Fagligt talt: Naturgas er en større klimasynder end først antaget

LNG tankskibet Arctic Discoverer. I kroge og sprækker af forbrændingskammeret vil enten temperaturen eller blandingsforholdet mellem luft og brændstof være utilstrækkeligt til antændelse, hvilket resulterer i at op til fire procent af metanen ikke forbrænder. Illustration: Roar LIndefjeld, StatoilHydro

Naturgas bliver anset for at være en renere energikilde end olie og gas. For det første producerer afbrænding af naturgas ingen giftig aske eller andre skadelige partikler, og for det andet gør forholdet mellem kulstof og hydrogenatomer i metans kemiske struktur at forbrændingsproduktet i højere grad er vand og i mindre grad CO2, den primære drivhusgas gas bag global opvarmning.

Typisk ser man tal i omegnen af 25 procent mindre CO2 per energienhed end olie og 45 procent mindre end kul.

Læs også: Mere biogas, mere metan: 80 gange så slemt som CO2, men stadig intet modsvar fra regeringen

Dette idealiserede billede er de seneste år blevet fremhævet igen og igen, særligt i forbindelse med brug af naturgas som en ”overgangsteknologi” i forbindelse med den grønne omstilling.

I nogle anvendelser vil der dog ikke være en besparelse i udledte drivhusgasser ved skift fra olie til gas; et faktum som er totalt fraværende i den politiske debat, men som er velkendt inden for den branche, der beskæftiger sig med fossile brændsler, store motorer og industriel røggasrensning.

Motorer forbrænder ikke optimalt

Problemets kerne er, at forbrændingen i en motor sjældent er 100 procent komplet. Dette er i særlig grad sandt for motorer, der forbrænder flydende naturgas (LNG). Et eksempel er de såkaldte LNG carriers, der sandsynligvis vil spille en endnu større rolle fremover for blandt andet Danmark.

Vi skal nemlig til at købe vores naturgas fra producenter, der ikke har mulighed for at transportere i gasledninger som Nord Stream 2 og derfor sejler gassen frem, hvor den skal bruges. Metanmolekylerne som udgør størstedelen af gassen er overraskende stabile og dermed svære at antænde.

I kroge og sprækker af forbrændingskammeret vil enten temperaturen eller blandingsforholdet mellem luft og brændstof være utilstrækkeligt til antændelse, hvilket resulterer i at op til fire procent af metanen ikke forbrænder. Dette er et bemærkelsesværdigt tal, da motorerne allerede har gennemgået årtiers optimeringer for at forbedre effektiviteten.

Metan har et potentiale for global opvarmning, som er mange gange større end CO2. Det officielle tal GWP100 = 27,9 udtrykker at 1 kg metan vil forårsage 27,9 gange mere global opvarmning end et kilo CO2 over en periode på 100 år.

Her er beregningerne

Det tilsvarende og muligvis mere relevante tal for en 20-årig periode er 81,2. Tallene på vægtbasis er imidlertid ikke så praktiske at anvende i forbindelse med forbrændingsreaktioner, da metan og CO2 ikke vejer det samme.

Da et kilo metan indeholder cirka 2,75 gange så mange molekyler som et kilo CO2 kan der konverteres som følgende: GWP100M = 10,2 og GWP20M = 29,6. Altså at et molekyle metan forsager 10,2 og 29,6 gange så meget global opvarmning som et molekyle CO2 hhv. Den store tidsafhængighed skyldes at metan nedbrydes i atmosfæren efter gennemsnitligt 12 år hvorimod CO2 forbliver i århundreder.

Læs også: Dan trækker i land: Danmark når ikke international metan-målsætning

Fra langt størstedelen af de skibsmotorer der i dag kan sejle helt eller delvist på LNG, eller nemt omstilles til at kunne det, forventer man i omegnen af 3 procent metanudslip. En simpel udregning kan altså vise konsekvensen ved at skifte fra fyring med olie til gas, hvor CO2-ækvivalenter (CO2e) bruges som mål for den samlede drivhusgaspåvirkning:

Fyring med olie = 1 CO2e (index)
Ved brug af GWP100: 0,75 * (0,97 + 0,03 * 10,2) = 0,96 CO2e
Ved brug af GWP20: 0,75 * (0,97 + 0,03 * 29,6) = 1,39 CO2e

Ingen løsning på markedet

0,75 repræsenterer den 25 procent besparelse i udledt CO2, der tilskrives naturgas relativt til olie. 0,97 repræsenterer andelen af naturgas der omdannes til CO2 ved forbrænding. 0,03 repræsenterer andelen af uforbrændt metan. Det ses altså, at der over en 100-årig periode stort set ingen besparelse er ved et skift til naturgas.

