Methaan Beheren – Van Bitcoin Mijnbouw tot Het Maken van Duurzame Kerosine

Methaan Transformeren Van Een Klimaatbombe Naar Een Hulpbron

Methaan (CH₄), het belangrijkste bestanddeel van aardgas, is een broeikasgas (GHG) 28 x krachtiger dan CO2. Dus kunnen methaanemissies de opwarming van de aarde op korte termijn versnellen. Het enige “goede nieuws” is dat het 12 jaar in de atmosfeer blijft in plaats van eeuwen zoals CO2.

Maar zelfs wanneer het uiteindelijk in de bovenste atmosfeer wordt vernietigd, veroorzaakt het nog steeds een broeikaseffect door te transformeren in CO2.

Daarom zijn methaanemissies even, zo niet belangrijker, dan CO2-emissies als het om het klimaat gaat, waardoor het een van de belangrijkste broeikasgassen is.

Bron: EPA

Methaan wordt geproduceerd uit vele bronnen, waarvan er veel direct gekoppeld zijn aan menselijke activiteiten.

De eerste is fossiele brandstof, met lekken van aardgas als primaire bron, maar ook lekken uit kolenmijnen en olievelden.

Een andere is landbouw, die optreedt wanneer organisch materiaal fermenteert in afwezigheid van zuurstof. Dit gebeurt voornamelijk in het spijsverteringsstelsel van herkauwers zoals koeien, schapen en geiten (enterische fermentatie). Het kan echter ook voorkomen in overstroomde rijstvelden en elke stapel organisch materiaal met slechte beluchting.

Ten slotte is een andere grote bron stortplaatsen, vol met begraven organisch materiaal dat afbreekt tot methaan. Afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn een vergelijkbare bron van organisch materiaal die biogas zou produceren als ze ongestoord blijven.

Bron: EPA

Methaan kan een nog groter probleem vormen door “vuurijs”, een vorm van bevroren methaan (methaanhydrat) die voorkomt in de diepe oceaan, evenals methaandeponeringen die in ijs in het Arctic zijn opgesloten.

Klimaatopwarming kan deze natuurlijke voorraden methaan destabiliseren, wat leidt tot meer emissies, meer opwarming, meer destabilisatie, in een catastrofale terugkoppelingslus. We bespraken dit onderwerp in meer detail in “Methaan Beheren Kan Sleutel Zijn Om Klimaatdoelen Te Bereiken – Waar Komt Het Vandaan en Wat Wordt Er Aan Gedaan?”.

Maar dit hoeft niet alleen maar somber te zijn. Methaan is een waardevolle energiebron en een krachtige bron van organisch materiaal die voor industriële doeleinden kan worden gebruikt.

Een recent ontdekte methode zou zelfs kunnen helpen om methaan uit stortplaatsen om te zetten in duurzame vliegtuigbrandstof.

Van Afval Naar Vliegtuigbrandstof

Een belangrijk probleem bij het gebruik van biogas is dat het een van de twee opties vereist:

1. Het bouwen van een uitgebreid pijpleidingsnetwerk om het naar industriële en stedelijke centra te transporteren, zodat het aardgas uit fossiele brandstoffen kan vervangen.
2. Een manier vinden om het ter plaatse te gebruiken.

Deze beperking komt doordat biogas zeer vluchtig is en niet gemakkelijk over lange afstanden in die vorm kan worden vervoerd. Het is een heel andere koolwaterstof met langere ketens (zoals olie) die gemakkelijk in een dichtere vloeibare vorm kunnen worden getransporteerd.

Tegelijkertijd zijn sommige economische sectoren zeer moeilijk te decarboniseren, zoals de luchtvaart, die nog steeds voor 100 % afhankelijk is van vloeibare koolwaterstoffen om een brandstof te leveren die dicht genoeg is om een vlucht aan te drijven.

Het zou dus logisch zijn om biogas van stortplaatsen en afvalwaterzuiveringsinstallaties te verzamelen en om te zetten in waardevolle vliegtuigbrandstof.

