Islandsk mudderbakterie er hjertet i fremtidens smarte energilager

En særlig bakteriestamme fra en islandsk svovlpøl spiller en central rolle i et stort nyt demonstrationsprojekt til 100 millioner kroner, som Energinet.dk og EUDP har støttet.

Læs også: Nu bliver vindmøllestrøm og spildevandsslam til metan i det danske gasnet

Bakteriestammen hedder archaea og er karakteristisk ved, at den spiser CO2 og brint - og udskiller metan. Dermed kan mikroorganismen bruges til at opgradere biogas til naturgas med, hvor man netop ønsker at fjerne CO2. Den udgør mellem en fjerdedel og halvdelen af biogassen.

Teknologien er blevet testet på Aarhus Universitets biogasanlæg i Foulum. Selvom resultaterne endnu ikke er offentliggjort, så refererer forsknings- og miljøchef Kim Benke danske forskere for at sige, at det ’virker vildt godt’.

Bakteriens nytteværdi blev opdaget af en professor Laurens Mets fra University of Chicago. Ideen blev bragt til Danmark af et amerikansk firma, Electrochaea, som med de faldende gaspriser i hjemlandet ikke kunne se nogen forretning dér. Derfor ledte de efter et land med høje naturgaspriser og fandt Danmark, forklarer Kim Behnke:

»Selskabet har også på rekordtid skaffet sig en industriel partner i form af Audi, som sandsynligvis også skal være med i projektet,« siger han.

1 MW elektrolyseanlæg

Som fortalt tidligere går demonstrationsprojektet ud på, at man ved Renseanlæg Avedøres biogasanlæg bygger et elektrolyseanlæg på 1 MW leveret af firmaet Hydrogenics, der spalter vand til ilt og brint ved hjælp af vindmøllestrøm, når denne er billig.

Samtidig etableres det føromtalte biologiske opgraderingsanlæg, hvor de hårdføre bakterier lever af CO2 fra rensningsanlæggets biogasproduktion og af brint fra elektrolysen. Heraf danner bakterierne så metan, som kan sendes direkte ud i naturgasnettet.

I en slags projekt-i-projektet bygges endnu et opgraderingsanlæg ved Avedøre Renseanlægs biogasanlæg. Det står HMN Naturgas som projektleder for, og her vil man i samarbejde med Novozymes anvende enzymer i stedet for aminer til at rense biogassen for CO2. Den oprensede CO2 fra denne opgraderingsproces kan igen anvendes i den biologiske opgraderingsproces. Formålet er at finde billigere metoder til opgradering af biogassen.

»Ved at sammentænke alle disse processer får vi optimeret omdannelsen af strøm til gas, der kan lagres. Processer, som samtidig skal være fleksible og kun skal køre, når strømmen til elektrolyse er billig, eller når elsystemet har brug for aflastning,« siger Kim Behnke.

Containeranlæg er målet

Perspektivet på længere sigt er at indbygge elektrolyse- og opgraderingsanlægget i en slags containermodel. Den kan opstilles ved et biogasanlæg eller ved et industrianlæg med CO2-overskud, der sammen med brint fra elektrolysen kan omdannes til metan ved bakteriernes hjælp.

Ifølge Kim Behnke vil en sandsynlig størrelse på sådan et anlæg være 3 MW, hvor containere kan kobles sammen, hvis man har behov for mere lagerkapacitet.

»Hvis vi for eksempel regner med, at der bliver brug for 500 MW regulærkraft for at stabilisere elnettet i Danmark i fremtiden, så er der brug for cirka 150 af den slags anlæg,« anslår han.

P2G BioCat-projektet med biologisk opgradering koster i alt cirka 50 millioner kroner. Heraf kommer de 27,6 millioner kroner. fra Energinets forskningspulje, og de resterende penge fra Electrochaea og konsortiet bag.

Et søsterprojekt, der demonstrer enzymteknologi til biogasopgradering, koster cirka 45 millioner kroner. Dette projekt har netop modtaget cirka 20 millioner kroner fra Energistyrelsens EUDP-program (Energiteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram).

Begge projekter starter 1. marts og løber i to år frem til foråret 2016. Selve anlægget bygges nu og frem til foråret 2015.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Der er tre domæner af liv: Bakterier, archaea, og eukaryoter. Bakterier og archaea har det tilfælles at de ikke har nogle multicellulære arter. Men archaea og eukaryoter er altså evolutionært nærmere beslægtede.

