När jordbruksöverskottsbiomassa som halm, flytande gödselfibrer och djupströ värms upp till 5-600°C i en syrefattig miljö (pyrolys), uppstår två produkter:biokol och pyrolysgas. En liten mängd energi behövs för att starta pyrolysen. Annars är detta en sluten krets som inte kräver ytterligare energiförsörjning. DTU:s pyrolysteknik kräver endast 5 procent av den utvunna energin för att fungera. Kredit:Claus Lunau
Med hjälp av pyrolys kan halm och flytgödsel värmas till mycket höga temperaturer och bli biokol och gas. Biokolet kan spridas på åkrar och lagras i hundratals år som en del av CO2 av biomassan. Gasen kan användas för el- och värmeproduktion eller uppgraderas till flygbränsle.
Halmrester, flytande gödselfibrer och djupströ (materialet som boskapen står på i ladugårdar och stall, red.) kan ingå som viktiga ingredienser i en central jordbruksklimatlösning. Detta underströks när regeringen i våras presenterade sin klimat- och jordbruksplan Grön omställning av jordbruket. Lösningens tekniska stödpunkt är pyrolys. Pyrolys värmer upp biomassan till mycket höga temperaturer i en syrefattig miljö och torrifierar på så sätt materialet. Produktionen av torrifierad biomassa – även kallad biokol – är ett enkelt och billigt sätt att fånga och lagra CO2 , förklarar Ulrik Birk Henriksen, seniorforskare vid DTU Kemiteknik.
"Kolavskiljningen sker när växterna tar upp kolet från atmosfären under fotosyntesen. Första steget i kollagringen sker när växtrester genomgår pyrolys och omvandlas till biokol. Pyrolys binder upp till 50 procent av kolet från originalet. biomassa i biokol Det andra steget i lagringen är när biokolet sprids på jordbruksmark – och eftersom biokol bryts ner mycket långsamt – kan vi potentiellt lagra atmosfärisk CO2 i upp till flera hundra år, säger Ulrik Birk Henriksen.
Han tillägger att forskare från Aarhus Universitet har visat att biokolet är till ytterligare fördelaktig användning i marken, eftersom det både har en gödslande effekt och förbättrar markstrukturen. Dessutom bryter pyrolysen även ned oönskade ämnen som mikroplaster, hormoner samt medicin- och bekämpningsmedelsrester som har hamnat i biomassa.
Upp till hälften av biomassans kol ’fångas’ i biokolet som kan spridas ut på de fält där kolet har markförbättrande egenskaper. Kolet som biomassan har tagit upp från atmosfären genom fotosyntes när det var i växtform kan lagras i marken i hundratals år. Kredit:Claus Lunau
En väg till fossilfria bränslen
Tillsammans med sin tidigare kollega Jesper Ahrenfeldt har Ulrik Birk Henriksen arbetat med pyrolys i många år på DTU och samarbetet har nu flyttats till SkyClean där Ahrenfeldt idag är anställd. Stiesdal Fuel Technologies – med Henrik Stiesdal i spetsen – står bakom SkyClean och investerar i uppskalning av pyrolysanläggningen för att påskynda utvecklingen av tekniken som kan minska koldioxidutsläppen inom jordbrukssektorn.
Visionen för pyrolystekniken sträcker sig bortom kolavskiljning och lagring. Utöver biokol skapar pyrolys även gas, som kan utnyttjas på flera sätt. Den enklaste applikationen är att bränna gasen för att producera el och värme. Emellertid kan pyrolysgas också användas för att producera metanol. Dessutom kan tjärämnena separeras från pyrolysgasen och uppgraderas till olja, som sedan kan vidareförädlas och användas för produktion av flytande bränslen för exempelvis flygplan.
Pyrolysgasen kan användas för att producera metanol, eller så kan tjäror separeras från gasen och uppgraderas till olja. Oljan kan sedan raffineras ytterligare och användas för att producera flytande bränslen för exempelvis flygplan. Detta kräver väte, som kan produceras med förnybar energi som vindkraft. Kredit:Claus Lunau
"På så sätt kan vi ersätta fossila bränslen med hjälp av pyrolys. Lösningen är dock fortfarande några år bort, eftersom det kräver ytterligare forskning och utveckling. Men vi jobbar verkligen på det", säger Ulrik Birk Henriksen, som anser att denna del av tekniken kan vara på plats 2030.
Forskaren förblir oberörd när det nämns kritiken att det inte finns tillräckligt med biomassa för att pyrolys ska bli en betydande metod för att minska kolinnehållet i atmosfären.
Pyrolysgasen kan också brännas för att producera värme och elektricitet. Kredit:Claus Lunau
"Det finns massor av överskottsbiomassa i den danska jordbrukssektorn. Vi har gjort beräkningar på detta. Det är dock sant att biomassa är en knapp resurs, så den måste användas på rätt sätt, och vi tror att så är fallet här. —med pyrolys—kan vi effektivt ta bort och lagra CO2 från atmosfären på ett väldigt billigt sätt, säger Ulrik Birk Henriksen.
Regeringens förslag till grön omställning av jordbrukssektorn räknar med totalt CO2 minskning inom jordbrukssektorn med 7,1 miljoner ton CO2 motsvarande till 2030. Pyrolystekniken står för det största bidraget i denna process, eftersom pyrolysen – enligt regeringens beräkningar – säkerställer Danmark en minskning med totalt två miljoner ton CO2 motsvarigheter.
