27-05-2018 01:13:17

På Island laver de fremtidens brændstof af vand, CO2 og elektricitet

Grøn energi: Den grønne omstilling minder om et komplekst vejsystem, hvor mange indgående veje fletter ind på en større motorvej, der leder mod et fjernere mål. I en af banerne på denne ’grønne’ motorvej vil man køre på flydende brændstoffer i en forbrændingsmotor i mange år fremover. Derfor har islændinge og den kinesiske bilproducent Geely investeret i CO2-neutral metanolproduktion
Ajourført den 11. jan. 2018 Af Michael Jensen - Michael Jensen
<p><em>Metanolbiler fra den kinesiske bilproducent Geely, som tester køretøjerne i Island med henblik på en senere lancering på de europæiske markeder. Foto: Geely</em></p>

Metanolbiler fra den kinesiske bilproducent Geely, som tester køretøjerne i Island med henblik på en senere lancering på de europæiske markeder. Foto: Geely

Skal man dømme efter artikler og indslag i de fleste medier i dag, kommer vi alle til at køre i brint- eller elbiler inden for de næste 20 til 30 år. Det kan blive sådan men man bør tænke på, at der er næsten 1,5 milliarder køretøjer i verden i dag som stort set alle er forsynet med en konventionel forbrændingsmotor.

For at denne enorme bilpark kan køre, er der opbygget en massiv infrastruktur til brændstofforsyning og et gigantisk distributionsnet for reservedele samt et utal af mekaniske værksteder. De investeringer kommer ikke til at forsvinde på 10 år for at blive erstattet af ladestandere og brint-tankstationer, ligesom de hundredtusindvis af værksteder heller ikke pludselig kan reparere el- og brintbiler.

En meningsfuld prognose for udfasningen af den konventionelle bil og lastbil er nok i omegnen af 20 til 40 år. Men skal vi for enhver pris smide forbrændingsmotoren og mere end 100 års ingeniørudvikling på lossepladsen for at beskytte vores klima og undgå luftforurening?

Hidtidige forsøg med renere brændstoffer

De seneste årtier har man søgt at gøre de kulbrintebaserede brændstoffer, vi bruger i vores biler, ”renere” og klimavenligere ved at tilsætte biobrændstoffer som bio-ætanol og biodiesel til de konventionelle fossile brændstoffer.

I nogle lande som fx Sverige har man endda haft brændstofblandinger med op til 85% biologiske brændstoffer, den såkaldte E85. Saab førte en overgang i udviklingen af biler som var optimeret til denne brændstofblanding.

Problemet med E85 er ætanolen, som dels skal transporteres over lange afstande fra Brasilien eller USA, hvor de producerer ætanol på basis af sukkerrør eller majs. Dels er problemet, at det ikke er så ”grønt” endda at producere ætanol på denne måde, og at det er en særdeles energikrævende proces fra plantefrø til den klare 99.9 % ætanol som kan blandes med benzin.

For biodiesel gælder nogle lignende regnskaber og den store udbredelse af landarealer til brændstofproduktion er en meget ineffektiv måde at udnytte vores dyrkbare jord.

El- og brintbiler er et alternativ i dag

I dag har næsten alle bilproducenter elbiler og mange producenter desuden brintbiler, sidstnævnte har fx Mercedes, Toyota, Hyundai, Honda og Kia.

Infrastruktur for både opladning og påfyldning af brint er også i en rivende udvikling, leasingpriserne på brintbiler i USA nærmer sig priser på sammenlignelige konventionelle biler. Så disse teknologier er i dag brugbare alternativer til en forbrændingsmotor.

Hvorfor giver det så mening at tale om fortsat brug af forbrændingsmotorteknologi dag? Det gør det af flere årsager, blandt andet at en velfungerende og særdeles udbredt infrastruktur for reservedele, salg og brændstof er etableret – den forurenende og klimaskadende komponent i den sammenhæng er brændstoffet, og som beskrevet ovenfor har man søgt at modvirke den negative klimaeffekt ved brug af biobrændstoffer. Det er ikke en gangbar vej i stor skala, det er ikke muligt at dække verdens nuværende energibehov til transport med biobrændstoffer, der er simpelthen ikke nok dyrkbart land.

Heldigvis kan brændstoffer fremstilles syntetisk fx ved hjælp af brint, CO2 og elektricitet. Dog har selv syntetisk benzin og diesel stadig nogle uheldige emissionsegenskaber i forhold til NOx og partikler – om end i væsentlig mindre omfang end deres fossile modpart. Det skyldes deres komplekse kemiske opbygning med mange kulstofbindinger, som gør en fuldstændig forbrænding i en motor vanskelig.

De bedste alternative brændstoffer

Alkoholer, såsom ætanol og metanol brænder renere, fordi der er færre kulstofbindinger og de indeholder desuden ilt i den kemiske binding, hvilket muliggør en renere og mere effektiv forbrænding. En af de få ulemper ved at bruge alkoholer i en forbrændingsmotor er deres lavere energitæthed, fx har 1 liter metanol kun ca. det halve energiindhold i forhold til benzin.

En bil som kører 20 km på en liter benzin vil køre ca. 12 km på metanol. At den ikke kun kører 10 km skyldes den mere effektive forbrænding, hvor brændstoffet dels har en bedre kølende effekt på motoren og dels et væsentligt højere oktantal som muliggør højere motorkompression og dermed et større udført mekanisk arbejde pr energienhed.

