Dimethylether, kortweg DME, duikt steeds vaker op als schone brandstof voor koken, vrachtvervoer en industrie. Het is een gas dat bij weinig druk vloeibaar wordt en daardoor lijkt het in gebruik op LPG. Een nieuwe studie in Chemical Engineering Science van Yang en collega’s onderzoekt de levenscyclus van watergebruik en andere milieueffecten bij DME uit maïsstro op basis van vergassing. De onderzoekers vergelijken drie fabriekstypen waar vergassing en opwekking van warmte en stroom samenkomen.
DME is een eenvoudige brandstof die schoon verbrandt. Voor dieselmotoren zijn aanpassingen nodig, maar het roetniveau ligt laag. De gekozen grondstof is maïsstro, het materiaal dat na de oogst op het land achterblijft. Dat maakt uit, want je teelt het niet apart en de druk op land en irrigatie blijft daardoor beperkt. Wel speelt bodemzorg mee. Niet al het stro kan weg. Een deel moet terug naar het veld om organische stof en voedingsstoffen aan te vullen.
Van stro naar brandstof
De route verloopt in stappen. Stro wordt verzameld en gedroogd. Daarna volgt vergassing, bij hoge temperatuur en weinig zuurstof. Het resultaat is een mengsel van gassen. Dat mengsel wordt gezuiverd en daarna in een reactor omgezet naar DME. Elke stap vraagt energie en koeling. Juist daar zit de grootste slok water.
De grootste vraag komt niet van het gewas, maar van de fabriek. Koelsystemen, gasreiniging en stoom leveren de hoofdmoot. Ook telt de herkomst van elektriciteit mee. Als de stroom van een waterintensieve centrale komt, stijgt de indirecte watervoetafdruk. Fabrieken met zuinige koeling en goed hergebruik van warmte laten een duidelijk lagere waterdruk zien.
Resultaten in één oogopslag
De onderzoekers zagen dat configuraties waarin warmte en stroom slim worden gekoppeld en waar weinig zoet water nodig is voor koeling het best presteren. Niet de chemie op zichzelf, maar het ontwerp van de site bepaalt het verschil. In regio’s met veel hernieuwbare elektriciteit valt ook de indirecte watervraag gunstiger uit. De boodschap is nuchter. DME uit reststromen kan zuinig met water omgaan, mits het proces compact en efficiënt is ingericht.
Water wordt schaarser, ook in Europa. Nieuwe brandstoffen worden daarom niet meer alleen beoordeeld op CO₂. Watervraag, luchtkwaliteit en herkomst van de grondstoffen schuiven mee naar voren. Voor DME uit maïsstro geldt dat vooral proceskeuzes de doorslag geven. Droge koeling, gesloten waterkringen en benutting van restwarmte drukken het watergebruik zonder de energieprestatie te schaden.
Wat industrie en beleid nu al doen
Projectontwikkelaars testen installaties met hergebruik van proceswater en koppelen warmte uit de vergasser aan volgende stappen. Beleidsmakers kijken naar normen voor zoetwateronttrekking per ton product en naar prikkels voor circulaire koelsystemen. Daarmee ontstaat een meetlat die verder reikt dan alleen broeikasgassen. Voor regio’s met droogterisico is dat meer dan een detail. Het bepaalt of opschaling van DME maatschappelijk draaglijk is.
Bron onderzoek: Sciencedirect.com
