Ruimtevaart en duurzaamheid hebben meer raakvlakken dan je misschien op het eerste opzicht zou denken. Eerder had ik al onder de noemer ‘Circular Space’ over deze overeenkomst geschreven. In dit artikel wil ik het graag hebben over SpaceX, het commerciële ruimtevaartbedrijf van Elon Musk, én de energietransitie, waar wij in Nederland (maar natuurlijk ook in andere landen) mee te maken hebben. Laten we beginnen met SpaceX.
Eind vorige maand, op 28 September 2019, liet SpaceX directeur Elon Musk in Boca Chica, Texas het eerste Starship prototype aan de wereld zien. Met Starship wil Musk in de toekomst kolonisten naar Mars brengen.
Tijdens de vragenronde na zijn presentatie (zie de youtube hieronder) gaf Musk antwoord op de vraag hoe het gebied er over 10 jaar uit zal zien. Samengevat antwoordde hij dat de stuwstof voor de raketten, vloeibare zuurstof en vloeibaar methaan, lokaal zal worden geproduceerd. Benodigd zijn elektriciteit (heel veel zonnepanelen) en het Sabatier proces om van CO2 (die hij uit de lucht wilt halen) en water de benodigde methaan (CH4) en zuurstof te maken. Hij heeft voor methaan en zuurstof gekozen omdat op de planeet Mars water en CO2 aanwezig zijn zodat het Sabatier proces ook daar zijn werk kan doen. Op de lange termijn voorziet hij een duurzame en hernieuwbare toekomst voor de Aarde en Mars.
Musk is al een tijd met het Starship concept bezig. In 2017 schreef hij een artikel over zijn ideeën om onze samenleving ‘multi planetair’ te maken, inclusief uitleg over het Sabatier proces en schematische tekeningen van wat hij toen nog een ‘interplanetary spaceship’ noemde. Nu, twee jaar later, staat er een prototype dat volgens Musk al snel een testvlucht zal gaan maken. Hij lijkt haast te hebben. In April dit jaar kwam SpaceX al in het nieuws met de testvlucht van een eerder prototype, de Starhopper. Dit prototype had één door vloeibare zuurstof en vloeibare methaan aangedreven Raptor motor. Starship heeft meerdere van deze Raptor motoren.
Ok, leuk allemaal daar in Texas, maar wat heeft dit met de energietransitie te maken? Echt tof dat Musk zo gek is op methaan, maar wij moeten juist van al dat gas af. Inderdaad, methaan is het voornaamste bestanddeel van aardgas. En in 2022 is de gaskraan dicht, dan stroomt er geen aardgas meer uit de Groninger gasvelden. De aardbevingen in Groningen en de schade die dit heeft veroorzaakt zijn de directe aanleiding geweest voor deze toekomstige stop. Ook helpt het in de grond houden van het aardgas natuurlijk mee om de klimaatdoelen te gaan halen. Maar de grote vraag is nu hoe we straks al onze huizen en gebouwen gaan verwarmen en hoe mensen gaan koken?
Een mogelijke oplossing waar tegenwoordig veel over gesproken wordt is elektrificatie. Heb je nu een geiser aangesloten op het gas? Neem dan een elektrische warmtepomp. Het probleem is alleen dat veel oudere huizen eerst goed geïsoleerd moeten worden voor een warmtepomp effect heeft. Een ander probleem met volledige elektrificatie is of het elektriciteitsnetwerk dit, met naast het verwarmen en verkoelen van gebouwen naar verwachting straks ook alle auto’s, wel aan kan. Zijn er nog andere opties?
Jazeker. We zouden het type gas kunnen vervangen en de gasnetwerk infrastructuur kunnen blijven gebruiken. Het type gas waar je tegenwoordig het meest over hoort is waterstof (H2). Door middel van elektrolyse uit zon of windenergie kun je water scheiden in waterstof en zuurstof. In The Green Village in Delft doen de netbeheerders Alliander, Enexis Groep en Stedin op dit moment samen een test met waterstof. In de provincie Groningen, vlakbij Veendam, is een pilotproject gestart van o.a. Gasunie New Energy waar vanuit duurzame bronnen – een zonneweide – waterstof zal worden gemaakt. Ook is er het plan van bedrijven en overheden in Noord Nederland om op grote schaal waterstof te gaan produceren, gebruiken en transporteren. En last but not least, het plan om een energie eiland in de Noordzee aan te leggen waar wind energie omgezet zal worden in waterstof. Leuk al die testen en ideeën, maar gaan we straks koken op waterstof? Volgens Netbeheer Nederland is dat zeker mogelijk: “De leidingen moeten dan wel gecoat worden of iets dergelijks omdat waterstof lichter is dan aardgas. Ook moeten de meters in de huizen van mensen vervangen worden zodat ze deze gassen ook kunnen meten. Daarbij moeten ook apparaten die gas gebruiken (zoals de cv-ketel), geschikt zijn voor gebruik van waterstof of biomethaan.”
Figuur 16 van het artikel Making Humans a Multi-Planetary Species door Elon Musk
Naast elektrificatie en waterstof als vervangend gas, wat kunnen we nog meer doen? Dit brengt ons terug bij SpaceX. Want wat als we alleen de bron van het methaan veranderen, van aardgas naar een hernieuwbare bron? Door elektrolyse verkregen waterstof kun je ook samen met CO2 (uit de lucht) omzetten naar methaan en zuurstof. Dat gaat met hetzelfde Sabatier proces waar Musk over sprak. Straks zouden we dan misschien kunnen koken op ‘circulair methaangas‘.
In Nederland is hier tussen 2014 en 2018 al mee geëxperimenteerd: het Power2Gas project in Rozenburg, Zuid-Holland, waar een appartementencomplex op lokaal geproduceerd synthetisch methaan gas werd aangesloten. Een vervolg project is echter juist weer gericht op waterstof. Op de website van STEDIN staat de reden waarom van synthetisch methaan is afgestapt: “Op dit moment is het synthetische aardgas nog vele malen duurder dan het normale aardgas. Om synthetisch aardgas rendabel te maken, is schaalvergroting noodzakelijk. Deze ontwikkeling willen we overlaten aan de markt.” Top, dat lijkt me geen probleem voor Elon Musk. Met Tesla heeft hij al een markt gecreëerd voor elektrische auto’s. En met de verschillende Tesla Gigafactories die in de maak zijn lijkt me dat hij ook genoeg ideeën heeft over schaalvergroting. Maar nu is dus de vraag, zal Musk met een Power to Methane oplossing de markt op gaan? Mogelijk is SpaceX op dit moment al bezig met het verfijnen van het Sabatier proces. Dit zou een hele mooie ruimtevaart spinoff kunnen worden, zeer bruikbaar binnen de energietransitie, niet alleen voor Nederland. SpaceX heeft zowiezo ‘Aardse’ plannen, ze willen hun beoogde Starship raket ook gaan gebruiken voor supersnelle reizen tussen steden.
Maakt ruimtevaarttechnologie het straks misschien mogelijk om uit wind of zonne energie circulair methaangas voor onze woningen te produceren? Of blijkt dat methaan helemaal niet nodig gaat zijn en we alles met waterstof kunnen gaan doen? Op dit moment is er nog “veel onduidelijkheid over de energietransitie en de alternatieven voor aardgas.” Dus alle nieuwe innovaties zijn lijkt mij welkom, en of ze nou voor Mars of voor de Aarde ontwikkeld zijn, dat maakt niet uit.
Update
Terraform Industries in de VS lijkt met bovenstaande bezig te zijn, het maken van natural gas. Terraformen, toch weer een ruimtevaart gerelateerde naam.