Danske forskere: Vi kan omdanne biogas til konkurrencedygtigt grønt flybrændstof

Illustration: Unicat

Det er realistisk at omlægge produktionen af flybrændstof fra at være oliebaseret til at bygge på vedvarende energi – uden at vælte budgetterne, mener professor ved DTU Mekanik Per Møller.

Han har udviklet en metode til at rense biogas så billigt, at diesel til produktion af bl.a. flybrændstof vil kunne fremstilles på basis af gassen til 4 kroner pr. liter – sammenlignet med prisen på konventionel diesel, der på spotmarkedet i USA handles til 2,89 kroner pr. liter.

På den baggrund har Per Møller beregnet, at en flyvetur fra København til Beijing vil kunne gøres på udelukkende vedvarende energi for en merpris på 800 kroner pr. person. I dag kan en flybillet til Beijing fås til i omegnen af 3.000 kroner.

I begyndelsen regner Per Møller og tidligere direktør for Partnerskabet for Brint og Brændsels­celler Aksel Mortensgaard med, at det særligt er de bevidste forbrugere, der vil tage imod en mulighed for at flyve på vedvarende energi:

»Jeg er typen, der sparer på energien i dagligdagen, har et velisoleret hus og en bil, der kører 30 km på literen. Min dårlige samvittighed er CO2-udledning i relation til lange ferierejser,« siger Aksel Mortensgaard.

I samarbejde med amerikanske virksomheder har Per Møller udviklet den billige grønne diesel, der altså ifølge bagmændene kan produceres til priser langt fra, hvad andre har anslået. F.eks. har ingeniør-rådgivningsvirksomheden Niras tidligere konkluderet, at ‘grøn diesel’ vil koste over fem gange mere end tilsvarende fossilt brændstof.

Amerikansk samarbejde

Det mener Per Møller altså ikke holder stik. Hans amerikanske samarbejdspartnere har allerede produceret olie i større mængder, fordi de har metoden til at lave f.eks. skifergas til diesel. Per Møller kan rense biogas effektivt og billigt. Sammen kan de derfor lave billig grøn diesel af biogas.

»Der har kørt anlæg kontinuerligt i adskillige år, som har produceret 100 tønder diesel – 15.000 liter – om dagen af forskellige gasser; og flere andre, blandt andet et projekt uden for Danmark, hvor jeg er involveret, kommer til at producere 1.100 tønder olie om dagen,« siger Per Møller.

Når biogas indtil nu har været en ret uattraktiv kilde, skyldes det, at den er fyldt med forurening, primært svovlforbindelser, som er svære at fjerne økonomisk med konventionelle renseprocesser.

»Hvis ikke forureningerne bliver fjernet, ødelægger vi omgående katalysatorerne i det anlæg, der konverterer gassen til dieselolie. Derfor er jeg kommet til at spille en vis rolle, da jeg har udviklet en kontinuert elektrokemisk metode, der har meget lave driftsomkostninger,« siger Per Møller, som mener, at rensningsmetoden kan få biogas til at spille en lige så stor rolle på verdensplan som skifergas.

Billig rensning og så Fischer-Tropsch

Den grønne diesel bliver produceret ved, at den forurenede biogas sendes gennem en reaktor fyldt med en jernholdig keramisk baseret katalysator. I modstrøm tilsættes et oxidationsmiddel, der sammen med den jernholdige katalysator oxiderer blandt andet svovlet i biogassen til rent svovl. Det kan efterfølgende genbruges på markerne som gødning.

Den rensede biogas bliver til grøn diesel ved først at gennemgå en bi-reformering, der er en kombination af en dampreformering og en tørreformering. Her kan man udnytte overskydende CO2 i biogassen til frembringelse af CO og H2.

Ved Fischer-Tropsch-processen adderes -CH2-enheder, hvorved der syntetiseres diesel, som nemt kan modificeres til jet fuel, siger Per Møller.

Processen er så langt, at det egentlig kun handler om finansiering. Han mener, at en tidshorisont på 1-2 år er realistisk i Danmark.

»Der er anlæg på den anden side af Atlanterhavet, der producerer olie af gas. Jeg har jo bare fundet en måde at rense biogas på billigt – resten er allerede i gang,« siger han.

Per Møller mener, at man fra offentlig side bør fokusere på snarest at få et sådant anlæg demonstreret i storskala på dansk jord, da det dansk-amerikanske samarbejde på kort tid har vist, at kommende iblandingskrav til transportbrændstof kan realiseres på en kosteffektiv måde med syntetiske brændstoffer af høj kvalitet. Teknologien muliggør også lagring af overskydende vindkraft i dieselolie via hydrogen produceret ved elektrolyse.

