DME: Duurzaam gas helpt bedrijven om af te stappen van fossiele brandstoffen

De voordelen van DME

Wanneer DME wordt geproduceerd uit duurzame grondstoffen, hernieuwbare en gerecyclede koolstof, heeft het een aanzienlijk lagere broeikasgasvoetafdruk dan LPG en koolstofrijke fossiele brandstoffen zoals stookolie en steenkool. Het kan alleen worden gebruikt of gemengd met LPG om de uitstoot te verminderen voor woningen, bedrijven en industrie die niet zijn aangesloten op het gasnet. Alleen al in Europa is dat een enorme markt - ongeveer 20 miljoen ton LPG per jaar wordt in Europa gebruikt voor energietoepassingen.

Van fossiel naar circulaire koolstof

Een van de door TNO ontwikkelde technologieën is SEDMES (Sorption Enhanced DME Synthesis) waarmee CO2 en (groene) waterstof in één stap is om te zetten in DME. De CO2 kan direct uit de buitenlucht worden gevangen, of uit biogene reststromen van bedrijven ter plekke worden afgevangen, waarna het met hoge efficiëntie wordt geconverteerd.

De traditionele conversiemethode is beperkt doordat het een evenwichtsreactie betreft. Conversie in één stap is mogelijk maar levert een rendement op van hooguit 10 procent. Doordat in SEDMES tijdens het proces water wordt verwijderd middels adsorptie, wordt een rendement van wel 85% behaald. Het resultaat is een robuust proces in 1 stap, direct een veel zuiverder product en een maximaal rendement. Inmiddels heeft TNO een mobiele pilot unit gebouwd waar de industrie kennis kan maken met de technologie.

Miljard mensen ‘off-grid’

En dat trok de aandacht van Dimeta, een in 2022 opgerichte joint-venture tussen het Nederlandse SHV Energy en UGI International uit de VS. Dimeta heeft tot doel hernieuwbare en gerecyclede dimethylether (DME), als duurzaam vloeibaar gas met een laag koolstofgehalte, op grote schaal te produceren om decarbonisatie te versnellen.

Het bedrijf heeft becijferd dat er wereldwijd een miljard mensen ‘off-grid’ leven, oftewel in woningen die geen gasaansluiting hebben. Ze zijn voor verwarming en koken aangewezen op olie en kolen. In Europa is dat voor afgelegen plekken doorgaans propaan- en butaangas. Verder is DME in allerlei sectoren van het bedrijfsleven die afhankelijk zijn van LPG een alternatief dat tot aanzienlijk minder CO2-uitstoot leidt. Dat geldt ook voor wegtransport.

Samen innoveren

Dimeta en TNO werken samen in verschillende projecten voor het opschalen van duurzame technologieën op industriële schaal en voor de productie van geavanceerde biobrandstoffen en hernieuwbare brandstoffen van niet-biologische oorsprong. Als onderdeel van het BUTTERFLY-consortium, om flexibele, efficiënte en goedkope productie van hernieuwbaar DME en synthetisch aardgas aan te tonen. In het consortium POWEREDom technologie te ontwikkelen voor de productie van DME uit windenergie en andere hernieuwbare energiebronnen.

Belangrijke schakel in decarbonisatie

“SHV Energy en TNO werken al langer samen”, vertelt Lizzie German, Investment and Technology Manager van Dimeta. “Zo vernamen we van de SEDMES-technologie die voor ons als leverancier van DME buitengewoon waardevol is. We streven ernaar in 2027 zo’n 300.000 ton per jaar te produceren. We bouwen een fabriek in het Verenigd Koninkrijk die in 2025 operationeel is en er zijn plannen voor productie in de VS.”

“Er is grote behoefte aan hernieuwbare energie om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen. DME kan daar een belangrijke bijdrage aan leveren door gebruik in huishoudens, agrarische bedrijven, industrie en transport. In Europa is het een schone vervanging voor het veel gebruikte propaan en butaan. Het bedrijfsleven zal de komende jaren werk moeten maken van decarbonisatie en DME is daarin een belangrijke schakel. En de technologieën die TNO ontwikkelt helpen ons op die markt succesvol te zijn.”

Efficiënt en goedkoop

Expert Jan-Willem Könemann van TNO voorziet dat DME de komende jaren een opmars gaat maken, zeker nu is aangetoond dat het efficiënt en relatief goedkoop is te produceren.

“De kern van het verhaal om de klimaatdoelen te halen is steeds zowel het gebruik van duurzame energie als hergebruik van grondstoffen. DME past daar met de SEDMES-technologie heel mooi in. We moeten van fossiel af, maar de vraag is dan hoe we al die producten blijven maken die van oudsher op koolstof zijn gebaseerd. Dan heb je het al snel over de combinatie van CO2 en waterstof.”

Meer toepassingen

“Zo zijn er veel meer producten en toepassingen te bedenken met DME. Het kan diesel en LPG vervangen maar ook dienen als bouwsteen voor tal van waardevolle chemicaliën die nu op fossiel zijn gebaseerd. DME kan verder ontwaterd worden naar ethyleen, een grondstof voor vele materialen die wij in ons dagelijks leven gebruiken. Als we op termijn geen fossiele koolstofbronnen meer hebben voor onze producten moeten we zeker inzetten op CO2 als grondstof voor DME. Bij TNO werken we voortdurend aan het verbeteren van de technologieën die hiervoor nodig zijn”, aldus Jan-Willem Könemann.

Consortium FutureCarbonNL

In de overgang naar een post-fossiele samenleving ontstaat schaarste aan koolstofbronnen voor tal van producten die we dagelijks gebruiken. Doel van FutureCarbonNL, een consortium van bedrijven, ondernemersorganisaties, onderzoeksinstellingen en het ministerie van EZK, is het realiseren van een toonaangevende carbontech-sector in Nederland. Het gaat om het ontwikkelen van conversietechnologieën die CO2 en CO benutten als circulaire grondstof, om met elektriciteit, waterstof of (zon)licht nieuwe producten te maken zoals materialen, brandstoffen of (dier)voeding. TNO is al veel langer bezig met het ontwikkelen van nieuwe technologieën die ertoe bijdragen dat Nederland wereldwijd koploper wordt in Carbon Capture and Utilization (CCU).