Eneste alkohol der kan fremstilles i gigaskala

Den eneste alkohol som i dag kan fremstilles syntetisk og rentabelt i stor skala er metanol, også kendt som ”træsprit”. I dag fremstilles ætanol eller sprit i stor skala primært ved destillering af gærede afgrøder, og her løber vi ind i arealproblematikken. Metanol, den kemisk simpleste alkohol, kan derimod fremstilles på mange forskellige måder ud fra mange forskellige råmaterialer. Den fremstilles ved forgasning af alle slags biomasse, dvs. man kan i langt højere grad få et rent brændstof fra forskellige former for bioaffald, endda almindeligt husholdningsaffald.

Metanol kan også fremstilles af metanindholdet i biogas, og her er fordelen endda, at biogas allerede indeholder den CO2, som er nødvendig i synteseprocessen.

Det primære argument er imidlertid metanol kan fremstilles ud fra så grundlæggende elementer som brint, CO2 og elektricitet. Brinten kan man få ved elektrolyse af vand. Kuldioxid i høj koncentration findes ved industrielle kilder såsom kraftværker, cementfabrikker og stålværker. Her kan med fordel anlægges brændstofproduktion baseret på brint og kuldioxid.

I dette dramatiske landskab producerer det islandske selskab Carbon Recycling International (CRI) bæredygtig metanol baseret på syntese af elektrolysebrint og kuldioxid. Foto: CRI

Island er foregangsland

I Island opførte man allerede i 2006 et pilotanlæg, hvor man udnytter CO2 fra et nærtliggende geotermisk kraftvarmeværk til fremstillingen af metanol. Senere har store internationale firmaer som canadiske Methanex og kinesiske Geely (bilproducent som bl.a. ejer Volvo) tilført kapital, som har muliggjort opgradering af produktionen.

I dag er virksomheden Carbon Recycling International en veletableret producent af ”grøn” metanol og man har modnet den teknik og det anlæg, som anvendes, så virksomheden i dag kan tjene penge på metanolsalg og udlicensering af skalérbare produktionsanlæg til virksomheder, der ønsker at etablere produktion af metanol i nærheden af en CO2-kilde.

I Danmark ville en virksomhed som Aalborg Portland være oplagt, da selve fremstillingsprocessen af cement udleder enorme mængder kuldioxid, som ikke kan undgås selvom man anvender strøm fra sol og vind.

Hjælper forurenede byer

På Island valgte Geely at supplere deres kapitalinvestering i Carbon Recycling International med en test af 6 metanolbiler. I Kina er metanolbiler ganske udbredt, da metanol fremstilles i stor skala på basis af fossilt kul, hvilket selvfølgelig ikke er en grøn produktionsmetode. Op mod 20 procent af den kinesiske køretøjsbestand kører på metanol eller en metanol-benzin blanding. Geely er den største producent af dedikerede metanolbiler og de kinesiske provinsregeringer har i flere storbyer lanceret taxiprojekter i samarbejde med Geely for at afhjælpe forureningsproblemerne i byerne.

Metanolbil-modellen som Geely tester i Island hedder Emgrand EC7 og findes både som en benzin- og metanol-udgave. Set udefra er modellerne ens, metanoludgaven kan køre både på benzin og metanol for at sikre at bilen altid kan køre også selvom man ikke kan tanke metanol et givent sted. Benzinen anvendes også som ”pilot-fuel” til koldstarter. Således kører motoren et øjeblik på benzin for at få ret temperatur i cylindrene, hvorefter metanolen tager over. I nyere metanolmotorer har man afhjulpet denne problematik ved højere indsprøjtningstryk og i nogle tilfælde forvarmning af selve metanolen.

Egnet til det offentlige og private

Testen i Island er ifølge Geely også møntet på en senere lancering af metanolbilen i det øvrige Europa. Som en ordinær bil for den private forbruger vil den nok ikke blive tilgængelig, da der ikke er etableret en metanol-tankningsinfrastruktur for private bilejere i Europa.

Derimod kan metanolbiler give mening for store offentlige og private aktører med store bilflåder, da de dels kan tanke bilerne på egne anlæg og dels kan opnå en skala, hvor det billigere brændstof giver meningsfulde besparelser. Anvendes ”grøn” metanol som fx den islandske, opnår man således både CO2-neutralitet plus en fordelagtig emissionsprofil.

Fordelen ved at anvende en metanolbil frem for fx el- eller brintbiler, er bl.a. at bilerne mekanisk adskiller sig meget lidt fra en ordinær benzinbil og således kan repareres på gængse værksteder og det er, baseret på årtiers erfaring, nemt at forudsige omkostninger til reparationer, drift osv. for hele flåden.

Tænk hvis Mærsk-skibe sejlede på biobrændsel
Tænk hvis Mærsk-skibe sejlede på biobrændsel

Det har potentialet til at erstatte alle 300 millioner tons fossilt brændsel, som bliver brændt af i store skibsmotorer hvert år, mener forsker om sit eget vidundermiddel.

Læs mere
Revolution i fremstillingen af bæredygtig biobrændstof på vej?
Revolution i fremstillingen af bæredygtig biobrændstof på vej?

Nationale og internationale medier bugnede for nyligt med overskrifter om en ny banebrydende opdagelse, med potentialet til at revolutionere fremstillingen af biobrændstof og knække kurven for CO2 ...

Se video
Meld dig ind i IDA Miljø
Meld dig ind i IDA Miljø

Som medlem af IDA Miljø får du rig lejlighed til at holde dig ajour med udviklingen på miljøområdet, og du møder ligesindede med samme faglige interesser som dig selv.

Læs mere

Deltag i debatten

luk
close