door het gebruik van goedkopere grondstoffen en integratie met andere ketens is dit scenario in potentie economisch aantrekkelijker dan het Vandaag scenario. Ook de beschikbaarheid van grondstoffen is een minder grote zorg, zeker bij gebruik van reststoffen en marginale landen, maar bijvoorbeeld ook omdat verwacht wordt dat een deel beschikbaar komt van de verminderde afname voor de papier- en pulpindustrie. Voor Nederland liggen er unieke kansen voor een geïntegreerde industrie rondom Rotterdam, waarbij gebruik gemaakt kan worden van Nederlandse landbouw- en huishoudafvalstromen en van de invoer van tussenproducten vanuit grondstofproducerende landen zoals Brazilië. Dat levert naast werkgelegenheid een impuls op voor de ‘green chemistry’ productie en een behoorlijke gekoppelde reductie van de broeikasgasuitstoot zoals beoogd door het Rotterdam Climate Initiative (RCI). De kennis kan geëxporteerd worden met Nederlandse investeringen in industriecomplexen in het buitenland, waarbij Brazilië als één van de partners voor de hand ligt.

21


Aangenomen wordt dat olie afkomstig is voor 36% van camelina en canola zaad, en voor 23% van sojabonen zaad, en dat de energie-inhoud van suikerriet die als sucrose wordt verkregen in de toekomst als olie verkregen kan worden in hypothetische “olie-riet”. Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 35

Scenario III ‘Overmorgen’ Direct gebruik van zonlicht voor de productie van biokerosine (via algen en cyanobacteriën) klinkt als een enorme stap naar nog duurzamere biokerosine, met name op het ecologische vlak. Echter de verwachting dat dit scenario ook economisch haalbaar zal zijn, wordt nog niet breed gedragen. De gevolgen op het sociale vlak zoals impact op werkgelegenheid zijn nog volledig onbekend. Studies naar de duurzaamheidsimpact van dergelijke technologieën zijn nog niet voorhanden en zullen daarom ontwikkeld moeten worden in samenwerking met technologen.


4. Instrumenten De beleidsmaatregelen en instrumenten die we hier bespreken, zijn gericht op het wegnemen van de belemmeringen die de grootschalige toepassing van biobrandstoffen in de luchtvaart op dit moment in de weg staan. De belemmeringen zijn geïdentificeerd in de probleemboom. In principe kan er voor elke belemmering een instrument worden ontwikkeld, maar een groot aantal instrumenten is niet realistisch (bijvoorbeeld omdat het de aanpassing van luchtvaartverdragen vereist) of niet gewenst (bijvoorbeeld wanneer het de positie van de Nederlandse luchtvaart schaadt zonder een milieuvoordeel te bieden). Hieronder bespreken we eerst de maatregelen die naar onze indruk haalbaar zijn en geven we vervolgens van de andere maatregelen aan waarom wij ze op dit moment niet gewenst achten. Deze maatregelen beogen de inzet van duurzame biobrandstoffen in de luchtvaart te stimuleren. Ze richten zich dus op een deel van de klimaatimpact van de luchtvaart. Andere manieren om de klimaatimpact van de luchtvaart te verminderen, vallen buiten het kader van dit rapport. De Luchtvaarttafel ziet drie doelen die de beleidsinstrumenten moeten nastreven: a. Het verder ontwikkelen van duurzame biobrandstoffen; b. Het verminderen van het prijsverschil van duurzame biobrandstoffen met conventionele brandstoffen; c. Het creëren van een koopkrachtige vraag naar biobrandstoffen. De drie doelen zijn onderling met elkaar verbonden. Zonder een verkleining van het prijsverschil tussen biobrandstoffen en conventionele brandstoffen zal er geen koopkrachtige vraag kunnen worden gecreëerd naar duurzame biobrandstoffen. Zonder een koopkrachtige vraag zal de ontwikkeling van biobrandstoffen langzamer gaan omdat er geen ondernemerswinsten zijn die de investeringen in technische ontwikkeling kunnen laten renderen. En zonder verdere technische ontwikkeling kunnen er geen schaalvoordelen in de productie worden genoten, die de prijs drukken en daarmee het prijsverschil met conventionele brandstoffen verminderen.