Man kan argumentere for at en 20-årig periode er mere relevant at anskue end en 100-årig periode, da stort set alle internationale klimamålsætninger arbejder med tidsrammer på 10 til 30 år. Hvis der regnes på en 20-årig periode, er konsekvensen af et skift fra olie til naturgas 39 procent højere udledning af drivhusgasser. Der arbejdes i den kemiske industri på teknologi, der kan fjerne uforbrændt metan, men ingen løsning er på markedet endnu, trods nylige fremskridt.

Fænomenet metanudslip gør sig gældende for en lang række naturgasfyrede forbrændingsmotorer til skibsfart, energiproduktion og vejtransport (biler, busser, lastbiler osv.). Naturgas er altså kun et mindre klimabelastende alternativ til olie, hvis det sikres at den applikation, hvor det bruges ikke har utilsigtede udledninger af uforbrændt metan.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Biofuels er også ude pga klima og areal belastningen. Så må vi hellere komme igang med at udvikle små atomreaktorer. De kan dække de største 1000 container skibe. Et nemt sted at starte er de franske flådereaktorer, da de ikke kører på højt beriget uran, som andre vestlige militære reaktorer til fremdrift. De største containerskribe står for en stor del af den globale handel, så vi kan nå rigtigt langt ved at bygge store atomdrevne containerskibe. Så kan P2X og brint briges til mindre fartøjer. Det er noget alle de store containerrederier og lande bør gå sammen om for det kan en enkelt ikke løfte, da der primært er en regulativ hurdle i dag.

Herhjemme er der også Seaborg, som bygger en reaktor i den størrelse.

  • 31
  • 31

Tak til PhD Rasmus Mortensen for at kaste lys over et alt for overset område, hvor metan tydeligvis er mere problem end løsning. Det er velkendt, at metanmotorer er klimasyndere, og at det er helt forkert at benytte metan til motorer, der kører meget i tomgang og under meget variable belastning, herunder til skraldebiler og bybusser.

Når man selv i store skibsmotorer har så store problemer med uforbrændt gas, må det være samme problem med gasmotorer til kraft-varme, hvor belastningen også er ret konstant omkring motorens optimale arbejdspunkt.

Er problemet med uforbrændt gas større eller minde ifm turbinedrift? Her kunne man forstille sig,at forbrændingen er mere kontinuert og dermed bedre for den totale forbrænding af metanen?

  • 27
  • 0

En normal Ottomotor laver så varm udstødning at en katalysator kan tage skraldet.

De nye leanburnere har så kold udstødning(høj virkningsgrad) at ingen kendte katalysator duer.

  • 7
  • 15

Fint at få belyst drivhusgas påvirkningen af manglende forbrændingen, men når man sammenligner med olie afbrænding, er det værd at analysere, om der også her ikke sker en fuldstændig forbrænding og om andre drivhusgasser ud over kuldioxid (fx SOx, N2O,) udledes ved olie afbrænding. Hvis det er tilfældet ændrer det op drivhusgas beregningen i artiklen.

  • 13
  • 2

Først blev Østersøen dioxineret ,fordi strøm blev dyrere ,så folk fyrer i brændeovne.

Nordsøen står nu for tur med alt muligt på bunden og en regn af vindafslebet epoxystøv.

De katalysatorer, der her søges fremmet, består i alt væsentligt af nanopartikler som derved spredes over alle have.

Altsammen fordi KK er farligt.

Proportioner?

  • 16
  • 27

Så må vi hellere komme igang med at udvikle små atomreaktorer. De kan dække de største 1000 container skibe.

I alt sank 46 store skibe verden over i 2018. Året før lød tallet på 98 skibe, og i 2000 sank hele 207 skibe. [kilde: https://shippingwatch.dk/Rederier/article1...]

Er det virkelig en god ide at sætte atomreaktorer ind i fragtskibe, og risikere at miste op til 40 - 50 stykker om året?

Fragtskibe med atomreaktorer. har været prøvet: [https://en.wikipedia.org/wiki/NS_Savannah] [https://maritimedanmark.dk/?Id=36961]

Allerede i 1950 blev det første skib bygget.....Hvorfor findes der ikke flere atomdrevet fragtskibe? Det er jo en kendt teknologi. Der jo har været tid nok til at udvikle og bygge flere (70+ år).

