Electrisch vliegen,
in je dromen

Vliegen met elektromotoren of biobrandstof is voorlopig niet aan de orde, schrijft Warna Oosterbaan. Er is maar één conclusie: om de CO2uitstoot terug te dringen, moet er minder gevlogen worden.

’Vliegen is goedkoper dan U denkt’. Met die slagzin adverteerde de KLM in de jaren vijftig. Een retourtje Istanbul kostte 1.037 gulden in 1957. Omgerekend naar het huidige prijspeil is dat ongeveer 3.300 euro.
    Je vliegt nu al voor honderdvijftig euro heen en weer naar die stad. De vlucht werd dus bijna vijfentwintig keer goedkoper. Als gevolg van de liberalisering van het luchtruim, het optreden van prijsvechters als Ryanair en easyJet en goedkope vliegtuigbrandstof vlieg je voor een spotprijs overal heen.
    En dat doen mensen ook. In 1960 werden er wereldwijd ongeveer 100 miljoen vliegtickets verkocht. In 1990 waren dat er meer dan 1 miljard, in 2018 waren het er naar schatting 4,5 miljard. Die snel groeiende belangstelling voor alle uithoeken van de planeet droeg flink bij aan de vorming van broeikasgassen. Het aandeel van de luchtvaart in de wereldwijde uitstoot van CO2 wordt algemeen geschat op minimaal twee procent. Maar terwijl de uitstoot in vrijwel alle andere sectoren afneemt, blijft die in de luchtvaart stijgen.
    Dat kan natuurlijk niet, dat beseft de luchtvaartsector zelf ook. Maar de plannen die de sector heeft gemaakt voor het terugdringen van de uitstoot schieten hopeloos tekort. En het verontrustende is dat de wereld het aan diezelfde sector heeft toevertrouwd om dat probleem op te lossen.
    Wat is het probleem en welke oplossingen zijn er bedacht? De CO2-uitstoot is het bekendste, maar niet het enige schadelijke product van het vliegen. De straalmotoren produceren ook waterdamp. Die condenseert rond de eveneens uitgestoten roetdeeltjes en die condenssporen kunnen uitgroeien tot wolken – op een heldere dag is het vaak met het blote oog te zien. Die wolken leiden op hun beurt weer tot versterking van het broeikaseffect. Verder komen er stikstofoxiden, zwaveldeeltjes en koolwaterstoffen in de hogere luchtlagen. Allemaal schadelijke stoffen, die een broeikaseffect hebben dat volgens de meeste deskundigen tenminste gelijk is aan dat van CO2.
    Omdat de verkoop van vliegtickets met zo’n 5 procent per jaar stijgt, is een afname van die emissies voorlopig niet te verwachten. Vliegtuigen gaan minimaal vijfentwintig jaar mee en ook al zou er nu een revolutionair nieuw type met de helft van de huidige uitstoot op de markt komen, dan nog zou het lang duren voordat dat zijn effect op de totale vliegemissies heeft. Volgens de International Civil Aviation Organization (ICAO), een VN-organisatie, zullen de emissies stijgen met zo’n 3 à 4 procent per jaar. Bij de huidige groei heeft de luchtvaart in 2050 zijn uitstoot verzevenvoudigd in vergelijking met 2005.
    Dat cijfer staat op gespannen voet met het wereldwijde voornemen de emissies van broeikasgassen terug te dringen. Tijdens de klimaatconferentie in Parijs, nu ruim drie jaar geleden, is afgesproken dat de luchtvaartsector in samenwerking met de ICAO zelf plannen gaat maken om de CO2-uitstoot terug te dringen. Het meest recente plan is gericht op compensatie van de CO2-uitstoot en heet CORSIA. Het moet in 2021 ingaan. De redenering is als volgt: bebossingsprojecten en bijvoorbeeld installaties voor de vergisting van bio-afval kunnen CO2 opnemen of de uitstoot van CO2 vermijden. Als de luchtvaartsector die projecten betaalt, kun je die vermindering aan de luchtvaart toerekenen.

Op papier is het een mooi plan, maar de praktijk kent vele problemen. Zo is deelname vrijwillig, en doet bijvoorbeeld China niet mee. Ook bestaat er veel twijfel over de effectiviteit van die compensatieprojecten. Het gevaar is dat projecten dubbel geteld worden: een bosproject dat er toch al zou komen, of dat door meer partijen geclaimd wordt. Nog fundamenteler is dat je met compensatie de voortdurende toename van het luchtverkeer niet kunt bijhouden. Dat moet je grondiger aanpakken, beseft ook de luchtvaartsector. De ICAO heeft al in 2009 een roadmap voor het terugdringen van schadelijke emissies opgesteld. Vliegtuigen moeten elk jaar 1,5 procent zuiniger worden, vanaf 2020 mag de uitstoot niet meer stijgen en in 2050 moet de uitstoot met 50 procent zijn teruggedrongen ten opzichte van 2005. Een monumentale opdracht, gezien het feit dat met de huidige groeicijfers de emissies verzevenvoudigen. Toch kan ook volgens de IATA, de organisatie waarbij alle luchtvaartmaatschappijen zijn aangesloten, met nieuwe technologie en nieuwe brandstoffen dat doel bereikt worden.
    