Doelstelling A: Opschaling, beschikbaarheid en duurzaamheid van grondstoffen. Ontwikkel en test duurzame grondstof (biomassa en anderen) supply chains t.b.v. een continue productie van biokerosine op voldoende grote schaal. Garandeer betere leveringszekerheid/ beschikbaarheid en faciliteer markten prijsvorming voor huidige grondstoffen (Scenario I Vandaag: plantaardige olie, cooking oil, animal fat) en toekomstige grondstoffen (Scenario II Morgen: suikers, zetmeel en lignocellulose feedstocks; Scenario III Overmorgen: C1-chemie en andere residuenstromen). Instrumenten voor Doelstelling A zijn: Ontwikkeling faciliteren van het BioPort Holland project. Nederland heeft de mogelijkheid om een supply chain op te zetten gebaseerd op de HEFA technologie die Neste Oil bezit in de Rotterdamse haven. Het BioPort Holland initiatief is een eerste stap in de richting. De overheid kan in dit project de betrokken marktpartijen op meerdere manieren helpen. Bijvoorbeeld door het aanbieden van financiële instrumenten die het investeringsrisico kunnen verlagen. In dit project is het ontwikkelen van (international) feedstock posities van groot belang om de toevoer van duurzame feedstock te garanderen. De overheid kan deuren openen naar de overheden van andere landen die geschikt zijn om feedstock projecten te ontwikkelen.

Doelstelling B: Technologieontwikkeling. Ondersteun de technologische ontwikkeling met name door in te zetten op versnelling van technologieontwikkeling, en (grootschalige) testing. Dit leidt tot (wereldwijd) leiderschap door het wegnemen van risico’s op het gebied van regelgeving, financiering, capaciteitsvorming << Terug naar inhoud


(zowel menskracht als technologie) en nationale grenzen. Mechanismen bevatten tevens financiële ondersteuning en co-investering. Instrumenten voor Doelstelling B zijn: • Vandaag: Stimuleer R&D in nieuwe conversietechnologieën. De huidige biokerosine die op de markt is wordt gemaakt van plantaardige oliën en vetten, echter zijn er kanttekeningen te plaatsen aan de mogelijkheden om dit op te schalen. In de toekomst zullen nieuwe feedstocks and conversietechnologieën worden ontwikkeld. Hiervoor is onderzoek nodig en het opzetten van pilot- en demoprojecten. Met name het vinden van investeringen voor pilot- en demofaciliteiten is een lastige taak gebleken gezien het vaak negatieve rendement op de investering. De overheid kan een belangrijke rol spelen bij ontwikkelen van technologieën van het laboratorium naar een grotere schaal, door mee te investeren in de benodigde R&D hiervoor. • Morgen: Zet stimulatie van R&D in nieuwe conversietechnologieën voort en faciliteer pilot plants voor veelbelovende feedstock + technologie combinaties. • Overmorgen: Ondersteun twee nieuwe feedstock + technologie combinaties die kunnen uitgroeien tot volwaardige supply chains.

Doelstelling C: Ontwikkelen van een koopkrachtige vraag naar biobrandstoffen.

