Rijden op LNG is vaak slechter voor het klimaat

Een stille revolutie speelt zich af in het Nederlandse zware transport. De sector stapt over op een nieuwe brandstof: Liquefied Natural Gas. LNG moet het klimaatprobleem helpen oplossen en de weg vrijmaken voor de overstap op biogas. ‘De transitiebrandstof die nu al werkt!’ Maar kloppen die claims? In dit eerste deel van een onderzoeksjournalistieke serie kijken we naar de klimaatwinst van LNG. En die blijkt nogal tegen te vallen.

Terwijl de Groningse gaswinning de gemoederen bezighoudt en minister Kamp het einde van het gastijdperk aankondigt, speelt zich onderhuids een revolutie in de Nederlandse transportsector af. Sinds enkele jaren stimuleert de Nederlandse overheid de introductie van een nieuwe brandstof die in het zware vervoer diesel moet vervangen: LNG. Dit liquefied natural gas is aardgas, een mengsel van voornamelijk methaan en andere restgassen, gekoeld tot het vloeibaar wordt bij -161 graden. Het LNG platform Nederland wil dat in 2050 de helft van de Nederlandse trucks en een derde van de zeeschepen op LNG werkt.

Maar hoe gaan we ooit de klimaatdoelstellingen van Parijs halen, als we fossiele brandstoffen blijven gebruiken? De investeringen in LNG lijken moeilijk te rijmen met de ambitie van minister Kamp om Nederland gasvrij te krijgen. Het LNG Platform spreekt echter van een win-win situatie: LNG is goedkoper dan diesel en zou ook beter voor het milieu zijn. Bovendien kan in de toekomst een overstap worden gemaakt naar duurzaam bio-LNG.

Draagt LNG bij aan een duurzame transportsector? Down to Earth zocht het voor je uit. In dit eerste artikel van een serie: is LNG inderdaad beter voor het klimaat dan diesel?

Green Deal

Auto’s rijden al jaren op gas, zoals LPG en CNG, maar in de Nederlandse transportsector wordt LNG pas sinds een paar jaar gebruikt. Het startschot werd gegeven met de opening van de Gate LNG terminal in Rotterdam in 2011. Dankzij deze terminal kan Nederland grote hoeveelheden LNG importeren en opslaan. In juli 2012 werd de Green Deal: LNG Rijn en Wadden ondertekend. Doel van de overeenkomst – ondertekend door de ministeries van Economische zaken en Infrastructuur & Milieu, de Rotterdamse haven, haar ondernemersvereniging Deltalinqs en de stichtingen Energy Valley en LNG TR&D (LNG technology, research & development): de introductie van LNG in het Nederlandse transport.

De Green Deal moest een klassiek ‘kip-ei probleem’ doorbreken. Een LNG-infrastructuur ontstaat pas wanneer er voldoende vraag is vanuit de vervoerders, maar vervoerders zullen de overstap pas maken wanneer er een infrastructuur is. De Rijksoverheid beloofde zich daarom in te zetten voor gepaste regelgeving, een stabiel investeringsklimaat en onderzoek naar ‘stimulerende – niet fiscale – randvoorwaarden voor een snelle introductie van LNG’.

Nationaal LNG Platform

Om de Green Deal uit te voeren werd het Nationaal LNG Platform opgericht, een publiek-privaat partnerschap waarvan de leden grotendeels uit het bedrijfsleven komen. Samen bestrijken zij de hele gasketen: energiebedrijven als Shell en Engie, truckfabrikanten Volvo en Scania, rederij Anthony Veder, bouwer van tankstations Pitpoint en de drie grootste Nederlandse zeehavens Rotterdam, Amsterdam en Groningen. Verder zijn TNO en CE Delft betrokken voor onderzoek naar de milieu-, veiligheids- en economische aspecten van LNG. Het platform voert regelmatig overleg met liefst vier ministeries: Financiën, Infrastructuur en Milieu, Economische Zaken en Veiligheid & Justitie.

Doelen

LNG krijgt momentum nu steeds meer vervoerders aankondigen over te zullen stappen. Het LNG platform is opgetogen. Met ‘koud en cool’, ‘schoon en duurzaam’ wordt LNG aangeprezen als ‘de transitiebrandstof die nu al werkt!’. Platform-programmamanager Robert Govaers stelt: “Als je van diesel op LNG overschakelt, heb je zo 15 procent CO2-winst te pakken.” Ook wordt LNG geroemd om de lage uitstoot van andere schadelijke stoffen en haar relatief stille motoren.