Ook verbeterde procedures om het vliegverkeer af te handelen, zouden kunnen helpen. Is dat zo? Kunnen vliegtuigen bijvoorbeeld zuiniger worden? Ja, dat kan, maar de marges worden steeds kleiner. Straalmotoren zijn in de afgelopen decennia sterk verbeterd, vliegtuigen zijn lichter geworden, aerodynamisch beter gevormd en het resultaat is dat een vliegtuig op middellange afstanden geen slecht figuur slaat. Zeker niet als het een tjokvol toestel van een prijsvechter is, waar de passagiers het met een minimum aan beenruimte moeten doen. Op een traject als Amsterdam-Malaga is de uitstoot per passagier dan ongeveer zo groot als een traditionele auto met twee inzittenden. En voor transatlantisch verkeer is het vliegtuig de ongeslagen kampioen; cruiseschepen hebben al gauw een zeven keer zo hoge uitstoot per passagier-kilometer. Maar veel zuiniger wordt het vliegen niet, een procent of wat efficiencyverbetering per jaar, meer zit er niet in. Veel te weinig om de toename van het vliegverkeer het hoofd te bieden.

Kunnen vliegtuigen elektrisch worden? Ja, in principe kan dat. Vliegtuigen met propellers die door elektromotoren worden aangedreven hebben zelfs vele voordelen. Om te beginnen is de uitstoot tijdens het vliegen nihil. Weliswaar moet de elektriciteit waarmee de accu’s worden geladen eerst opgewekt worden, maar als dat met zon- of waterkracht gebeurt, is er zeer weinig uitstoot. Verder: elektromotoren gaan veel zuiniger met energie om dan straalmotoren. Nog een pluspunt: ze zijn veel stiller.
    Dus waarom wordt het vliegtuigpark niet geëlektrificeerd? Daar is een goede reden voor: elektrisch vliegen is de komende decennia voor verkeersvliegtuigen onmogelijk. De belangrijkste oorzaak daarvoor zijn de accu’s waarin de elektriciteit wordt opgeslagen. Die zijn te zwaar. Als je de hoeveelheid energie die in één kilo kerosine zit uit een accu wilt halen, heb je een accu nodig die minimaal 50 kilo weegt. Een Boeing 747 kan meer dan zijn eigen gewicht aan kerosine inladen: 190.000 kilo (bijna 240.000 liter). Als je dezelfde hoeveelheid energie in accu’s wilt meenemen, vergt dat een monsteraccu van bijna 10 miljoen kilo. Omdat elektromotoren efficiënter zijn dan straalmotoren kun je bij een geëlektrificeerde 747 met een accu van iets minder gewicht volstaan, maar ook dat vliegtuig zou al in de fabriekshal door zijn landingsgestel zakken en om zo’n contraptie de lucht in te krijgen zou je motoren nodig hebben die weer vele malen sterker zijn, die weer grotere accu’s vergen, etcetera.
    Niettemin, er zijn kleine vliegtuigen, lesvliegtuigjes bijvoorbeeld, die een beperkte actieradius hebben en elektrisch vliegen. En Noorwegen heeft aangekondigd dat in 2040 alle korte binnenlandse vluchten elektrisch moeten zijn. De vliegtuigen die dat moeten verwezenlijken, zijn er nog niet.