Zonder een koopkrachtige22 vraag naar biobrandstoffen komt er geen grootschalige productie en blijven de prijzen hoog. De ontwikkeling van de koopkrachtige vraag kan op een aantal manieren, die veelal tot gevolg zullen hebben dat de brandstofkosten voor de luchtvaart toenemen. Gelet op het internationale karakter van de luchtvaart kan dit alleen op EU- of liever nog op wereldschaal. Nederland zou binnen de andere lidstaten van de EU erop moeten aandringen dat brandstofmaatschappijen aan hun bijmengverplichting kunnen voldoen door biobrandstoffen af te zetten in de luchtvaart. Daarnaast zou Nederland moeten onderzoeken of en zo ja op welke manier de vraag naar biobrandstoffen voor de luchtvaart verder ondersteund kan worden. Instrumenten voor Doelstelling C zijn: • In Nederland zorgt het bioticketsysteem dat ook voor de luchtvaart mag worden toegepast dat de brandstofmaatschappijen aan hun Europese bijmengverplichting voldoen. Een bioticket is het bewijs dat een bepaalde hoeveelheid hernieuwbare energie op de markt is gebracht. Deze telt ook voor de biobrandstoffen die worden gebruikt voor de luchtvaart. Het dubbeltellen van de biotickets die zijn gegenereerd door inzet van biobrandstof in de luchtvaart zou de adoptie van biokerosine kunnen bevorderen, aangezien dit het prijsverschil tussen fossiele en biokerosine zou kunnen verkleinen. Hoewel de Renewable Energy Directive er de mogelijkheid toe biedt, hebben niet alle EU lidstaten een handel in biotickets (of andere systemen) voor de luchtvaartsector toegelaten, waardoor in veel andere lidstaten biobrandstoffen in de luchtvaart niet meetellen bij het hernieuwbare-energiedoel. Nederland zou erop in moeten zetten dat biotickets of andere (bijmeng)systemen ook voor de luchtvaart kunnen meetellen voor de bijmengverplichting en dat dit in alle EU lidstaten wordt geïmplementeerd – als een Opt-in, dus geen extra verplichting maar een optie. • Het Europese Emissiehandelssysteem (ETS) stelt biobrandstoffen vrij van emissierechten en verkleint daardoor het prijsverschil tussen conventionele en biobrandstoffen. Het ETS geldt alleen voor emissies van vluchten binnen Europa. Momenteel wordt er in ICAO verband gewerkt aan voorstellen voor een mondiaal market-based measure (een ETS of een offsetsysteem). Nederland zou erop in moeten zetten dat ook in een dergelijk systeem biobrandstoffen voor de luchtvaart op de juiste manier gewaardeerd (vrijgesteld?) worden. • Op dit moment zijn de biotickets en ETS tezamen niet in staat om het prijsverschil tussen biobrandstoffen en conventionele brandstoffen te overbruggen en het voor luchtvaartmaatschappijen aantrekkelijk te maken om op biobrandstoffen te gaan vliegen. Het is niet waarschijnlijk dat de prijzen van emissierechten en biotickets binnen afzienbare tijd op een niveau komen dat het wel het geval zal zijn. Daarom is het van belang om instrumenten te ontwikkelen die de vraag naar biobrandstoffen grootschalig stimuleren. Gelet op de concurrentiepositie van de Nederlandse luchtvaart zal dat tenminste in Europees verband en waar mogelijk in samenwerking met andere geïnteresseerde landen (VS, Brazilië, enz.) moeten gebeuren. De 22

Een koopkrachtige vraag verwijst naar een normale marktsituatie waarin inkomsten in de regel de kosten overtreffen, en waarbij een ontwikkelde markt aanwezig is.


luchtvaarttafel ziet op dit moment nog veel voor- en nadelen aan de verschillende instrumenten, en wil daarom geen concreet instrument aanbevelen zonder een dieper gaande studie. Bovendien is de keuze afhankelijk van de voorkeuren van andere landen. Het verdient aanbeveling dat Nederland aansluit bij andere relevante initiatieven, zoals de Europese Flight Path to Sustainable Biofuels, ACARE werkgroep 3, ICAO Alternative Fuel Task Force, ICAO Committee on Environmental Protection, enzovoort. Mogelijke instrumenten zouden kunnen zijn een heffing op fossiele brandstoffen in combinatie met subsidie voor duurzame biobrandstoffen (hoewel dat juridisch niet eenvoudig zal zijn), bijmengingsverplichtingen op Europese of mondiale schaal (omdat ze op lagere schaal marktverstorend werken), en de toepassing biobrandstoffen als offset in een mondiaal market-based measures. Deze instrumenten kunnen eventueel worden gecombineerd. In de toekomst, na een verkenning van de instrumenten en van de interesse van andere landen zou Nederland zich verder kunnen inspannen voor de ontwikkeling van die instrumenten. • De Nederlandse overheid kan een rol spelen in het verbinden van een aantal belangrijke stakeholders in Nederland en andere vooruitstrevende landen om gezamenlijk een activiteitenplan op te zetten. Wanneer met luchthavens en luchtvaartmaatschappijen uit andere landen wordt samengewerkt kan van elkaar worden geleerd, en activiteiten worden ondernomen zonder dat hierbij de concurrentiepositie van de Nederlandse luchtvaart gevaar loopt. De volgende instrumenten zijn naar mening van de Luchtvaarttafel juist ongewenst: • Op dit moment is een Europese verplichting voor bijmenging van biobrandstoffen ongewenst, omdat er nog onvoldoende zicht is op de impact op de concurrentiepositie en op eventuele internationale repercussies. Naar de mening van de luchtvaarttafel is een Nederlandse verplichting voor bijmenging biobrandstoffen altijd ongewenst, want dat benadeelt de concurrentiepositie van de Nederlandse luchtvaart ten opzichte van directe Europese concurrenten die ook het milieueffect van een dergelijke maatregel teniet kan doen. • Een ander instrument dat niet gewenst is, is een grootschalige subsidie voor toepassing biobrandstoffen. Subsidies hebben bewezen geen stabiel beleidsinstrument te zijn en bovendien zou het beslag op de schatkist in het geval van succes te groot worden.