Så det her drejer sig om en islandsk mikroorganisme der respirerer med CO2 og H2 og udskiller CH4 som affaldsprodukt.

  • 3
  • 0

Den proces forekommer allerede i alle biogasanlæg. Så processen er bestemt ikke ny.

Så hvad er det nye egentlig? At de har isoleret organismen og bruger den målrettet til omdannelse af CO2 og H2? Eller er det en særlig termofil organisme fra Island de har fat i?

  • 0
  • 0

Jeg betvivler ikke, at det kan lade sig gøre at reagere kuldioxid med brint til dannelse af methan. Må vi bede om en energibalance for processen og om et prisoverslag?

  • 0
  • 0

Hej Søren Holst Kjærgaard

Nogle lidt grove overslags betragtninger. Der skal 4 mol brint til at reducerer 1 mol CO2 til CH4. Brændværdien af 4 mol brint er 20 – 28 % (afhængig af nedre eller øvre brændværdi) større en brændværdien af et mol CH4, så alene ud fra denne betragtning er der intet vundet. Bakterierne skal jo også leve og formere sig og der bruges energi på bakteriernes vedligeholdelses stofskiftet og bakteriernes anabolismer.

Men man får beriget biogassen til en kvalitet der kan matche naturgas. Og dermed kan biogas implementeres i naturgasnettet. Et andet perspektiv at brint er mere vanskeligt at have med at gøre end metan da hydrogen atomet er så lille.

Ser man projekter som energilager for overskud af billig vindmøllestrøm er der faktisk vundet noget, idet at 4 mol brint fylder og trykker ca. 4 gange så meget som 1 mol metan. Man må forvente at det koster ¼ at lager 1 mol metan i forhold til 4 mol brint.

Hertil kommer elektrolysen af vand som også skal ses som en omkostning, det koster jo vindstrøm, men man får i tilgift en meget ren fraktion på 2 mol oxygen som også har værdi.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 1
  • 0

Nogle lidt grove overslags betragtninger. Der skal 4 mol brint til at reducerer 1 mol CO2 til CH4. Brændværdien af 4 mol brint er 20 – 28 % (afhængig af nedre eller øvre brændværdi) større en brændværdien af et mol CH4, så alene ud fra denne betragtning er der intet vundet.

Det er ganske enkelt ikke korrekt: Brint har en energi på 141,86 kJ/g og 1 mol = 1 g, 4 mol = 567,44 kJ Metan har en energi på 53,6 kJ/g og 1 mol =16 g = 857,6 kJ Dvs. at 1 mol metan har et energiindhold der er 51,1% højere end 4 mol brint. http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density

  • 0
  • 0

Tak Jesper Ørsted fordi du læser korrektur på mit indlæg. Men når du går i rette med mit regnskab bør der være noget at rette. Du regner som fanden læser bibelen eller måske bare som en brækket arm?

Brint er et molekyle de består af to hydrogen atomer og har molmassen 2,016 g/mol. Og så skal du være opmærksom på at du regner på den øvre brændværdi for begge stoffer.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 0
  • 0

Dagens råoliepris i Rotterdam er ca 380 kr/MWh. Må vi bede om prisen for den tænkte methangas i sammenlignelige enheder? Og efter at også anlægsudgifterne er betalt. Usammenlignelige enheder kan man jo ikke bruge til noget, bortset fra at føre skatteydere og bevilgende myndigheder bag lyset, naturligvis.

  • 0
  • 2

Tak Jesper Ørsted fordi du læser korrektur på mit indlæg. Men når du går i rette med mit regnskab bør der være noget at rette. Du regner som fanden læser bibelen eller måske bare som en brækket arm?

Brint er et molekyle de består af to hydrogen atomer og har molmassen 2,016 g/mol. Og så skal du være opmærksom på at du regner på den øvre brændværdi for begge stoffer.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

Hej Peter Vind Hansen. Molvægt beregnes på grundlag af atomvægt, ikke molekylevægt: http://www.convertunits.com/molarmass/CH4 Jeg beklager hvis jeg har været upræcis: Brint har en molvægt på 1,00794 g/mol Kulstof en molvægt på 12,0107 g/mol Samlet molvægt for metan(CH4) er 16,04246 g/mol Afvigelserne fra de afrundede tal jeg anførte er så små, at de ikke ændre nævneværdigt ved mine beregninger. Hvis man beregner molvægt på grundlag af molekylevægt, så skal der kun bruges 2 molekyler brint til et molekyle methan. I stedet for 4 atomer brint. Forskellen er ens.

  • 0
  • 0

Hej Jesper

Brint er dihydrogen altså et molekyle. Brint har molmassen 2 * 1,00794 u * Na = 2,01588 g/mol.

Hvor Na er Advogdros tal.

Hydrogen er et atom og dihydrogen er et molekyle der består af to hydrogen atomer.

I CO2 er carbon i sit højeste oxidationstrin +4 og skal reduceres til sit laveste oxidationstrin i CH4 nemlig -4. Der skal fyldes 8 elektroner ind på carbon atomet orbitalsystem som i CH4 er sp3 hybridiseret.

De 8 elektroner kommer fra 4 brint molekyler eller 8 hydrogen atomer om du vil.

Den afstemte redox lingning ser således ud:

CO2 + 4 H2 -> CH4 + 2 H2O

Heraf ses at der indgår 4 mol brint eller 8 mol hydrogen om du vil.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 0
  • 0

Hej Jesper

Vis reaktionen skulle være endotermisk kan mikroorganismen jo producerer isterninger. Du fortjener at komme på forsiden af ingeniøren da du har opfundet/opdaget en perpetuum mobile der både producerer varme og isterninger. Dementierne tager vi på bagsiden af ingeniøren.

Men hvem ved? Jeg har ikke undersøgt de termodynamiske data endnu.

Men det der taler imod at reaktionen er endoterm er at mikroorganismen skal bruge energi til at opretholde vedligeholdelses stofskiftet og til formering. Der er kemisk energi bundet i mikroorganismens biomasse.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 0
  • 0

Hvad interesse har halvfærdige thermodynamiske ræsonnementer? Må vi ikke bede om at få at vide, hvad det vil koste at fremstille energi på den skitserede måde?

  • 0
  • 0

Man har i ca. 90 år kunnet omdanne både kuldioxid og kulmonoxid til methan i teknisk målestok. Så hvorfor ikke søge oplysning om thermodynamikken i litteraturen, til trods for at dette vil være forbundet med en vis arbejdsindsats, i stedet for løse filosoferinger. Og så bruge disse oplysninger til at regne på, hvad det vil koste at lave methan ved hjælp af en islandsk mudderbakterie. Dette kan jo næppe være interessant, hvis det koster mere end det giver? Eller bekræfter diskussionen bare min opfattelse af, at energipolitkken først og fremmest har til formål at give beskæftigelse til akademikere, der i hvert fald ikke skal risikere at skulle stå til regnskab for et projekt?

  • 0
  • 1

Man har i ca. 90 år kunnet omdanne både kuldioxid og kulmonoxid til methan i teknisk målestok. Så hvorfor ikke søge oplysning om thermodynamikken i litteraturen, til trods for at dette vil være forbundet med en vis arbejdsindsats, i stedet for løse filosoferinger. Og så bruge disse oplysninger til at regne på, hvad det vil koste at lave methan ved hjælp af en islandsk mudderbakterie. Dette kan jo næppe være interessant, hvis det koster mere end det giver? Eller bekræfter diskussionen bare min opfattelse af, at energipolitkken først og fremmest har til formål at give beskæftigelse til akademikere, der i hvert fald ikke skal risikere at skulle stå til regnskab for et projekt?

  • 0
  • 2

“Man har i ca. 90 år kunnet omdanne både kuldioxid og kulmonoxid til methan i teknisk målestok.”

Ja det har man vel.

“Så hvorfor ikke søge oplysning om thermodynamikken i litteraturen, til trods for at dette vil være forbundet med en vis arbejdsindsats, i stedet for løse filosoferinger.”

Jeg ved ikke hvad du mener med løse filosoferinger, det kan være du vil præcisere? Jeg søger data I litteraturen når jeg har brug for disse bl.a. kan man I litteraturen læse at den tekniske water-gas shift reaction forløber ved en temperature på 800 – 1000 gr.C. Det er vist et stykke fra selv termofile bakteriers arbejdstemperatur eller tager jeg fejl?

“Og så bruge disse oplysninger til at regne på, hvad det vil koste at lave methan ved hjælp af en islandsk mudderbakterie.”

