Verantwoord innoveren

MENU
GMO safety
Ammoniakdialoog
Synthetic biology
Adaptive Risk Assessment

Wageningen, 31 maart 2015

In het BioSolar Cells project onderzoekt een aantal kennisinstellingen in Nederland de mogelijkheid van kunstmatige fotosynthese voor de rechtstreekse omzetting van energie uit zonlicht in brandstof. Met de kennis en technieken die nu worden ontwikkeld kunnen in de toekomst twee vliegen in één klap worden geslagen: het broeikasgas CO2 wordt gebruikt als grondstof voor een efficiënte productie van  duurzame energie, zonder een groot beslag te leggen op schaarse middelen als vruchtbare landbouwgrond en zoet water.

Wageningen, 31 maart 2015

In het BioSolar Cells project onderzoekt een aantal kennisinstellingen in Nederland de mogelijkheid van kunstmatige fotosynthese voor de rechtstreekse omzetting van energie uit zonlicht in brandstof. Met de kennis en technieken die nu worden ontwikkeld kunnen in de toekomst twee vliegen in één klap worden geslagen: het broeikasgas CO2 wordt gebruikt als grondstof voor een efficiënte productie van  duurzame energie, zonder een groot beslag te leggen op schaarse middelen als vruchtbare landbouwgrond en zoet water.

 

Duurzame energievoorziening

De Europese Unie streeft naar een volledig duurzame energievoorziening en een op groene grondstoffen gebaseerde economie in 2050. Met bestaande technieken voor duurzame energieproductie (zon, wind, biomassa) voorziet Europa op dit moment in 8% van haar totale energiebehoefte. Dat percentage kan fors omhoog door op grotere schaal (verbeterde versies van) bestaande energietechnieken in te zetten, maar om 100% duurzame energievoorziening te realiseren is meer nodig. In de komende 35 jaar groeit de wereldbevolking door naar een omvang van 9 miljard mensen, waardoor de vraag naar voedsel en andere landbouwproducten voor de industrie sterk zal toenemen. Het areaal vruchtbare landbouwgrond en de hoeveelheid zoet water is beperkt en zal in de eerste plaats ingezet moeten worden voor de productie van voedsel.
 

Nieuwe technieken nodig

We beschikken over een enorme duurzame energiebron: De zon. In 2050 zal de aarde in een uur tijd voldoende energie uit zonlicht opvangen om voor een heel jaar in onze wereldwijde energiebehoefte te voorzien. De vraag is hoe we die energie efficiënt kunnen benutten. Tegelijkertijd moeten we de hoeveelheid CO2 die we uitstoten fors beperken om al te grote klimaatveranderingen tegen te gaan. Dat kan door CO2 te hergebruiken. Alleen de brandstofmarkt is groot genoeg om al deze CO2 –circa 36 miljard ton in 2013- te benutten. Met de huidige technieken lukt het niet om dat op efficiënte wijze te doen. Zo zetten planten, de basis voor biomassa, niet meer dan 0,5 – 1% van de energie uit zonlicht om in brandstof. Om met plantaardig (rest-)materiaal in de Nederlandse energiebehoefte te voorzien zou je een flink deel van Europa moeten vol zetten met energiegewassen. We hebben dus nieuwe technieken nodig die met behulp van zonlicht brandstof maken uit CO2.
 

Rechtstreekse energieconversie met kunstmatige fotosynthese

Brandstof maken uit zonlicht en CO2: Dat is precies wat planten kunnen, dankzij hun vermogen tot fotosynthese. Met hun bladgroen vangen ze de energie in zonlicht op. Vervolgens leggen ze die energie vast in de vorm van suikers. Alleen doen planten dat niet erg efficiënt. Netto legt een plant niet meer dan 0,5 – 1% van de energie uit zonlicht vast. Een deel van de energie wordt niet opgevangen, gaat verloren of wordt gebruikt voor andere zaken dan het maken van suikers. Bovendien moet je die planten oogsten, transporteren en bewerken om er vervolgens brandstof van te maken.

In zogeheten ‘kunstmatige bladeren’ bootsen we het fotosyntheseproces na. We zijn in staat een groter deel van het lichtspectrum te gebruiken dan planten. Bovendien kunnen we, in tegenstelling tot planten, alle ingevangen zonne-energie benutten om met behulp van katalyse water te splitsen in waterstof en zuurstof. In combinatie met CO2 is het ook mogelijk om koolwaterstof-houdende brandstoffen te maken. Daarmee kunnen we met kunstmatige bladeren ook grondstoffen maken voor de chemische industrie.

Op dit moment beschikken we over prototypes die aantonen dat het principe van kunstmatige fotosynthese werkt. We denken dat het technisch mogelijk is om in de komende tien jaar kunstmatige bladeren te ontwikkelen met een energie-efficiëntie van 18-20%.
 

Maatschappelijke betekenis

Naast de wetenschappelijke en technische uitdagingen besteedt BioSolar Cells aandacht aan de maatschappelijke aspecten van dit type innovatie. Kunstmatige bladeren zijn bij uitstek geschikt voor decentrale energieproductie. We kunnen dus kiezen hoe we brandstoffen op basis van kunstmatige fotosynthese integreren in onze economie, waar we ze gaan maken, wie eraan verdient, hoe we ze integreren in de Biobased Economy, wat de risico’s zijn en wie die draagt.

 

Lees meer over Kunstmatig fotosynthese voor de omzetting van zonlicht naar brandstof in de laatste uitgave in de serie groene grondstoffen: http://www.groenegrondstoffen.nl/downloads/Boekjes/19KunstmatigeFotosynthese.pdf. Deze uitgave is verzorgd door deelnemers aan het Nederlandse BioSolar Cells onderzoeksproject: www.biosolarcells.nl

Contact

​​ Kantoor:
+31 (0)343 51 47 61
+31 (0)6 238 68 017

 
Diederichslaan 25
3971 PA Driebergen