5. Koppelkansen • Werk toe naar één standaard voor biokerosine en biodiesel, waardoor (a) de schaaleffecten van de klassieke (road) dieselmarkt ook voor de luchtvaart beschikbaar komen, en (b) er een level playing field ontstaat voor de luchtvaart zonder apart fiscaal regime. • Koppel stationaire energieproductie (elektriciteit/warmte) met de productie van chemicaliën/ materialen in geïntegreerde bioraffinage, waardoor het investeringsvolume in beide andere sectoren ook voor de luchtvaart beschikbaar komt, en productiekosten verder verlaagd kunnen worden. • “Groene Groei” dient nadrukkelijker met zowel de andere transportmodaliteiten, andere spelers in de Nederlandse Energie mix en andere sectoren (chemie, materialen/bouw, food & feed) te worden uitgewerkt. Voor eerste impactschattingen zie o.a. Groenboek23, Macroeconomische Verkenning van BBE in Nederland (MEV 2008 en MEV 2014), BE-Basic, Innovatiecontract Bio Based Economy/Bioenergy24. • Trek samen op met de Scheepvaarttafel en de diverse wegtransporttafels, dan wel breder in het (bio)energie en chemieveld, om duidelijkheid in duurzaamheidscriteria te verschaffen. • Zoek synergie en samenwerking in internationaal verband (Europa, VS, Brazilië, etc.)

23 24

Groenboek Energietransitie (Platform Groene Grondstoffen), 2007: http://edepot.wur.nl/177052 Innovatiecontract BBE: zie http://www.biobasedeconomy.nl/2012/01/16/innovatiecontract-biobased-economy/


6. Ontwikkelpaden Schetsmatig kunnen de ontwikkelpaden als in onderstaande Figuur staat worden weergegeven.

Figuur 6.1

Ontwikkelpaden en hun impact op de reductie of compensatie van CO2-emissie.

Belangrijk is daarbij een gevoel te ontwikkelen voor de ordegrote van de ontwikkeling en de bijbehorende economische en klimaatkans, alsmede de bijbehorende omvang van het instrumentarium (innovatie-, investerings- en certificerings/regelgevingsbeleid).

Omvang van de biobased kans Bij de ruwe inschatting van de omvang en daarmee de ontwikkelpaden van de benodigde biobrandstoffen, is de Luchtvaartafel van een aantal expliciete aannames uitgegaan. a. Nederland richt zich op adaptatie van de ATAG-ambities naar de Nederlandse situatie. De ATAG doelstellingen zijn carbon-neutral growth vanaf 2020, en halvering van het GHG-emissie niveau in 2050 ten opzichte van het referentiejaar 2005. b. het referentiescenario voor de wereldwijde en Noord-Europese luchtvaart is afgestemd met << Terug naar inhoud


