Så lenge verden har råolje kan vi få flytende drivstoff – dyrere og dyrere. Så må vi – om ikke alle da har elbil – stole på flis, gass og kull som råstoff til bensin og diesel. Hvordan? Fischer-Tropsch er svaret. Men hva med CO₂?

Bildet over: Flytende drivstoff kan – i tillegg til av kull og naturgass – også lages av flis, som her ved treforgassingsanlegget til selskapet Güssi. Der henter de ut kjemikalier som så kan omdannes til motordrivstoff, men det blir dyre dråper … (Foto: Güssi)

Av Stein Bekkevold

Når Nordsjøen og andre går tomme for olje, og det fortsatt finnes biler som bruker bensin og diesel, kan det være en trøst å vite at en 120 år gammel prosess kan skaffe sakene – fra koks og kull. Og tre, forstadiet til kull, en prosess naturen brukte millioner av år på. Flis er tingen…

Fischer–Tropsch-prosessen (FT-metoden) bruker snål kjemi for å lage flytende drivstoff av hydrokarboner. Først ble bil- og flybensin prioritert, så kom dieselolje.

Metoden har navn etter gubbene Fischer og Tropsch, som i 1925–35 overførte den fra lab til industri. Reaksjonen ble tenkt ut alt i 1902, av herrene Sabatier og Senderens. Poenget var å levendegjøre drømmen om å få flytende hydrokarboner fra faste – altså å sette sammen molekyler av kullstoff C og hydrogen H, pluss litt oksygen O – for å lage hydrokarbon-drivstoff til fly, skip og biler. På den tiden var kull vanlig, mens råolje bare var noe som fantes i ørken og ødemark – og noen få steder i USA.

FT-prosessen startet med syntesegass, av hydrogen (H₂) og karbonmonoksid (CO). Reaksjonen skjer i ca. 200° C og normalt trykk, med et hjelpestoff (katalysator) av kobolt. Under 2. verdenskrig var prosessen, sammen med Bergius´ prosess, grunnlaget for syntetisk olje og bensin i Tyskland. Virksomheten ble nedlagt etter krigen, den hadde elendig lønnsomhet.

Syntese

Syntesegass ble tidligere laget av kull. Nå er rimelige produkter fra råolje (nafta og gassolje) og naturgass de viktigste råstoffene. Et viktig råstoff er naturgass-delen metan(CH₄), som fins over alt; på norsk sokkel er det mye.

Om det blir svært høy pris på olje og naturgass kan kull igjen bli aktuelt. Syntesegass lages som sagt med katalysator i høy temperatur, fra vanndamp (H₂O) og luft/oksygen. Gassen lagres ikke, men selges for videreforedling. Av gassen fås karbonmonoksid (CO) og hydrogen (H₂), som brukes i industriprosesser.

Produksjon og videreforedling av syntesegass – eller enkeltproduktene CO og H₂ – skjer i store, integrerte prosessanlegg. Ordet syntese kommer fra gresk syn (med) og thesis (blir, viser til) og brukes om kjemiske prosesser der valgte stoffer slås sammen og blir til andre.    

Om det blir storskala utvinning av motordrivstoff basert på kull kan anleggene bli seende ut som dette, Shells raffineri i Anacor. Liknende anlegg kan fange inn CO₂ og binde gassen – og lagre den i garantert tette berg-reservoarer særlig under Nordsjøen. (Foto: Shell)

Kull og flis

Gassen lages nå mest av naturgass og råolje; kull og flis brukes bare i liten grad. Når det blir mangel på flytende hydrokarboner – ikke minst for fly og skip – kan altså kull og flis bli en viktig energikilde, for storproduksjon.

Siden syntesegass også kan lages av naturgass (metan, CH₄), er Fischer–Tropsch-prosessen interessant. Dette gjelder særlig for land med mye gass – og kull. Men da må de finne metoder for lønnsom produksjon. Særlig vil de bruke metan (CH₄), hoved-delen av naturgass.

Naturgass er en blanding av enkle hydrokarboner – Nordsjøen er full av den – og kan inneholde mer enn metan, som nitrogen, karbondioksid og hydrogensulfid. Metan er godt egnet fordi den bare består av hydrogen og karbon. Innholdet av hydrogen (H) er – som du ser av formelen CH₄ – fire ganger større enn mengden karbon (C), dette gjør gassen svært interessant.

Diesel

To typer diesel lages med FT-metoden; marint drivstoff (bunkers) og bildiesel. Bildiesel går greit, fordi syntesegass lett kan endres til noe tyngre – som dieselolje. Denne ble utviklet etter bensin (motorsprit), da hurtiggående dieselmotorer i biler og traktorer kom.

Diesel har gode tennegenskaper (høyt cetantall), god kuldeoppførsel og lys farge. Flammepunktet ligger over 55 °C. Så lages også marin dieselolje (bunkers), et tyngre stoff for større skipsmotorer. Bunkers har moderate tenn- og kuldeegenskaper. Fargen går fra lys gul til mørk brun. Stoffet har et flammepunkt på + 60 °C.

Diesel for bil har petroleumsfraksjoner i kokeområdet 180–380 °C. Fargen kan være vannklar til lys brun, tetthet ca. 0,85 g/cm³. I vårt klima er viskositeten (seigheten) i kulde viktig.

Avhengig av sammensetning og opprinnelse, der voksinnholdet er kritisk, skjer en voksutfelling under fem minusgrader. Dette gir økt viskositet – flytetreghet – så drivstoffsystemet kan tettes igjen. Dette unngås ved å tilsette lette hydrokarboner som tynner oljen, uten å endre cetantallet.

Karbonfangst

Uansett hva du lager drivstoff av, så vil forbrenningen skape CO₂ og da blir spørsmålet: Rensing.

Karbonfangst kalles CCC, og må til skal vi fortsatt drive med forbrenning, om vi brenner noe annet enn fersk flis. For å fange CO₂ brukes kjemikalier som kobler seg til gassen (ammoniakk). Så må CO₂ tas ut. Da varmes blandingen, og gassen slipper taket. Da har vi to produkter: Ren CO₂ som vi kan håndtere og lagre, og kjemikaliene – som brukes om igjen.

Det å skille kjemikalier og CO₂ er dyrt, fordi det krever mye energi. CO₂-rensing er derfor mest lønnsomt i industri med overskuddsvarme,  for da kan varmen brukes i prosessen. Uansett må gebyrene for utslipp av CO₂ økes så kraftig at fangst lønner seg. Oljeselskapene må tvinges til teknologi-utvikling – med ris bak speilet. Teknikken er stort sett klar, investeringsviljen mangler.

Men om elbilene helt tar over er jo teknologien moden for historiebøker og museer…

Les også: Metanol – giften på tanken