Stort potentiale i Danmark

Danmark bruger samlet 6,3 PJ biogas årligt ifølge Energistyrelsens beregninger fra 2016. Energinet.dk beregnede biogaspotentialet i Danmark i 2011 til over 81 PJ; heraf kom 22 PJ fra husdyrgødning. De 81 PJ kan blive til cirka to milliarder liter grøn diesel årligt.

Det årlige forbrug af flybrændstof i Danmark er cirka 1,2 milliarder liter ifølge Michael Mücke Jensen, der er teknik- og miljøchef i Energi- og olieforum. Det inkluderer både optankning af danske og udenlandske fly i Danmark.

Ifølge Per Møller kan både flybenzin, der bruges til blandt andet propelfly, og jet fuel, der bruges til jetfly, med hans metode produceres på basis af biogas.

Hvis det alligevel ikke er nok – eller hvis man vil bruge brændstoffet til andet end fly – oplyser Aksel Mortensgaard, at der er flere uudnyttede ressourcer, der ikke er regnet med i ovenstående, blandt andet et stort halmoverskud.

Per Møller siger desuden, at hvis man vælger at støtte biogassen med brint fra vindmøller og elektrolyse, så hele kulstofreserven opbruges i biogassen, kan der klemmes 25-30 procent mere energi ud af de danske biogasanlæg.

Men for at det kan betale sig, kræver det, at prisen på el bliver lavere, siger han.

Aksel Mortensgaard og Per Møller oplyser, at der 8.-10. maj er konference i København om methanol og grøn energi, hvor de sammen med blandt andet Teknologisk Institut vil komme nærmere ind på emnet.

Illustration: MI Grafik
Emner : Fly
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg syndes vi har hørt denne sang før her på ing.dk. Den lyder smukt, det vil jeg sige. Men jeg har stadig svært ved at købe den. Når men ser analyser af KWh priser på VE udmærker biogas og brint sig ved at være de absolut dyreste teknologier. At man skulle kunne få et billigt produkt ved at kombinere de to dyreste VE teknologier med nogle yderlige processer, det lyder meget forkert i mine øre.

Men det vil da være utrolig dejligt hvis det passer. Det vil løse nogle af de største problemer ved VE.

  • 12
  • 2

Spændende - hvis det virker - og hvis økonomien holder.

Af nysgerrighed: Hvad mon virkningsgraden er for denne proces. Dvs. hvor meget af energiindholdet i biogassen er der tilbage når jetfuel'en er produceret?

  • 6
  • 0

"Han har udviklet en metode til at rense biogas så billigt, at diesel til produktion af bl.a. flybrændstof vil kunne fremstilles på basis af gassen til 4 kroner pr. liter – sammenlignet med prisen på konventionel diesel, der på spotmarkedet i USA handles til 2,89 kroner pr. liter."

Koster processen 4 kr oveni prisen på gassen, ("på basis af gassen") så er det manipulation at sammenligne spotprisen med tillæget på 4 kr.

Men lad os nu se en saglig opstilling af et økonomi og energibudget.

  • 10
  • 0

Hvad mon virkningsgraden er for denne proces. Dvs. hvor meget af energiindholdet i biogassen er der tilbage når jetfuel'en er produceret?

Artiklen efterlader en hel del spørgsmålstegn. Den grundlæggende økonomi er det mest centrale. M.h.t. virkningsgrad: Hvis sådanne anlæg laves som brændstof-varme anlæg (dvs. afsætning af biproduktvarmen til fjernvarme), er virkningsgraden ikke nødvendigvis så kritisk (med mindre den er meget ringe).

  • 9
  • 0

Jeg vil lige tillade mig at hive en gammel kommentar fra 2014 på ing.dk frem igen

Biobrændstoffer, under forudsætning af de rent faktisk er "CO2 neutrale", løser kun i begrænset omfang luftfartens belastning af klimaet. Ifølge IPCC er global warming potential (GWP) for afbrænding af jetfuel i normal flyvehøjde i gennemsnit 2.7 gange højere end GWP for jetfuel afbrændt ved jordoverfladen. Dette skyldes udledningen partikler, vanddamp, SNOx osv, som i sig selv har en høj GWP når det udledes i normal flyvehøjde. Dvs at selvom biobrændsler er ”CO2 neutrale”, vil GWP stadig være ~2/3 af alm jetfuel. Brændstofbaseret luftfart bliver aldrig klimaneutral og brugen af biobrændstoffer vil i bedste fald kun bremse stigningen i luftfartens klimabelastning.