IATA 25, en is respectievelijk 5% (wereldwijd) en 3% jaarlijkse groei waarvan 1.5% daadwerkelijke groei van het kerosineverbruik en 1.5% jaarlijkse efficiencyverbeteringen door TOI. Daarin zijn reeds de aanzienlijke bedrijfsinspanningen voor zakelijke volumereductie verwerkt. Grootschalige introductie van biokerosine in de fuel-pool van vliegtuigen die in Nederland bunkeren, zal dus gepaard moeten gaan van enerzijds innovatie en investeringen in de biokerosineproductiecapaciteit, maar zeker ook in continue efficiencyverbeteringen door innovatie van en investeringen in technologie, operations en infrastructuur (TOI). c. De huidige (Vandaag of 1G) biokerosine-vormen hebben een brede range van GHGemissiereductieverbeteringen – de Luchtvaarttafel gaat uit van gemiddeld tenminste 35% t.o.v. fossiel. Voor de zich ontwikkelende biokerosines, (Morgen of 2G) wordt aangenomen dat dat tenminste een 80% GHG-emissiereductieverbetering geeft. d. De ambitieuze ATAG-doelstellingen laten betrekkelijk weinig ruimte voor 1G-biokerosines in het eindscenario, daarvoor is hun resterende CO2-emissie veelal te hoog (al zijn er kleinschalige uitzonderingen als gebruikte ‘cooking oil’). Toch zal 1G-biokerosine noodzakelijk zijn om de infrastructuur en biokerosinemarkt op te zetten, om consument en autoriteiten te overtuigen van de veiligheid van biokerosine, certificeringsschema’s uit te werken en testen, en om sourcing/logistiek van biomassa professioneel mogelijk te maken. Daarbij gaat het zowel om de fysieke infrastructuur als de wet- en regelgeving, alsmede betaalbare monitoring/handhaving. Dat betekent dat de 1G-projecten een voldoende lange levensduur moeten hebben om investeerbaar te zijn – de Luchtvaarttafel gaat uit van 15 jaar. e. De ontwikkeling van de biokerosine productiecapaciteit kan als continu stijgend worden gezien, terwijl de praktijk meer schoksgewijze introductie van biokerosinevormen zal laten zien omdat economisch haalbare installaties nu eenmaal bepaalde (grote) capaciteiten zullen hebben. Als ‘startwaarde’ wordt de KLM ambitie genomen (1% duurzame biofuels in 2015 oftewel 30 kton/jaar), en na 2020 wordt aangenomen op basis van punt 3 dat de groei met name uit Morgen (2G) biokerosines zal bestaan. Dat betekent dat in circa 2030 mogelijk de 1G-plants gedesinvesteerd zullen moeten kunnen worden, en dat per 2020 de 2G-opties voldoende volwassen zijn. Deze aannames dienen met de nodige voorzichtigheid gemaakt te worden. Op basis van deze aannames worden de GHG-emissieprofielen geschat over de periode 20152050 uit onderstaande Figuur 6.2. Daarin is de grote bijdrage van gecontinueerde verbeteringen in TOI zichtbaar t.o.v. het ‘no policy change’ referentiescenario. De Figuur laat ook de aanzienlijke daling van fossiele kerosine (van 4 mio ton/jaar in 2015, naar 3.3 in 2030 en 0.7 in 2050) en de grote groei van de cumulatieve (1G + 2G) biokerosines van enkele duizenden tonnen per jaar op dit moment (2014) tot circa 1.8 mio ton in 2030 en 7 mio ton/jaar in 2050.

25

Robert Boyd, IATA (23 mei 2014): “… the actual Europe data. As you are probably aware we forecast world growth at circa 5% with approx. 2% efficiency dividend, meaning 3% real growth in Jet fuel. For Europe the growth is more modest. Medium term real growth is forecast to average approx. 1.5%.”


Figuur 6.2

GHG-emissie scenario’s voor de referentiesituatie (“no policy change”), en het effect van de diverse bijdragen aan het duurzame groei scenario.

Introductie in een nadere beschouwing: startend vanuit enkele duizenden tonnen biokerosine tot aan 2014, betekent de 1%-ambitie (30 kton/jaar) van KLM een aanzienlijke volumegroei. In aannames van het model groeit dat getal elk jaar met 30-40 kton tot circa 154 kton/jaar in 2020 (vergelijkbaar met ruwweg 20% van de huidige Neste Oil plant). Daarna wordt aangenomen dat een van de Morgen-technologieën on-stream kan komen met een vergelijkbare capaciteit (139 kton/jaar; vergelijk- ruwweg 40% van de productiviteit van Abengoa’s bioethanol plant in Port of Rotterdam van 380 kton bioethanol/jaar26). In dit scenario zal daarna jaarlijks een productiviteitsvergroting van 200 à 300 kton per jaar moeten plaatsvinden tot circa 7 Mton/jaar in 2050 (zie Figuur 6.4). Uitgaande van circa 100 M€ investering per 100 kton productiecapaciteit als gemiddeld getal uit de chemische en brandstoffenindustrie (verdubbeling voor solids-handling i.g.v. lignocellulose en andere agro/forestry residuestromen), betekent dit cumulatieve investeringen van 2 miljard € in 2030, oplopend tot 7-14 miljard € in 2050.

26


Feedstock 1.2 Mton/jaar graan, coproductie van DGS (360 kton/jaar) en elektriciteit (400 000 MWh/jaar). Investering 320 M€ in 2009. Zie: http://www.abengoabioenergy.com/web/en/acerca_de/oficinas_e_instalaciones/bioetanol/europa/netherland/. Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 43

Figuur 6.3

Abengoa’s bioethanol plant in het Rotterdamse havencomplex.

Figuur 6.4

Samenstelling van de aviation fuels-pool volgens het op Nederlandse toegepaste internationale (ATAG) scenario. De hobbel rond 2030 wordt veroorzaakt door eventuele 1G disinvesteringen.