We bespraken biogas en hoe het momenteel wordt gebruikt in ons artikel “Koolstofneutraal Biogas – Top 5 Biomethaan Aandelen ”.

Plasma Voor Vliegtuigbrandstofproductie

Onderzoekers van de Universiteit van Sydney, Australië, en de Xi’an Jiaotong Universiteit in China hebben een manier ontdekt om een methode die methaan gebruikt, genaamd atmosferische niet-thermische plasma (NTP), te verbeteren. Een groot voordeel van deze methode is dat het CO2 en methaan kan omzetten in bruikbare koolwaterstoffen bij kamertemperatuur, waardoor de benodigde kapitaal en de complexiteit van het project drastisch worden verlaagd.

Het probleem met NTP is dat het alleen zeer eenvoudige koolwaterstofverbindingen kan produceren, zoals mierenzuur (HCOOH), ethanol (CH3CH2OH), isopropanol (CH3CHOHCH3) en azijnzuur (CH3COOH).

In een wetenschappelijke publicatie getiteld “Long-Chain Hydrocarbons from Nonthermal Plasma-Driven Biogas Upcycling”, gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society, kondigden de onderzoekers aan dat ze meer complexe koolwaterstoffen hebben kunnen genereren met de NTP-methode.

Bron: JACS

Ze ontdekten dat wanneer je NTP toepast op een gasmengsel dat rijk is aan methaan en arm aan CO2, het eindresultaat veel meer complexe koolwaterstoffen bevat. Het levert ook gasvormige producten, voornamelijk syngas (H2 en CO), evenals vloeibare alcoholen en zuren.

Syngas is de primaire grondstof voor bijna de gehele petrochemische industrie. Geoxygeniseerde producten, zoals alcoholen en carbonzuren, kunnen ook worden omgezet in verzadigde lange-keten koolwaterstoffen.

Bron: JACS

Dus kan het grootste deel van het methaan (biogas) uit stortplaatsen worden omgezet in petrochemische grondstoffen en vloeibare lange-keten koolwaterstoffen die worden gebruikt om vliegtuigbrandstof te produceren.

Efficiënt En Groen Proces

Het kersje op de taart is dat door de concentratie van methaan te regelen, de onderzoekers erin slaagden de samenstelling van het eindproduct te beheersen.

Dus kan het proces verder verfijnd worden om precies die koolwaterstof te leveren die we nodig hebben om koolstofneutrale vliegtuigbrandstof uit methaanemissies te produceren.

Omdat NTP een plasma creëert onder atmosferische omstandigheden, vereist het geen warmte of druk. Dit vermindert de energiebehoefte drastisch, wat betekent dat het proces volledig kan worden aangedreven door hernieuwbare energiebronnen.

Einde Van Methaanafval

Deze nieuwe toepassing van plasma om methaan om te zetten in vliegtuigbrandstof is een van de vele innovaties die proberen methaan, dat tot nu toe werd verspild, te benutten.

Een ander voorbeeld van zo’n innovatie is hoe afvalmethaan ook wordt gebruikt om Bitcoin te delven. Dit is vooral relevant voor methaan uit bronnen zoals afgelegen olieputten of kolenmijnen. Dit type methaan wordt meestal verbrand, waardoor de energie verloren gaat en een groot deel van het methaan onverbrand in de atmosfeer terechtkomt.

Dit toont aan hoe kortetermijnkritiek op innovaties, zoals het energieverbruik van Bitcoin en cryptocurrency, of de onmogelijkheid om vliegtuigbrandstof “groen” te maken, vaak kortzichtig is en geen rekening houdt met de mogelijkheid van synergie tussen nieuwe technologieën.

Methaanbenuttingsbedrijven

1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)

Greenlane is gespecialiseerd in biogas-upgrading, ofwel het proces waarbij biogasproductie wordt toegevoegd aan bestaande faciliteiten zoals afvalwaterzuiveringsinstallaties of stortplaatsen. Met 140 wereldwijd geïmplementeerde systemen is het de nummer 1 in de sector.

