Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Hvordan landbrugssektoren kan opsamle og lagre CO2

Når landbrugets overskudsbiomasse som halm, flydende gødningsfibre og dybstrøelse opvarmes til 5-600°C i et iltfattigt miljø (pyrolyse), opstår to produkter:biokul og pyrolysegas. En lille mængde energi er nødvendig for at starte pyrolysen. Ellers er dette et lukket kredsløb, der ikke kræver yderligere energiforsyning. DTU’s pyrolyseteknologi kræver kun 5 procent af den udvundne energi for at køre. Kredit:Claus Lunau

Ved hjælp af pyrolyse kan halm og gylle opvarmes til meget høje temperaturer og blive til biokul og gas. Biokullet kan spredes på marker og lagres i hundreder af år som en del af CO2 af biomassen. Gassen kan bruges til el- og varmeproduktion eller opgraderes til flybrændstof.

Halmrester, flydende gødningsfibre og dybstrøelse (det materiale, som husdyrene står på i kostald og stalde, red.) kan indgå som vigtige ingredienser i en central landbrugsklimaløsning. Det blev understreget, da regeringen i foråret fremlagde sin klima- og landbrugsplan Grøn omstilling af landbruget. Løsningens teknologiske omdrejningspunkt er pyrolyse. Pyrolyse opvarmer biomassen til meget høje temperaturer i et iltfattigt miljø og tørrificerer dermed materialet. Produktionen af ​​torrefificeret biomasse – også kaldet biokul – er en nem og billig måde at opfange og opbevare CO2 , forklarer Ulrik Birk Henriksen, seniorforsker ved DTU Kemiteknik.

"Kulstoffangsten sker, når planterne optager kulstoffet fra atmosfæren under fotosyntesen. Det første trin i kulstoflagringen sker, når planterester gennemgår pyrolyse og omdannes til biokul. Pyrolyse binder op til 50 procent af kulstoffet fra det oprindelige. biomasse i biokullet. Andet trin i lagringen er, når biokullet spredes på landbrugsjord – og fordi biokul nedbrydes meget langsomt – kan vi potentielt lagre atmosfærisk CO2 i op til flere hundrede år,« siger Ulrik Birk Henriksen.

Han tilføjer, at forskere fra Aarhus Universitet har påvist, at biokullet er til yderligere gavnlig nytte i jorden, da det både har en gødningseffekt og forbedrer jordstrukturen. Derudover nedbryder pyrolyse også uønskede stoffer som mikroplast, hormoner samt medicin- og pesticidrester, der er endt i biomasse.

Op mod halvdelen af ​​biomassens kulstof ’fanges’ i biokullet, som kan spredes ud på de marker, hvor kullet har jordforbedrende egenskaber. Det kulstof, som biomassen har optaget fra atmosfæren ved hjælp af fotosyntese, da det var i planteform, kan lagres i jorden i hundreder af år. Kredit:Claus Lunau

En vej til fossilfrie brændstoffer

Ulrik Birk Henriksen har sammen med sin tidligere kollega Jesper Ahrenfeldt arbejdet med pyrolyse i mange år på DTU, og samarbejdet er nu flyttet til SkyClean, hvor Ahrenfeldt i dag er ansat. Stiesdal Fuel Technologies – ledet af Henrik Stiesdal – står bag SkyClean og investerer i opskalering af pyrolyseanlægget for at accelerere udviklingen af ​​teknologien, der kan reducere kulstofemissioner i landbrugssektoren.

Visionen for pyrolyseteknologien går ud over kulstoffangst og -lagring. Udover biokul skaber pyrolyse også gas, som kan udnyttes på flere måder. Den enkleste anvendelse er at brænde gassen for at producere elektricitet og varme. Imidlertid kan pyrolysegas også bruges til at fremstille methanol. Derudover kan tjærestofferne adskilles fra pyrolysegassen og opgraderes til olie, som derefter kan videreforædles og bruges til produktion af flydende brændstoffer til eksempelvis fly.

Pyrolysegassen kan bruges til at producere methanol, eller tjære kan adskilles fra gassen og opgraderes til olie. Olien kan derefter raffineres yderligere og bruges til at producere flydende brændstoffer til for eksempel fly. Dette kræver brint, som kan produceres ved hjælp af vedvarende energi såsom vindenergi. Kredit:Claus Lunau

"På den måde kan vi erstatte fossile brændsler ved hjælp af pyrolyse. Løsningen er dog stadig et par år væk, for det kræver yderligere forskning og udvikling. Men vi arbejder virkelig på det," siger Ulrik Birk Henriksen, der mener, at denne del af teknologien kan være på plads i 2030.

Forskeren forbliver uberørt, når man nævner kritikken af, at der ikke er tilstrækkelig biomasse til, at pyrolyse kan blive en væsentlig metode til at reducere kulstofindholdet i atmosfæren.

Pyrolysegassen kan også brændes for at producere varme og elektricitet. Kredit:Claus Lunau

"Der er masser af overskudsbiomasse i det danske landbrug. Det har vi lavet beregninger på. Det er dog rigtigt, at biomasse er en knap ressource, så den skal bruges hensigtsmæssigt, og det mener vi, at det er tilfældet her. —med pyrolyse — kan vi effektivt fjerne og opbevare CO2 fra atmosfæren på en meget billig måde,« siger Ulrik Birk Henriksen.

Regeringens forslag til en grøn omstilling af landbrugssektoren lægger op til en samlet CO2 reduktion i landbrugssektoren på 7,1 millioner tons CO2 svarende til 2030. Pyrolyseteknologi står for det største bidrag i denne proces, da pyrolyse ifølge regeringens beregninger sikrer Danmark en reduktion på i alt to millioner tons CO2 ækvivalenter.

Varme artikler