De biomassabehoefte in dit scenario voor de 1G-situatie bestaat uit te hydrogeneren plantaardige en andere oliën en zal beperkt blijven tot circa 150 kton/jaar. Dat is relatief klein (5%) ten opzichte van de huidige plantaardige olie-importen in Nederland (circa 3 miljoen ton per jaar). Daarna zal de (2G) biomassabehoefte aanzwellen tot 25 tot 46 miljoen ton per jaar (15% rendement bij huidige ethanol-to-jet en vergelijkbare technologieën tot 28% op basis van het stochiometrische maximum)27. Daarbij moet worden opgemerkt dat de biomassagetallen gebaseerd zijn op ruwe biomassa, maar import waarschijnlijk zal bestaan uit derivaten (pellets, ethanol, suikers of anders). Hierbij is alleen rekening gehouden met de energetische inzet tot biofuels, en niet met de nuttige inzet van de restenergie (elektriciteit of warmte), danwel andere vermarktbare producten uit een bioraffinageproces naar chemie, materialen, food & feed en anderszins. Die massa- en revenuestromen zijn aanzienlijk (zie footnote mbt Abengoa’s voorbeeld), maar vragen een meer integrale analyse. Een en ander valt binnen de bandbreedtes28 van de Macro-economische Verkenning BBE voor Nederland van Platform Groene Grondstoffen (in 2008 uitgevoerd door het Landbouweconomisch Instituut van WUR en het Copernicus Instituut van Universiteit Utrecht). Het kennisconsortium schat een wat nauwer potentieel van beschikbare en duurzame biomassa voor Nederland (dus inclusief import) op 120 – 780 PJ in 2030.

De Luchtvaarttafel wijst op de relatieve onbetrouwbaarheid van dergelijke getallen, zoals bijvoorbeeld onderstreept door de grote verschillen tussen opeenvolgende IPCC-rapporten. Het verdient aanbeveling de beschikbaarheidsgetallen, aangepast voor een Nederlandse situatie (zowel domestic use/import, als in een internationaal coïnvesteringsscenario) nog eens integraal onder een vergrootglas te leggen.

Innovatieprogramma en internationale oriëntatie Het is duidelijk dat de Morgen (2G) aviation biofuels het meerendeel van de reductie in CO2-emissie voor hun rekening moeten nemen, in vergelijking met de Vandaag (1G) jet biobrandstoffen. Gezien hun huidige staat van ontwikkeling is er nog behoefte aan veel ontwikkelwerk, piloting, opschaling van feedstock sourcing (zowel binnenlands als internationaal), productiefaciliteiten en markt/businessmodellen. Omdat er voor Nederland een buitenkans ligt om haar leidende rol op dit gebied uit te buiten, stellen wij voor om een internationaal georiënteerd innovatieprogramma op te zetten om het BioPort Holland concept te consolideren in Nederland en daar buiten. Een dergelijk publiek-privaat programma – mits op voldoende niveau geïnitieerd – kan niet alleen economische kansen verzilveren maar ook een leidende rol spelen in (de professionalisering van) internationale duurzaamheidsstandaards. Het programma zou de volgende onderdelen moeten omvatten: • Enkele goed gekozen internationale pilot projecten (bijvoorbeeld in Amerika – met name Brazilië –, Azië, Afrika en Australië). Gedacht kan worden aan 5 pilot projecten à € 10-12 mio voor 10 jaar; • Consolidatie van BioPort Holland als een sustainable aviation biofuels center of excellence/ institute (€ 20 mio); • Ontwikkeling van een professioneel trading/sourcing systeem voor duurzame biomassa (€ 10 mio).

27

Uitgaande van 15.1 PJ per 1000 kton droge stof (Rabou, Deurwaarder, Elbersen en Scott, Biomassa in de Nederlandse energiehuishouding, PGG, 2006) komt dat overeen met 375-600 PJ/jaar. Dat kan worden gebenchmarkt tegen de totale Nederlandse voedselimporten (en –exporten) van circa 40 Mton/jaar (of circa 600 PJ/jaar). 28 MEV BBE (2008): voor 2030 is de worst case (NatLowTech) cumulatieve biomassabehoefte 200 PJ/jaar oftewel 15 Mton/ jaar, en de best case (InternatHighTech) 1300 PJ/jaar of 90 Mton biomassa/jr. << Terug naar inhoud


Opgeteld zijn de kosten voor dit programma € 80 mio voor 5-10 jaar. Aangezien zo’n ontwikkeling integraal deel zou moeten uitmaken van een duurzame BBE-traject waaronder ook ontwikkelingen in de chemische, agro-, food- en energiesectoren vallen, stellen wij voor om het innovatieprogramma op te lijnen met bewezen publiek-private organisaties op nationaal en regionaal niveau, zoals BE-Basic.29 De eerste stappen om de componenten van een dergelijk programma op te zetten, zijn inmiddels genomen (zie Appendix B).