Wat zegt de wetenschap over deze mooie beloftes?

Emissies

LNG heeft een duidelijk lagere uitstoot van schadelijke stoffen dan diesel. De emissies van stikstof, fijnstof en zwavel ten opzichte van diesel zijn een stuk lager, zeker vergeleken met de stookolie die de scheepvaart gebruikt. Als de lokale luchtkwaliteit het enige milieuprobleem zou zijn, is overstappen op LNG ontegenzeggelijk verstandig. De grotere uitdaging is het tegengaan van klimaatverandering. Hoe presteert LNG dan?

Het LNG Platform noemt 15 procent reductie op de uitstoot van broeikasgassen ten opzichte van diesel. Dat percentage komt uit een rapport dat het TNO in 2013 in opdracht van de ministeries van Economische Zaken en Infrastructuur en Milieu maakte. Om uit te zoeken waarop die berekening is gebaseerd, spraken we met Ruud Verbeek en Richard Smokers van het TNO.

15 procent

Verbeek legt uit dat het aanvankelijke voordeel van gas ontstaat door z’n lagere koolstofgehalte – de ‘koolstofinhoud’ – ten opzichte van diesel. Een groter deel van de energie komt uit waterstof. Hierdoor komt bij ontbranding minder CO2 vrij. “We begonnen met het theoretische voordeel van aardgas in relatie tot diesel, namelijk een 25 procent lagere koolstofinhoud. Vervolgens combineerden we dat met het verwachte lagere rendement van motoren op aardgas in 2020 – 10 procent lager ten opzichte van diesel. Zo kwamen we uit op 15 procent minder broeikasgasuitstoot bij een overstap op LNG.”

Het TNO baseerde zich destijds voor haar berekeningen op dit theoretische model, omdat er nog amper praktijkmetingen waren gedaan. Nu die onderhand wel beschikbaar zijn, blijken de resultaten tegen te vallen. Verbeek: “We hebben de laatste jaren gezien dat het verlies van motorrendement bij LNG in de praktijk schommelt tussen de 20 en 30 procent; veel hoger dan de verwachte 10 procent. Dat betekent dat je de winst precies kwijt bent.”

Methaanslip

Het lagere motorrendement geldt met name voor zogeheten gas-dedicated vrachtwagens, voertuigen die alleen op LNG rijden. Een ander veelgebruikt motortype is een dual fuel, dat een mix van diesel en LNG gebruikt. Het rendement van deze motoren is hoger, maar de economische voordelen zijn lager: de verhouding LNG-diesel, die op dit moment ongeveer 50-50 is, zal flink moeten worden verhoogd ten gunste van LNG om van de lagere LNG-prijs te kunnen profiteren.

Het nadeel van dual fuel motoren is dat er meer onverbrand methaan vrijkomt. Dit wordt ook wel ‘methaanslip’ genoemd, een probleem dat niet alleen in motoren, maar door de hele gasketen speelt. Methaan is zeer krachtig broeikasgas; zelfs een kleine hoeveelheid heeft al een grote klimaatimpact. Methaanlekkage heeft dus een nadelige invloed op de klimaatprestaties van deze motoren.

Methaan

Technische ontwikkeling

Truckfabrikanten zoeken naarstig naar technische oplossingen. Binnenkort verschijnen er motoren op de markt waarbij de problemen van lager rendement, methaanlekkage en de verhouding diesel-LNG deels zijn opgelost. TNO werkt voor de toekomst zelfs aan een LNG-motor met een hoger rendement dan diesel. “Het gaat de goede kant op”, aldus een licht terughoudende Verbeek, “maar het bewijs is er nog niet.” “De grote handicap van LNG”, vult collega-onderzoeker Richard Smokers aan, “is dat je al begint met een relatief laag potentieel van 25 procent om klimaatverandering terug te dringen. Vervolgens moet je daar nog op afdingen. Nieuwe technieken kunnen helpen om dat laatste te beperken. Maar daarnaast telt ook hoe je die technieken gebruikt, bijvoorbeeld in het rijgedrag. In de praktijk hangt het van zoveel factoren af hoeveel voordeel je uiteindelijk overhoudt.” Een eenduidig advies dat LNG beter presteert dan diesel, is volgens Smokers dan ook lastig te geven.