Bron: Greenlane

Greenlane ligt ver voor zijn concurrenten qua totale volume biogas geproduceerd met zijn apparatuur, zelfs voor industriële giganten zoals Air Liquide. Het is ook het vermelden waard dat, behalve Air Liquide en Wärtsilä (waarbij biogas slechts een klein deel van de totale activiteit is), de grootste concurrenten van Greenlane zoals Prodeval, DMT of Bright biomethane niet beursgenoteerd zijn.

Bron: Greenlane

Het bedrijf biedt 3 verschillende technologieën voor biogasproductie (membranen, waterwas en PSA-Pressure Swing Adsorption), die het beste passen afhankelijk van de lokale omstandigheden en grondstof. Dit maakt het mogelijk verontreinigingen uit het gas te verwijderen, zoals stikstof, CO2, zuurstof of potentieel toxische onzuiverheden.

In september 2023 lanceerde Greenlane een nieuwe productlijn met kant-en-klare ontwerpen voor elke biogasproductiesector (suikerrietresidu, stortplaatsen, mest, enz.).

Het is de enige leverancier die alle 3 oplossingen kan bieden, waardoor het een goede keuze is voor klanten die de best mogelijke technologie voor hun unieke omstandigheden willen toepassen.

Bron: Greenlane

Een belangrijke groeisector voor het bedrijf zal Brazilië zijn (een wereldwijde landbouwmacht), waar recent een overeenkomst is ondertekend om industriële productie op grote schaal op te zetten.

De overeenkomst werd ondertekend met ZEG Biogás, voor 50 % eigendom van VIBRA, voorheen de brandstofdistributie-eenheid van Petrobras, de nationale oliemaatschappij. Het doel is om binnen 5 jaar productie op meer dan 75 locaties te realiseren.

Aangezien het geen producent van biogas is, maar een verkoper van de machines om biogas te produceren, moet Greenlane worden gezien als een “pick and shovel” type aandeel, waarbij de verkoop de snelheid van wereldwijde adoptie van biogasoplossingen weerspiegelt. En het grootste beursgenoteerde aandeel in deze categorie.

Als een bedrijf dat zich specialiseert in technische oplossingen om verzamelen biogas, zou Greenlane sterk moeten profiteren van voortdurende verbeteringen in het monetariseren en benutten van deze bron. Het kan biogas verkrijgen niet alleen uit stortplaatsen, maar ook uit grote landbouwlocaties, waardoor het 2 van de 3 belangrijkste bronnen van methaanemissies kan dekken en nuttig maken.

2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)

BioKraft verkoopt en produceert biogas in Zweden (230 GWh biogas en bioLNG), Noorwegen (155 GWh bioLNG) en Zuid‑Korea (60 GWh gecomprimeerd biogas).

In april 2023 besloot het bedrijf de Duitse markt te betreden met een toekomstige productie van 240 GWh in 2 projecten die gepland zijn om in 2025 te worden afgerond.

Het heeft in totaal 875 GWh biogas en 825 GWh bioLNG aan nieuwe projecten in de pijplijn, gepland om tegen 2025‑2026 te worden voltooid.

Dit zou de huidige productiecapaciteit van 445 GWh verhogen tot 1.200 GWh tegen 2026. Het langetermijndoel van het bedrijf is om tegen 2030 een totaal van 3 TWh (3.000 GWh) te bereiken. Bijna alle nieuwe projecten zullen hun grondstof leveren uit mest en agro‑afval.

Bron: Biokraft

Het bedrijf heeft de afgelopen kwartalen enkele verliezen geleden door lage verkoopprijzen voor stroom en gas, vooral in Scandinavië. Dit maakt het bedrijf gedeeltelijk een gok op een herstel van de Europese gasprijzen.

Deze methaanlevering kan later verder worden benut met plasma voor de productie van vliegtuigbrandstof of syngas, waardoor de winstgevendheid van deze operaties wordt verbeterd.

Gezien de agressieve groeidoelstellingen en de huidige onrendabiliteit, is Biokraft de beste keuze voor beleggers die bereid zijn risico te nemen en te gokken op een ommekeer van het bedrijf, deels dankzij de stap naar de Duitse markt en mogelijk een ommekeer van de EU‑gasmarkt als geheel.