29

Zie http://www.biobasedeconomy.nl/2014/05/21/bio-innovation-growth-megacluster-big-c-gelanceerd-in-dusseldorf/


Appendices



Appendix A Inschatting van financiële uitdagingen van biokerosineproductie OPEX Een belangrijk deel (60-80%) van de kostprijs van grootschalige producten zoals brandstoffen en bulk chemicaliën betreft grondstoffen. Het overige deel dekt kapitaalskosten (10% capital charge, 10% andere kosten). Daarmee is de (bio)massa opbrengst een cruciale parameter in de kostprijsbepaling (zie Figuur A1). Bij het maken van brandstoffen als kerosine uit energierijke ruwe olie is dat rendement aanzienlijk (>95%), maar voor het produceren van biokerosine uit suikers zijn de rendementen inherent aanzienlijk lager (ruwweg 30% maximaal, en in praktijk nog lager). Bij geschatte suikerkosten van circa $400/ton en een rendement van circa 30%, betekent dat de grondstofchemicaliënkosten dan tenminste $1200/ton zullen bedragen. Daarnaast wordt bij dit rendement circa 70% niet omgezet in producten, hetgeen tot emissies leidt.

Figuur A1

Kosten van grondstoffen voor de productie van biobased materialen en brandstoffen.

Deze situatie staat ook geschetst als scenario (I) in het daarop volgende watervaldiagram (Figuur A2) waarin de cumulatieve revenu staat aangegeven per 3 ton aan lignocellulose feedstock (1/3 lignine en 2/3 fermentables). De uitkomst van scenario (I) wordt afgezet tegen een tweetal geïntegreerde bioraffinage alternatieven: (II), waarbij een deel van de biofuel/intermediate wordt omgezet in chemische producten zoals melkzuur, en (III) waarbij een deel van de geproduceerde CO2 bovendien wordt omgezet in bijv. constructiematerialen. De cumulatieve revenuen in scenario’s II en III zijn aantrekkelijker waarbij de uitstoot per ton product tevens veel lager is.


Figuur A2

Cumulatieve opbrengsten per scenario.

CAPEX Onderstaande biofuels roadmap (Figuur A3) geeft aan welke geprojecteerde technologieontwikkelingen van basaal idee (Basic Science/Discovery) naar investeerbare commerciële fabricage (Systems Solution / Deploy) ook daadwerkelijke behaald wordt. De rode paden betreffen de ontwikkeling van lignocellulosetechnologieën op basis van houtresiduen tot tussenproducten als suikers, en de blauwe paden betreffen de ontwikkeling van geavanceerde (drop-in) synthetische biofuels (bijv. via Synthetische Biologie). De witte ballonnen geven de in 2005 verwachtte stand van technologieontwikkeling aan (in de periode tot aan 2030), en de groene ballonnen zijn gebaseerd op persberichten van industrie en dienen ter benchmarking van de voorspelde technologieontwikkeling. De 3 gele tekstballonnen geven sleutelgetallen rondom aangekondigde lignocellulose-ethanol based investeringen aan voor 2015/16: DSM-Poet (M$ 250 voor 160 ktpa suikers en 100 kpta ethanol), Gran Bio (M$ 147 voor 160 ktpa suikers en 100 kpta ethanol), DuPont ( M$235 voor 200 ktpa suikers, en 100+ ktpa ethanol). Dat resulteert in gemiddeld 100 tot 200 M$ per 100 kton/jr productie capaciteit, of 1 tot 2 miljard USD per mio ton productiecapaciteit. Ter vergelijking: Neste Oil investeerde 670 M€ in haar 800 kton/jr Rotterdamse NExBTL plant (110 M$ / 100 kton/jr productiecapaciteit30. Als wereldwijd 10% van het kerosineverbruik (300 mio ton/jr) uit biokerosine zal bestaan (dus 30 mio ton/jaar), is de geschatte investering 30 mio ton/jr x 1 tot 2 miljard $ investering / mio ton productiecapaciteit = 30 tot 60 miljard $. De meeste technologieën leveren een mix van kerosine en diesel op (zeg 1:1 – 1:5), dus het benodigde investeringsniveau wordt geschat op 30 tot 300 miljard USD wereldwijd. Op dit moment bedragen de Nederlandse olie- en gasimporten en -doorvoeren circa 150 miljoen ton/jaar van een totale 2 miljard ton/jaar aan fossiele brandstoffen oftewel 7.5%. Vertaling van deze positie naar een vergelijkbaar deel van de aankomende biokerosinecapaciteit levert een investeringsmogelijkheid in Nederland van 2 tot 20 miljard USD.