Daar komt bij dat andere voordelen die LNG aanvankelijk had ten opzichte van diesel – lagere uitstoot van fijnstof bijvoorbeeld – dankzij technische ontwikkelingen juist kleiner worden. Dieselauto’s worden steeds schoner, denk aan roetfilters voor dieselmotoren in vrachtwagens of zwavel-scrubbers in scheepsmotoren. De nieuwe Euro VI norm dwingt autofabrikanten om de uitstoot van stoffen als Nox (bekend van het dieselschandaal) drastisch terug te dringen. “Bij een Euro VI vrachtwagen levert LNG eigenlijk geen significante voordelen meer op voor de lokale luchtkwaliteit”, aldus Smokers.

Praktijktesten

Nu LNG al een paar jaar in het wegtransport gebruikt wordt, zijn er niet alleen praktijktesten beschikbaar voor motorrendement, maar ook voor de uitstoot van broeikasgassen. Die proeven laten zien dat het klimaatvoordeel van aardgas in het beste geval beperkt is, en soms zelfs negatief.

Zowel in gas-dedicated als dual fuel vrachtwagens laten TNO-praktijktesten (pdf) slechts een klein voordeel van LNG zien. Een andere praktijkstudie komt van het Low Carbon Vehicle Partnership, dat in opdracht van het Britse ministerie van Transport een meerjarig onderzoek uitvoerde naar LNG in het zware wegverkeer.

Bij meer dan de helft van de geteste combinaties – zeven verschillende motoren op drie verschillende afstanden – scoorden de LNG-trucks slechter op klimaat dan vergelijkbare dieselmotoren. Bij gas dedicated voertuigen komt dit vooral door verschillen in het motorrendement, en of het gaat om korte-, midden- of lange-afstandsvervoer. De grote verschillen bij dual fuel laten zien hoe groot het effect van de methaanlekkage is.

De gasketen

Uitstoot van broeikasgassen beperkt zich niet tot de verbranding in de motor. De hele keten, van gasbel tot uitlaat, draagt bij aan de impact van LNG op het klimaat. In Nederland wordt geen fossiel LNG gemaakt, dus moeten ook de emissies die vrijkomen tijdens het vervoer en de productie elders worden meegeteld. De verschillen tussen de producerende landen zijn dusdanig groot, dat het klimaatvoordeel van LNG zomaar kan omslaan in een nadeel.

Hieronder zie je welke landen in 2015 LNG bij de Gate terminal in Rotterdam hebben aangeleverd, en wat dat aan uitstoot heeft veroorzaakt. De cijfers zijn afkomstig van een studie van Exergia. De verschillen tussen de diverse aanvoerroutes, veroorzaakt door bijvoorbeeld methaanlekkages, zijn aanzienlijk.

Wanneer er Noors LNG in de tank van een vrachtwagen belandt, kan het klimaatvoordeel iets toenemen. Maar bij Algerijns LNG is de uitstoot tijdens productie en vervoer zo hoog, dat een negatieve klimaatimpact vrijwel onvermijdelijk is. In de genoemde TNO-studie uit 2013 is Qatar als uitgangspunt genomen. Mede op basis daarvan werd geconcludeerd dat LNG potentieel 15 procent reductie teweeg zou brengen, vergeleken met diesel. In de praktijk wordt echter ook het milieubelastender Algerijnse LNG ingevoerd en gebruikt.

Het is niet duidelijk welk LNG uiteindelijk in een schip of truck belandt. Ook bestaan er geen mechanismen om gasleveranciers of eindgebruikers te laten kiezen voor de meest klimaatvriendelijke aanvoerroute.

Methaanlekkage onderschat

Het probleem van methaanlekkage is volgens Roland Kupers jarenlang onderschat. Kupers is voormalig vice-president van Shell LNG en werkt nu als consultant voor onder andere het Environmental Defense Fund. “Toen ik bij Shell de LNG-business leidde, werd er vooral gelet op CO2 -emissies en naar olielekkages gekeken. Maar bij methaanemissies dachten we altijd: ‘Dat is onder controle’.”

Die instelling is aan het veranderen, meldt Kupers. Langzaamaan wordt de werkelijke omvang van het probleem duidelijk, al lopen de schattingen nog steeds sterk uiteen. Zo zette de Britse organisatie Carbon Brief een overzicht van een tiental studies over methaanlekkage op haar site. In deze onderzoeken varieert de gemeten methaanlekkage van 1 tot 9 procent van de totaal geproduceerde hoeveelheid gas. Die enorme verschillen laten zien dat het wetenschappelijk onderzoek naar methaanlekkage nog in de kinderschoenen staat. De metingen worden vaak op maar één of een paar locaties uitgevoerd, waarbij ook nog eens verschillende meetmethodes worden gebruikt. Het generaliseren van de meetresultaten is dus zeer problematisch.

Maar dát methaanlekkage tijdens de productie van olie en gas een serieus probleem is, wordt tegenwoordig door vrijwel niemand meer betwijfeld. De Amerikaanse Rhodium Group bracht de wereldwijde uitstoot van methaan door de gas- en olie-industrie in kaart, op basis van de officiële data die door individuele landen aan de VN worden gerapporteerd. Deze NGO berekende dat gemiddeld 3 procent van de totale wereldwijde gas- en olieproductie vrijkomt in de vorm van methaan.

Dat lijkt weinig, maar de broeikaskracht van methaan is groot. De genoemde 3 procent methaanlekkage staat, gerekend over 100 jaar, gelijk aan 8 keer de totale (!) CO2-uitstoot van Nederland in 2015. En deze uitstoot zal volgens het rapport groeien naarmate de gasproductie de komende decennia verder uitdijt.

Engelse sleutel

Ondanks de verontrustende methaanlekkage-cijfers over de keten noemt Kupers dit toch “een van de weinige goed-nieuwsverhalen in de hele klimaatdiscussie”. Kupers: “Het probleem is weliswaar veel groter dan we dachten, maar het is makkelijk op te lossen.” De oplossingen die Kupers aandraagt liggen inderdaad nogal voor de hand: pijpkleppen die open blijven staan repareren, lekkende pakkingen vervangen. “Heel low-tech allemaal. Zowat de helft van de lekken kun je bij wijze van spreken met een Engelse sleutel voorkomen.”

Een van de initiatieven op dit praktische vlak is het Olie en Gas Methaan Partnerschap (OGMP) van de Climate Clean Air Coalition (CCAC). De CCAC valt onder het milieuprogramma van de Verenigde Naties en is een samenwerkingsverband tussen de industrie en organisaties als het Environmental Defense Fund. Het idee is dat gas- en oliebedrijven op vrijwillige basis hun productieketen nalopen op methaanlekkage, en vervolgens aantonen dat ze de gevonden lekkages hebben gerepareerd. De CCAC is in 2014 gestart en volgens Kupers relatief succesvol. “Er zijn nu tien leden die gemiddeld een kwart van hun assets ter controle hebben ingebracht. Samen zijn ze goed voor circa 15 procent van de wereldwijde gasproductie. Dat is een mooi begin.”

De uitvoering van deze ogenschijnlijk simpele oplossing kent echter de nodige haken en ogen. Het is onwaarschijnlijk dat overal op vrijwillige basis controles en reparaties zullen worden uitgevoerd. Voor het afdwingen daarvan moeten internationale leiders een akkoord bereiken, en dat kan jaren duren. In de Verenigde Staten wordt de klok wat dat betreft zelfs teruggedraaid. Gasbedrijven hoeven sinds het aantreden van president Trump niet langer te rapporteren hoeveel methaan er vrijkomt, iets dat onder de voorgaande regering van Obama nog wel verplicht was.

Bio-LNG en overheidsstimulering

Dat de aanpak van methaanlekkage technisch mogelijk en zelfs gemakkelijk is, biedt zodoende geen garantie voor een oplossing. In de tussentijd neemt de uitstoot van methaan nog altijd toe. Het klimaatvoordeel van LNG lijkt dus alles behalve gegarandeerd. Daarom zet het LNG platform in op de toekomstige vervanging van fossiel LNG door biologisch LNG.

In de volgende artikelen graven we verder in de LNG-industrie. We kijken daar of bio-LNG het gedroomde eindstation van een duurzame transportsector is, en hoe de Nederlandse overheid de introductie van LNG subsidieert

Dit onderzoek is uitgevoerd door Platform Authentieke Journalistiek in opdracht van Down to Earth en gepubliceerd in samenwerking met platform voor onderzoeksjournalistiek Follow the Money.