Wat is syngas of synthesegas?

Syngas of synthesegas is een gasmengsel dat bestaat uit waterstofgas en koolstofmonoxide, het wordt verkregen doormiddel van een speciaal vergassingsproductieproces. Door steenkool of biomassa te vergassen komt dit syngas vrij. Dit gas is duurzaam omdat het geproduceerd kan worden in tegenstelling tot aardgas dat een fossiele brandstof is. In Amerika past men het Transport Integrated Gassification (TRIG) toe als proces om syngas te verkrijgen. Tijdens dit proces kan men bij een lagere temperatuur vergassen.

Fischer-Tropsch-proces
Doormiddel van het Fischer-Tropsch-proces kunnen uit syngas synthetische koolwaterstoffen worden geproduceerd. Het Fischer-Tropsch-proces werd in het verleden door Duitsland in de Tweede Wereldoorlog gebruikt om motorbrandstoffen te maken. In de Tweede Wereldoorlog had Duitsland te maken met een tekort aan olie. Daarom moest men naar andere brandstoffen zoeken. Zo is het Fischer-Tropsch-proces in de jaren twintig in de crisisjaren voor de Tweede Wereldoorlog ontstaan.

Tijdens het proces wordt koolstofhoudende brandstof, zoals steenkolen, zuurstofarm verbrand waarbij ijzer als katalysator wordt gebruikt. Door deze partiële oxidatie ontstaat koolmonoxide. Door het toevoegen van stoom aan dit proces en het transporteren van het gas langs de ijzer-katalysator ontstaat er, als men het eindproduct zuivert, een gasmengsel van koolmonoxide en waterstof synthesegas. Dit gas wordt ook wel syngas genoemd. Het proces noemt men ook wel reforming of de methaan-stoom-gasreactie.

Steenkooldiesel
Syngas is dus een synthesegas, een kunstmatig geproduceerd brandbaar gas. Hieruit kunnen synthetische koolwaterstoffen geproduceerd worden. Deze stoffen vormen de basis van steenkooldiesel en andere producten. Er zijn nog verschillende andere mogelijkheden die doormiddel van het Fischer-Tropsch-proces onderzocht kunnen worden. Er wordt bijvoorbeeld nog onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om uit water (H2O) en CO2 met behulp van zonne-energie brandstof te maken doormiddel van de Fischer-Tropsch methode. Op die manier kan men op een duurzame manier brandstoffen verkrijgen.

Door CO2 opnieuw te gebruiken kan men de CO2 emissie beperken al zal bij het verbranden van de brandstof altijd opnieuw CO2 vrij komen. Dat zou men kunnen oplossen door CO2 af te vangen. Ook het afvangen van CO2 is een proces dat nader onderzocht wordt. De vraag is dan natuurlijk wat men met het opgevangen CO2 moet doen. Als deze CO2 weer in combinatie met water doormiddel van de Fischer-Tropsch tot nieuwe brandstoffen zou kunnen worden verwerkt is men effectief bezig met het recyclen van CO2 en maakt men forse stappen in een circulaire economie.

Wat is steenkooldiesel?

Steenkooldiesel is een dieselolie dat men heeft gewonnen uit steenkolen. Hierbij wordt een chemisch proces toegepast. Er bestaan twee verschillende chemische processen die men hiervoor kan hanteren dit zijn:

  • Fischer-Tropschprocédé
  • liquefactie

Bovengenoemde methodes zijn in onderstaande alinea’s verder omschreven en toegelicht.

Fischer-Tropschprocédé
Het Fischer-Tropschprocédé is in de jaren ’20 van de 20e eeuw ontwikkeld door de Duitse geleerden Fischer en Tropsch. Tijdens dit proces wordt een gasmengsel van koolstofmonoxide (CO) en waterstof (H2) omgezet in een vloeibare brandstof. Bij dit proces wordt ijzer als katalysator gebruikt. Het resultaat van het Fischer-Tropschprocédé is ongeveer 75 procent steenkooldiesel en het overige deel is nafta. De steenkooldiesel die door middel van dit proces vervaardigd is heeft een hoge kwaliteit. Er zijn bijna geen zwavel en andere verontreinigingen in dit dieselmengsel aanwezig.

Liquefactie 
Als men steenkooldiesel doormiddel van liquefactie wil winnen is de kwaliteit veel lager dan steenkooldiesel dat doormiddel van Fischer-Tropschprocédé vervaardigd is. Het cetaangetal van deze diesel is echter zeer hoog. Dat maakt deze brandstof niet geschikt voor de meestal dieselmotoren. Een hoog cetaangetal maakt duidelijk dat het dieselmengsel zeer snel tot zelfontbranding komt. Deze zelfontbranding moet echter wel passen bij de dieselmotoren. Een te hoog cetaangetal zorgt er voor dat het dieselmengsel voortijdig tot detonatie komt en dat is ook niet goed voor de zuigerslagen die de dieselmotor maakt. Daarom worden aan deze steenkooldiesel andere mengsels toegevoegd. In bijgemengde vorm kan deze diesel wel gebruikt worden in dieselmotoren.