211service.com
Odla biobränslen
Biobränslen som produceras av växt- och djurfoder växer med 10 procent per år. Men om biobränslen någonsin ska leverera mer än en liten andel av transportbränslen, kommer tekniken att behöva nya, mer effektiva produktionsmetoder. Det senaste tecknet på sådana investeringar i nya produktionsmetoder är Royal Dutch Shells partnerskap med den tyska biodieselinnovatören Choren Industries.
Chorens teknologi tar itu med en viktig begränsning med dagens biobränslen: de flesta börjar som råvaror som majssirap eller vegetabilisk olja, som redan efterfrågas som livsmedel. Så konkurrensen om dessa råvaror höjer priset på konventionella biobränslen och begränsar i slutändan till och med deras produktionsvolymer. En studie som nyligen beställts av den kanadensiska regeringen drog till exempel slutsatsen att om man avledde hälften av landets rejäla export av raps till inhemsk biodieselproduktion bara skulle ge tillräckligt med biodiesel för att möta 2,7 procent av nuvarande efterfrågan på diesel i Kanada.
Choren och andra biobränsleinnovatörer som den kanadensiska etanolutvecklaren Iogen (också samarbetat med Shell) arbetar istället med biomassa – organiska rester som sågspån – som finns lika mycket som de är billiga. Samma kanadensiska studie visade till exempel att biodieseln som produceras av bara 10 procent av landets jordbruksavfall skulle tillfredsställa 16,7 procent av dess aptit på diesel.
Choren bryter ner biomassa till en gasformig blandning av kolmonoxid och väte, och använder sedan katalysatorer för att återmontera denna syntesgas, eller syngas, till dieselbränsle. Historiskt sett utvecklade Nazityskland denna så kallade Fischer-Tropsch-process för att producera syntetiska bränslen från kol. Shell använder den för att producera diesel från naturgas.
Jämfört med kol och naturgas är dock biomassa en besvärlig råvara. Det beror på att det innehåller massor av stora, komplexa molekyler och samma utrustning som lätt bryter ner det mineraliserade kolet i kol choker på de tjärliknande kolvätena i biomassa.
Enligt Matthias Rudloff, chef för affärsutveckling för Choren, är resultatet en oren syntesgas som är olämplig för bearbetning. Tjäran fastnar överallt, på varje värmeväxlare. Rören blir igensatta på bara några timmar, säger Rudloff.
Men Chorens grundare Bodo Wolf vände tjäran till en fördel. Wolf kommer från tidigare Östtysklands förbränningsforskningsinstitut, där han hjälpte till att utveckla utrustning för att förvandla kol till kemikalier, motorbränslen och elektricitet. Han fann att den typ av högtemperaturprocesser som gynnas i Östtyskland var lämpade för att ta itu med biomassa. Hans viktigaste innovation var dock att lägga till ett bearbetningssteg i fronten.
Först värmer Chorens process upp biomassa till 500 C, vilket gör att tjärorna förvandlas till en gas. Den kolliknande rödingen som lämnas kvar mals sedan till ett pulver och blåses in i en högtemperaturkammare, tillsammans med den gasformiga tjäran. De resulterande kemiska reaktionerna och temperaturerna så höga som 1600 C bryter ner tjärorna och omvandlar samtidigt kolkolet till syngas som är tillräckligt ren för Fischer-Tropsch-kemi.
Steve Brown, Shells London-baserade kommersiella chef för biobränslen, säger att resultatet är ett inhemskt producerat bränsle som överträffar både petroleum och växtoljebaserad biodiesel. Brown säger att studier som står för varje joule energi som förbrukas vid odling eller pumpning av råmaterial och bränsleproduktion visar att bilkörning på förgasningsbiodiesel producerar 85-90 procent mindre klimatförändrande koldioxidetan med fossil diesel, medan konventionell biodiesel endast ger en minskning på 50 procent.
Att använda Chorens biodiesel genererar också mindre sot och smog eftersom bränslet inte innehåller något av det svavel som finns i konventionell diesel och få aromatiska kolväten, såsom bensen. Biltillverkarna DaimlerChrylser och Volkswagen, som hjälpte till att finansiera Chorens pilotanläggning, provkörde på dess bränslen och mätte en 30-50 procents minskning av avgassot och upp till 90 procent mindre smogbildande föroreningar, jämfört med de renaste kvaliteterna av konventionell diesel.
Shells pengar och expertis hjälper Choren att bygga världens första kommersiella biomassa-till-biodieselanläggning. I början av 2007 räknar företaget med att förbruka cirka 67 000 ton biomassa och pumpa ut 15 000 ton biodiesel årligen. Om allt går bra planerar Choren att bygga en serie större anläggningar som var och en kan pumpa 200 000 ton biodiesel per år.
Även i den skalan kommer Chorens biodiesel att vara dyr. Rudloff förutspår att Choren kommer att producera biodiesel för €0,70 per liter (cirka $3,10 per gallon). Det är marginellt mer än kostnaden för konventionell biodiesel och två till tre gånger mer än grossistdiesel i USA.
Shell's Brown varnar dock för att biodieselpriset per liter inte är hela historien. Han säger att Shell tror att biobränsleanvändningen kommer att fördubblas under de kommande fem åren eftersom den svarar på regeringens påtryckningar för att minska koldioxidutsläppen och stärka energisäkerheten, och att dessa fördelar i slutändan kommer att belönas. Priset per liter kan vara högre, säger Brown, men det kan vara mycket konkurrenskraftigt när det gäller priset per gram sparad CO2.
Brown säger att statliga incitament redan utjämnar villkoren. Många europeiska länder, inklusive Tyskland, Österrike, Italien och Spanien, befriar biodiesel från sina rejäla bränsleskatter. Dieselbränsle säljs för närvarande för 1,05 € per liter i Freiberg, varav 0,65 € är skatt. Det ger gott om utrymme för att garantera biodieselproducenter som Choren och Shell en vinst.
Det är därför inte förvånande att Shell i Tyskland – Europas ledande inom produktion och konsumtion av biodiesel – nu är en stor distributör av konventionell biodiesel. För närvarande köper företaget sin biodiesel från oberoende leverantörer och blandar sedan in upp till 5 procent i dieseln som de säljer över hela Tyskland. Utan tvekan föredrar de att sälja sina egna.