30


Zie http://deltalinqsenergyforum.nl/home_nieuw/opening-biodieselraffinaderij-neste-oil?news_id=130& Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart | 49

Figuur A3

Biofuels Roadmap (BE-Basic, 2005/2012)


Appendix B Netherlands cooperation program proposes research into biofuels 04/04/2014 (translated from http://agencia.fapesp.br/18867) By Fernando Cunha Agência FAPESP – Representatives of the scientific community of Brazil and the Netherlands interested in bioenergy industry and the use of biofuels in aviation participated on Thursday (03/04) in the FAPESP Office in a workshop about the Brazil - Netherlands on Advanced Integral Sustainable Biofuels Systems (BASIS) - programme. The purpose of the meeting was to structure a research and innovation program in the BASIS Programme. The initiative proposes the creation of infrastructure to boost cooperation between the two countries from the existing collaboration between the FAPESP Program for Research on Bioenergy (BIOEN) and BE-Basic Foundation, a public-private consortium composed mainly of Dutch universities, scientific institutions and companies. The BASIS Program is also inspired by the “Flight plan for aviation biofuels in Brazil” – a report prepared by Boeing, Embraer and FAPESP, under the coordination of the State University of Campinas (UNICAMP), released in June 2013. The report indicated ways for Brazil to develop a prominent position in the international market, through research on feedstocks and biofuels production, distribution logistics, appropriate legislation, among others. “FAPESP created the BIOEN program in 2009 because bioenergy and biofuels are two very important for Brazil and for the State of São Paulo, which is the second largest ethanol producer in the world issues,” said Carlos Henrique de Brito Cruz, scientific director of FAPESP at the opening of the workshop. BIOEN today brings together around 400 researchers in bioenergy projects, 60 of them linked to research centers in countries like The Netherlands, UK, France, USA and Denmark, and has partnerships with companies like Braskem, Oxiteno, Microsoft, Boeing and Dedini. Luuk van der Wielen, president of BE- Basic Foundation and coordinator of the workshop stressed the importance of cooperation of the Dutch consortium with FAPESP, signed in 2010. Under the agreement between the two institutions, Dutch and Brazilian researchers investigating the sustainability of ethanol production, the impacts of biofuel production and sustainable soil management in biomass production, among other topics, on selected two projects call for proposals, since 2010. “We are delighted with the support that research in collaboration with FAPESP. BE- Basic now wants to extend this important partnership, which means a good starting point to move forward with the participation of other Dutch and Brazilian organizations” said Van der Wielen. From the Brazilian side, there was participation of Heitor Cantarella, member of the coordination BIOEN Program; Cylon Gonçalves da Silva, a member of the adjunct coordination of Special Programs FAPESP; Francisco Nigro, the Polytechnic School of the University of São Paulo (USP) and coordinator of the report flight plan for aviation biofuels in Brazil; Onofre Andrade, coordinator of research for biofuels Boeing Brazil; Otavio Cavalett, representing the National Laboratory of Science and Technology of Bioethanol (CTBE). From The Netherlands’, industry and BE-Basic side participated Dirk Kronemeijer, CEO of SkyNRG, a Dutch company focused on sustainability in aviation; Al Bryant, vice president of Boeing Research and Technology; Ignaas Caryn, Director of Innovation at KLM, Rob Huyser and Petrouschka Werther, both from the Ministry of Infrastructure and Environment of the Netherlands, and Nico Schiettekatte and Theo Groothuijzen from the Ministry of Economic Affairs of the Netherlands.



Left to right: prof. Carlos Brito de Cruz, scientific director of FAPESP; prof. Luuk van der Wielen, TU Delft and president of BE-Basic Foundation; Dirk Kronemeijer, CEO of SkyNRG; prof. Patricia Osseweijer, TU Delft; prof. Francisco Nigro, Polytechnic School of the University of São Paulo (USP) and coordinator of the report “Flight plan for aviation biofuels in Brazil”.


Appendix C Relevante onderdelen van ‘white paper sustainable jet fuel’ door sky nrg









Deelrapport Brandstofvisie Duurzame Luchtvaart

Recommend Documents