  • 33
  • 9

Lad os slå lidt koldt vand i blodet her. Hvad artiklen siger er sikkert helt rigtigt, men det omfatter kun den del af gassen der bruges til fremdrift af tankeren. Det er en forsvindende del af den mængde gastankeren transporterer. Yderligere handler artiklen kun om en fremdrivningsteknologi, dieselmotorer der bruger gas som drivmiddel.

Tidligere var kedler med dampturbiner almindelige, nu tilbydes der også dieselmotorer der bruger svær olie. I det sidste tilfælde er der et lille LNG anlæg der kondenserer den gas der fordamper i tankene. Med andre ord i dette tilfaelde er der teoretisk intet tab til atmosfæren.

  • 12
  • 2

Allerede i 1950 blev det første skib bygget.....Hvorfor findes der ikke flere atomdrevet fragtskibe? Det er jo en kendt teknologi. Der jo har været tid nok til at udvikle og bygge flere (70+ år).

Det var uøkonomisk på det givne tidspunkt, olien var billig og forurening var en by i rusland... forurening fra skibe er noget som først er blevet relevant for forholdsvis nyligt.

De atomdrevne skibe som findes er et fint bevis på at systemet virker (isbrydere, hangarskibe og ubåde) men det kræver at løsningen bliver tilpasset commerciel brug.

  • 9
  • 9

Er problemet med uforbrændt gas større eller minde ifm turbinedrift? Her kunne man forstille sig,at forbrændingen er mere kontinuert og dermed bedre for den totale forbrænding af metanen?

Det tror je er rigtigt,men eta for simple cycle gadturbine er ikke meget over 40%. Skal det batte noget skal der en dampkreds efter gasturbinen og så kan man nå ca 60% og med meget lavt metanudslip. Stedet her er blevet varmestue for VE tilhængere, hvad der har skræmt vidende folk væk ,,så der skal googles for at få aktuelt opnåelig eta. Der er ikke så mange tilfældige variationer i belastning som i et VE velsignet el-net og det taler måske for combined cycle drift af LNG tankere.

  • 2
  • 11

Thomas, korrekt, der er udviklet motortyper hvor andelen af uforbrændt metan kommer ned omkring 0.3-0.5%. Men: Problemet er dog at shipping sektoren er tilbageholdende med at købe nye LNG motorer til hvad der må betegnes som en midlertidig overgangsteknologi. De vil hellere retrofitte eksisterende dieselmotorer til at sejle helt eller delvist på LNG. De nye 2-taktsmotorer fra fx MAN vil derfor efter min vurdering ikke få særligt stor betydning.

  • 1
  • 0
  • Hvordan mener kernekraft-ja-tak ingeniør, at man skal håndtere de 40 + reaktor som hvert år vil går tabt, i forbindelse med at store fragtskibe synker hvert år (se bemærkning #11)?
  • Hvordan vil kernekraft-ja-tak ingeniør sikre, at fragtskibe med en reaktor ikke ender på Janata Steel i Chittagong eller Alang i Indien, hvor dekommissionering af fragtskibe sker på stranden, af ufaglærte unden sikkerhedsudstyr?

I dag kan man ikke sikre at skibe bliver ophugget under ordentlig forhold, mener man at det er ok, at sende en atomreaktor til ophugning på en strand?

https://old.danwatch.dk/undersogelse/maers...

  • 12
  • 1

Hvordan vil kernekraft-ja-tak ingeniør sikre, at fragtskibe med en reaktor ikke ender på Janata Steel i Chittagong eller Alang i Indien, hvor dekommissionering af fragtskibe sker på stranden, af ufaglærte unden sikkerhedsudstyr?

Vi har allerede et problem med hospitalsudstyr. Selvom der normalt er styr på det, så er langtfra så godt styr på det, som på affald fra atomkraftværker, og der er sket at strålekanoner er havnet som normalt skrot og omsmelltet. Heldigvis er radioaktivitet nemt at spore, men det kræver at man ved hvor stålet er, for ellers er der ingen der måler det.

  • 1
  • 4

At punkning af naturgas p.t. er yderst salonfähigt, kan ikke undskylde en artikel-overskrift så misvisende som her. Man tror artiklen omhandler et generelt problem, blot for at finde ud af at det drejer sig om noget så specifikt som ombyggede skibsdieselmotorer i gastankere. Redaktionelt er det forkasteligt!

  • 3
  • 1
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten