De kandidaat kan brandstoffen met elkaar vergelijken, voorstellen voor aanpassing(en) beoordelen en redeneren over aspecten van duurzaamheid die daarbij een rol spelen

Sinds 2018 6× de hoofdzaak van een examenvraag, voor het laatst in 2026.

Brandstoffen vergelijken en duurzaamheid

Brandstoffen verschillen in hoeveel CO₂ ze uitstoten per joule energie. Voor het examen moet je die verschillen kunnen uitleggen met de C/H-verhouding en de koolstofkringloop.

De C/H-verhouding is het aantal C-atomen gedeeld door het aantal H-atomen in een brandstof. Je leest de atomen af uit de formule. Hoe lager de verhouding, hoe meer energie er vrijkomt per gram en hoe minder CO₂ er ontstaat per kJ.

Bij verbranding reageert de brandstof met zuurstof. Koolstof wordt CO₂ en waterstof wordt water. Waterstof levert dus energie zonder CO₂, terwijl koolstof wel CO₂ oplevert. Methaan heeft één C-atoom op vier H-atomen, dus een lage verhouding. Stookolie heeft veel meer C-atomen, dus een hogere verhouding.

Bij verbranding ontstaan ook NOx en SO₂. NOx ontstaat vooral uit stikstof uit de lucht. SO₂ ontstaat uit zwavel in de brandstof. Ook deze emissies hoor je bij een duurzaamheidsvergelijking te betrekken.

Bij biobrandstof gaat het om de koolstofkringloop. Planten hebben het CO₂ eerst recent uit de lucht opgenomen. Bij verbranding komt dat CO₂ weer vrij, zonder netto extra CO₂ in de lucht. Bij fossiele brandstof is het CO₂ lang geleden vastgelegd. Dat voegt wel extra CO₂ toe aan de kringloop, en dat versterkt het broeikaseffect.

Bij olieraffinage wordt ruwe olie door gefractioneerde destillatie in fracties gescheiden. Bij kraken worden lange moleculen in kortere moleculen gesplitst.

Onthoud

  • De C/H-verhouding is aantal C-atomen gedeeld door aantal H-atomen.

  • Een lagere C/H-verhouding betekent minder CO₂ per kJ energie.

  • Verbranding levert ook NOx en SO₂ op, die je ook moet meewegen.

  • Biobrandstof voegt geen extra CO₂ toe aan de kringloop, fossiele brandstof wel.

Voorbeeld uit een echt examen

ex2

Welke van de twee stoffen is het duurzaamst, LNG of stookolie? Reken de C/H-verhouding van beide uit.

  1. 1

    LNG is vloeibaar methaan met formule CH₄. Dat zijn 1 C-atoom en 4 H-atomen.

Veelgemaakte fouten

  • Leerlingen delen de H-atomen door de C-atomen. Deel het aantal C-atomen door het aantal H-atomen.

  • Leerlingen denken dat biobrandstof helemaal geen CO₂ uitstoot. Beschrijf liever dat het CO₂ recent uit de lucht is opgenomen en dus de kringloop niet extra belast.

  • Leerlingen vergeten dat ook NOx en SO₂ bij verbranding ontstaan. Noem die emissies naast CO₂ als je duurzaamheid vergelijkt.

Snel checken

Welke stof heeft de laagste C/H-verhouding?

Waarom draagt biobrandstof minder bij aan het versterkt broeikaseffect dan fossiele brandstof?