Kansrijker zijn hybride vliegtuigen, waarin start, landing en taxiën elektrisch kunnen worden afgewikkeld. Daarbij wordt bij de traditionele techniek niet alleen veel energie gebruikt, het is ook lawaaiig. In hybride vliegtuigen levert een accu de energie voor de elektrische propellers, en als die is uitgeput, drijft een op kerosine werkende turbine een generator aan die de stroomleverantie overneemt. Er zijn in de VS plannen voor kleine hybride vliegtuigen, voor binnenlands verkeer, die over een jaar of vier op de markt kunnen komen. Maar ook deze toestellen zullen de toename van de uitstoot geen halt kunnen toeroepen. En hoe zit het met de alternatieve brandstoffen? In de ICAO-roadmap wordt daarvan het meest verwacht, vooral van bio-kerosine. Dat wordt gewonnen uit plantaardige bronnen, en als je steeds voor nieuwe aanplant zorgt, heb je een duurzame brandstof, want de nieuwe aanplant neemt CO2 uit de omgeving op en die kun je weer van de vliegtuig-uitstoot aftrekken.
Maar biobrandstoffen hebben na aanvankelijk enthousiasme veel aan geloofwaardigheid ingeboet. Grootschalige projecten voor biobrandstoffen, waarbij regenwoud werd gekapt om plaats te maken voor bijvoorbeeld palmolie, leidden juist tot meer CO2-uitstoot. In andere projecten verdringt de teelt van gewassen voor biobrandstof de voedselproductie.
    Daarom wordt nu gesproken over een tweede generatie bio-brandstof, die deze bezwaren niet heeft. Te denken valt aan de bewerking van houtachtig afval en andere restproducten. Hoewel met deze processen op verschillende plaatsen succesvol is geëxperimenteerd en er brandstof kan worden geproduceerd die klaar is voor gebruik, zijn de kosten zo hoog en de geproduceerde hoeveelheden zo klein dat commercieel gebruik voorlopig ver weg is.
    Met de goedkope en overvloedig aanwezige vliegtuigkerosine valt niet te concurreren. Bovendien heeft ook biobrandstof het probleem van de uitstoot die niet tot de CO2-emissie behoort: deeltjes, waterdamp, stikstofoxiden. En dan is er tot slot nóg een complicatie: er zijn meer partijen die hun CO2-probleem met biobrandstoffen of biomassa willen oplossen, elektriciteitscentrales bijvoorbeeld. Ook dat beperkt het aanbod.
    Dan resteren nog twee opties. Ze worden door de meeste experts als de beste oplossingen gezien. De eerste is volledig synthetische brandstof, in de fabriek gemaakt uit waterstof en CO2. Dan heb je dus een klimaatneutrale brandstof, vooral als je de CO2 uit de lucht haalt. Je kunt hem ook meteen in straalmotoren gebruiken: drop-in fuel. Het probleem is dat voor de grootschalige productie van waterstof veel elektrische energie vereist is. Maar als die met zon of wind wordt opgewekt, kan het in principe werken – al blijf je ook hier kampen met de uitstoot van andere stoffen dan CO2. En dan zijn er de kosten: synthetische vliegtuigbrandstof kost drie tot zes keer zoveel als kerosine en er is geen vliegtuigmaatschappij die bereid is zichzelf uit de markt te prijzen. 
    Tenslotte is er nog waterstof. Waterstof kan direct als brandstof voor een aangepast type straalmotor worden gebruikt. Een betere methode is de waterstof naar een brandstofcel te voeren, een apparaat dat waterstof omzet in elektriciteit. Elektromotoren met propellers doen de rest. Je hebt dan een elektrisch vliegtuig zonder loodzware accu’s. Waterstof heeft wel weer andere problemen: het moet in speciale tanks en bij zeer lage temperatuur in vloeibare vorm worden meegenomen. Er zijn enkele proefprojecten gaande, maar alles staat nog in de kinderschoenen.

Laten we de balans opmaken. Compensatieprogramma’s zijn oncontroleerbaar, verantwoorde biobrandstof is er niet genoeg, elektrisch vliegen is voorlopig onmogelijk en vliegen met synthetische brandstof of met waterstof te duur en te ver weg. Toch blijft de luchtvaart groeien met 4 à 5 procent per jaar.
    Je vraagt je af: waar is plan B?
Dat is er niet. Er is niemand die een plausibel scenario kan bedenken waarin met de huidige groeicijfers de uitstoot op tijd naar beneden kan. Daarom kan een verstandig mens maar tot één conclusie komen: de groeicijfers moeten krimpcijfers worden.
    Daar zijn wél allerlei mogelijkheden voor. De vliegtaks van 7 euro voor elk ticket die het kabinet in 2021 wil invoeren, behoort daar natuurlijk niet toe. Het is een bedrag dat de passagiers zonder morren zullen neerleggen. Als het al zover komt; waarschijnlijk gaan de vlietuigmaatschappijen die belasting betalen. Meer effect is te verwachten van een verhoging van de zeer lage prijs van vliegtuigkerosine, nu ongeveer 45 cent per liter. Dat kan met accijnzen, omzetbelasting of een koolstofheffing – allemaal opcenten waarvan de luchtvaartsector is vrijgesteld. Dat zal tot gevolg hebben dat de prijs van de tickets flink stijgt, en dat leidt tot minder passagiers en minder vluchten.
    Dat is helemaal niet erg, vooral pretreizigers zullen dan thuisblijven. Amsterdam, Venetië en Barcelona worden weer bewoonbaar en Schiphol hoeft eindelijk niet meer uit te breiden. Ook zullen in een dergelijk scenario de kansen voor alternatieve brandstoffen flink stijgen. Net als de kansen voor langeafstandstreinen.
    Dat zou een begin zijn. Maar het is waarschijnlijk niet genoeg. De overheden moeten gaan inzien dat de enige oplossing is dat het vliegen wordt gereguleerd en dat er aan de emissies dwingende eisen worden gesteld. En dat je het niet aan de luchtvaartsector moet overlaten om dat te regelen.