  • 6
  • 0

Blot en bibemärkning. Svovlbrinten bliver til rent svovl der kan bruges som gödning på markerne? Rent (elementart) svovl er uoplöseligt i vand og vil derfor ikke kunne bruges som gödning. Der skal altså en yderligere proces oveni. For övrigt tror jeg ikke at der er et halmoverskud. Det påståes af mange men de der bruger halm klager over manglende forsyning.

  • 6
  • 2

Inden vi bruger flere penge på forskning, bør vi have en prioritering af, hvad vi skal bruge vores biomasse/gas til, og hvordan biomassen sikres vedligeholdt på længere sigt.

Det er en vedvarende ressource, men så absolut ikke i ubegrænset mængde. Man kan så målrette forskningen til

  • "grønt" flybrændsstof/benzin
  • "grøn" boligopvarmning: gas, el, halm, piller m.v.
  • "grøn" plast: byggematerialer, biler, emballage, møbler, m.v.
  • "grønne" tekstiler og tensider
  • 5
  • 0

Per Møller har dårlig samvittighed over ferie flyvningerne, som så kan udelades. Hvor mange flyvninger foretages "for sjov" ved jeg ikke men det er sikkert mere end 50 %.

  • 3
  • 2
Hvis det alligevel ikke er nok – eller hvis man vil bruge brændstoffet til andet end fly – oplyser Aksel Mortensgaard, at der er flere uudnyttede ressourcer, der ikke er regnet med i ovenstående, blandt andet et stort halmoverskud

Der er et halmoverskud i DK på ca. 2.5 mio. tons årligt. Se figur 1 side 3. file:///C:/Users/PE/Downloads/Halmpotentialet%20i%20Danmark20.pdf

Per Møller siger desuden, at hvis man vælger at støtte biogassen med brint fra vindmøller og elektrolyse, så hele kulstofreserven opbruges i biogassen, kan der klemmes 25-30 procent mere energi ud af de danske biogasanlæg

Anvendelse af H2 fra elektrolyse af overskuds VE til opgradering af biogas eller i denne forbindelse til syntese gas er efter min mening langt mere interessant end direkte brug af H2 i brændselscelle biler ol. Hvis man på de enkelte biogasanlæg kombinerer elektrolyse og Fischer Tropsch syntesen, kan man opnå nogle fordele da biogasanlæg har brug for procesvarme. Mange biogasanlæg, der ikke opgraderer biogassen og sælger den direkte til naturgasnettet, brænder gassen af i gasmotorer for produktion af elektricitet og procesvarme. Syntese af diesel som beskrevet i denne artikel genererer procesvarme på en langt mere intelligent måde samtidig med at der produceres et højværdi produkt. Yderligere produktion af overskuds varme kan eventuelt anvendes i fjernvarme nettet Om halmen skal igennem et biogas anlæg eller termisk forgasses, kan diskuteres. Begge dele kan anvendes i forhold til Fischer Tropsch.

  • 3
  • 0

Tak for dit input om at rent svovl ikke kan bruges til gødning. Faktisk finder rent svovl anvendelse i et vist omfang til gødning - jeg blev for flere år siden opmærksom på det, da jeg vurderede sikkerhed ved transport af svovl mellem Asien og Sydamerika. Nedenstående er citeret fra The Sulphur Institute http://www.sulphurinstitute.org/fertilizer... - Rent svovl oxideres af bakterier til sulfat. Dette er årsagen til, at vi har valgt ikke at fjerne rent S, når det efter gasrenseprocessen optræder som rent svovl, men tilsætte svovlet direkte til den afgassede gylle.

