Biobrændstof fra en beholder

Der produceres mere end fire milliarder tons råolie hvert år, og elektricitet fra vind, sol- og vandkraftværker kan ikke helt erstatte fossile energikilder. I bedste fald, vedvarende energi kan dække den energi, der er nødvendig for at drive alle elbiler og til at generere brint til brændselscellekøretøjer. Selv da, benzin ville stadig være nødvendig for at drive forbrændingsmotorer, som vil fungere i årtier fremover. Den eneste bæredygtige måde at holde os mobile på er at erstatte denne benzin med alternative brændstoffer.

Forskere ved Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems IMM, arbejder sammen med tolv forskergrupper fra syv lande i EU-projektet BIOGO, har udviklet en teknik til at producere netop sådan et miljøvenligt biobrændstof. Det nye brændstofs ingredienser kommer fra skove:"Træaffald og træbark er tilgængelige i store mængder i hele Europa, men indtil nu, er alle blevet ignoreret som en ressource. Det gør dem til et ideelt råmateriale, da de ikke behøver at være specielt dyrket og dermed ikke vil konkurrere med fødevareproduktionen, " forklarer prof. Gunther Kolb fra Fraunhofer IMM, der koordinerede EU-projektet. Hvad mere er, Brug af træaffald er klimaneutralt, siden omdannelse af det til brændstof til forbrænding kun frigiver kuldioxid, som træerne tidligere har udvundet fra atmosfæren, mens de voksede. Med andre ord, ingen yderligere drivhusgasser frigives til atmosfæren. Oven i købet, brændslet kan genereres fra træaffald, uanset hvor træer vokser. I modsætning til olie, det behøver ikke først at blive transporteret fra kilden til raffinaderier og derefter videre til tankstationer. "En vigtig komponent i BIOGO-konceptet er decentraliseret produktion, " siger Kolb. "For at opnå dette, Vi har udviklet mobile produktionsenheder, der kan placeres i containere og installeres, hvor der er brug for dem."

Mobile produktionsenheder

Et prototype nyt biobrændstofanlæg står i gården bag Fraunhofer Instituttet. Affaldsprodukter fra træindustrien omdannes i den hvide beholder til benzin af høj kvalitet.

"Målet med BIOGO-projektet var at udvikle et anlæg, der kunne passe i en 40 fods container med standardmål på 12 x 3 x 3 meter, og som kunne rumme alle procedure- og behandlingstrin, " sådan forklarer Kolb resultatet af fire års intensiv forskning og udvikling. "Samtidig vi skulle gøre fremstillingsprocessen så miljøvenlig og ressourceeffektiv som muligt.

I en første procesfase udviklet af det italienske firma Spike Renewables, træaffaldet opvarmes for at danne en mørk, tyktflydende pyrolyseolie. Dette kan viderebearbejdes i det mobile anlæg. Reaktionskamrene til dette formål, kaldet mikroreaktorer, er udviklet af forskere ved Fraunhofer Instituttet i Mainz. Den første reaktor omdanner pyrolyseolien til syntesegas ved at tilføre varme, luft, og damp. Denne gas bruges til at producere methanol i andet trin. Udvinder ilten fra dette, resulterer i syntetisk benzin. "Udfordringen var at optimere processen, så vi ville ende med et brændstof, der kemisk ikke kan skelnes fra standardbenzin, siger Kolb.

Nanokatalysatorer sparer ressourcer

Katalysatorer er nødvendige for at accelerere de kemiske reaktioner. Indtil nu, store mængder ædle metaller og sjældne jordarters grundstoffer var nødvendige for at fremstille sådanne katalysatorer. I BIOGO-projektet, forskere hos Teer Coatings udviklede en metode til at påføre små klynger af katalytisk aktive stoffer på overflader. Dette producerer højtydende nanokatalysatorer, der sparer ressourcer.

Det sidste trin, der var nødvendigt for at udvikle det mobile produktionsanlæg, var at integrere hele teknologien i en container, der kunne opfylde alle sikkerheds- og brandbeskyttelseskrav. Fraunhofer-forskere sammen med Microinnova, en østrigsk partner i projektet, leverede den tekniske ekspertise til anlæggene. EcoTrainer@-beholderteknologien er udviklet af virksomheden Evonik. Prototypen blev designet til at rumme endnu større reaktorer. I de kommende år, BIOGO-holdene planlægger at videreudvikle anlægget, med det mål at producere så meget som 1000 liter øko-brændstof om dagen.

Er det sandsynligt, at vi vil se benzin forsvinde fra tankstationer og blive solgt i skoven sammen med containere? "Det vil afhænge af de politiske omstændigheder, " siger Kolb. "Så længe olieprisen forbliver på det nuværende niveau, den nye teknologi vil ikke være i stand til at konkurrere. Nøglespørgsmålet bliver, om vi i Europa virkelig ønsker at bevæge os væk fra fossile råstoffer og er parate til at fritage øko-brændstoffer for beskatning eller subsidiere deres produktion."

Tak til BIOGO, ekspertisen til at producere bæredygtigt brændstof findes. Da det træbaserede brændstof har de samme kemiske egenskaber som almindelig benzin, det nye råmateriale kan enten blandes i benzin eller gradvist erstatte det helt. I mellemtiden, Mainz forskningsteam håber også at kunne bruge de decentrale og fleksible beholdere til andre applikationer:Den kemiske og petrokemiske industri, for eksempel, har vist stor interesse for minifabrikskonceptet. Kemivirksomheder kunne bruge containere til at gøre deres processer mere fleksible og reagere hurtigere på deres kunders behov.