Hvad med at du gør det selv da du jo mener det er lige til?

“Dette kan jo næppe være interessant, hvis det koster mere end det giver?”

Jeg har I et tidligerer indlæg gjort opmærksom på at der er flere interessante forhold I dette projekt og der er langt flere en dem jeg har nævnt men du ser åbenbart kun projektet gennem en simpel købmandsbrille.

“Eller bekræfter diskussionen bare min opfattelse af, at energipolitkken først og fremmest har til formål at give beskæftigelse til akademikere, der i hvert fald ikke skal risikere at skulle stå til regnskab for et projekt?”

Det kan da godt være at du bliver bekræftet I dine egne fordomme og hvad så? Har du overvejet om du ikke selv er lidt slap I koderne? Med hensyn til energipolitikken går vi mod det fossil brændsels fri samfund så min primitive og amatøragtige vurdering er at vi kommer til at mangle kulbrinter.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 2
  • 0

Vor fortrffelige professor i almen teknisk kemi, Per Søltoft, sagde engang i en forelæsning: "Husk mine damer og herrer. Resultatets dimension er kroner og ører." Dette udelukker jo ikke, at man kan vælge løsninger, der ikke er økonomisk optimale, men man skal vide, hvad man gør. Jeg mener overhovedet ikke, at det er nemt at beregne en pris, og jeg agter ikke at forsøge, men når folk kommer og siger, at de vil bruge "billig vindmøllestrøm" og en islandsk bakterie til at lave methan, som bagefter skal opgraderes til naturgaskvalitet, så lyder dette så vidtløftigt, at det nok kan være rimeligt at bede om et prisoverslag, imdem ,am ofrer penge på et projekkt.

Ellers kunne det jo gå som med det skandaløse Inbicon i Kalundborg, hvor man dels har sat ca. 1 milliard skatteyder- og elkundekroner overstyr, og dels haft et energiforbrug, købt hos Asnæsværket på den anden side af hegnet, som medførte en væsentlig større udledning af kuldioxid end den dannede 2. ethanol kunne give i besparelser.

"Vi går mod det fossilfrie samfund." JA, det sagde cand. oeconen Fogh Rasmussen på en partikongres for snart en halv snes år siden, hvoraf det kan udledes, at venstrefløjen og de radikale ikke har monopol på løgn og bedrag.

En verden uden fossile brændsler vil aldrig kunne føde og klæde 6-7 milliarder mennesker, ihvert fald ikke uden massiv satsning på atomkraft.

PS. I 2012 producerede kernekraftværkerne Ringhals og Forsmark elektricitet til en omkostning på 185 kr/MWh, medens Anholt møllerne afregnedes til 1050 kr/MWh. Sidstnævnte som vinden blæser, medens Forsmark og Ringhals havde en kapacitetsudnyttelse på ca. 85%.

Så desværre. Dansk energipolitik er en paradeplads for fantaster og ignoranter. Og for folk, der ikke tager det så nøje, at de stikker grabberne dybt ned i andre folks tegnebøger.

  • 0
  • 2

“Ellers kunne det jo gå som med det skandaløse Inbicon i Kalundborg, hvor man dels har sat ca. 1 milliard skatteyder- og elkundekroner overstyr, og dels haft et energiforbrug, købt hos Asnæsværket på den anden side af hegnet, som medførte en væsentlig større udledning af kuldioxid end den dannede 2. ethanol kunne give i besparelser."

Noget tilsvarende gør sig gældende med biogas. Og det har noget med kulhydrats natur at gøre. Nemlig at kulstof i kulhydrat har oxidationstrin 0. Og der er ikke noget naturligt reduktionsmiddel til at reducerer kulstoffet. Så ved fermenteringen går halvdelen af kulstoffet kulhydratet i sit laveste OX = -4 (metan) og halvdelen af kulstoffet i sit højeste OX = +4 (carbondioxid). Der for er det nødvendig at tilfører et reduktionmiddel for at få et rimeligt indhold af kulbrinten metan i biogassen.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 0
  • 0

Så kan det velk ikke være upassende at bede om

  1. En redegørelse for hvorfor det er nødvendigt at omdanne biogas til naturgaskvalitet.
  2. Et overslag over omkostningerne ved denne proces.

Mvh

Søren Kjærsgård

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