  • 2
  • 0

Tak for et skarpt spørgsmål! Når man skriver den slags artikler lægger man op til at alt er med - men det ender hurtigt i begrænsning af antal anslag. - Jeg har selv været skeptisk indtil vi begyndte at regne på priserne. Jeg kontaktede et par af de pænt store biogasproducenter i DK og bad dem sælge urenset gas med svovlbrinte og kuldioxid (65% CH4) - renset for alle subsidier og tilskud. Svaret var at 20% af biogasanlæggene kan levere mig gassen til priser mellem 1.6 – 2.0 og Kr/m3. Jeg har efterfølgende taget udgangspunkt i et anlæg, der kan producere 100 tønder svovlfri dieselolie cetan 70 pr døgn, og at anlægget skal afskrives over 10 år og forrentes med 10%. Jeg har lagt 30% oven i anlæggets kostpris for etablering af gasrensning og installation - ca. 45 mill. - Hvis man regner dette sammen ender vi med et prisinterval 3.74 – 4.36 kr/liter ”grøn diesel”. Jeg har således renset alle beregninger for begunstigelser og tilskud. Lige nu er spotprisen på havnen i NewYork for ultra lav S diesel 1.56 USD/gallon (det er historisk lav -2,89 kr/l) - men i perioden 2011 - 2014 var prisen omkring 3 USD/gallon. Man kan følge priserne på spotmarkedet i USA her https://www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHand...

I perioden 2011 - 2014 ville den grønne dieselolie have kunnet konkurrere med "den sorte". Dieselolien har har meget høj kvalitet og giver reduceret NOx og sodproduktion - grundet det høje cetantal og forlænger endvidere motorernes levetid - der er lavet et utal af rapporter desangående. Olien kan også iblandes dårligere kvalitet og bruges til forbedring af olie med et lavt cetantal. Det er nævnt i artiklen at man kan lagre overskudsstrøm fra vindkraft via brint i olien. - Det er en mulighed, men strømprisen skal ned på omkring 20 ører/kWh, før denne forretning hænger sammen. Der er spurgt om effektiviteten - kulstof effektiviteten er angivet til at være over 90%. Når det er muligt at begynde at få økonomi i den slags tekniske udviklinger er årsagen, at anlæggene begynder at blive masseproduceret for at løse opgaven "stranded gas" i USA - et begreb som bruges om mindre forekomster af skifergas. Èt andet vigtigt element er at gassen kan renses - gas med store mængder svovl anses også i USA som urentable - det er først med kombination af vores gasrenseteknik og den optimerede "gas to liquid" teknologi at biogas begynder at blive en interessant ressource - også i USA.

  • 5
  • 0

Jeg kan svare klart ja til dit spørgsmål. Hvis ideen skal hænge sammen økonomisk skal vi have prisen ned på 18-20 ører/kWh. Jeg vil helst tilskudsjunglen til livs - grøn energi skal i fremtiden kunne leveres til overkommelige priser. Efter forlydende kan den nye vindmøllepark beskrevet her - uden tilskud http://borsen.dk/nyheder/virksomheder/arti... levere vindmøllestrøm til omkring 24 ører/kWh. Noget tyder på at økonomien er ved at hænge sammen inden længe. Derfor er det vigtigt at vi er klar med de nye koncepter, når denne mulighed åbnes.

  • 1
  • 0

Tak for svaret og god vind fremover.

I USA er vindenergi som gennemsnit billigere end dine ønskede 18-20Øre per kWh og der er også rigeligt biomasse til biogas anlæg samt hist og pist adgang til CO2 fra Fracking gas produktion eller Fracking gas kraftværker.

Gennemsnitsprisen for ny vindkraft over en 20 årig periode er 1,8C/kWh.

  • 1
  • 0

I Schweitz kører busserne på el og lader ved hver stop. Smart😊. Fremtiden er elektrisk. Hvorfor ikke bare gas/brint som lager i eksistetende naturgas rør og så satse på el-tog/el-bus/Vakuum tog. Det må vel være en del energitab ved omtalte proces?

  • 0
  • 0

Brintpillen er blot magnesiumklorid MgCl2, der absorberer ammoniak NH3 og danner stoffet Mg(NH3)6Cl2. Før brinten kan lagres skal den således omdannes til ammoniak. - Når man så vil have fat i brinten igen varmer man stoffet Mg(NH3)6Cl2 op - og der dannes MgCl2 + NH3 ammoniak igen. Når dette er sket skal ammoniakken (NH3) spaltes til brint og kvælstof. Når man betragter procesruten kunne Storm P. næppe have gjort det mere kompleks!!! Ideen er aldrig blev anvendt til noget - I øvrigt havde Siemens ca. 10 år tidligere patenteret noget der mindede om det. Man forsøgte senere at udnytte ammoniak lagringen via "pillen" til noget andet (fjernelse af NOx) fra bilers udstødning - det blev heller ikke rigtig en succes. Her bruges helt andre metoder i dag. Hvis man vil lagre brint bliver det typisk komprimeret til meget højt tryk 800 bar. Det sker bl.a. i forbindelse med hydrogen tankstationer, som et dansk firma har stor international succes med http://h2logic.com/ .

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten