Så lenge verden har råolje har vi flytende drivstoff. Deretter må vi – om ikke alle har kjøpt elbil – stole på flis, gass og kull som råstoff. FLIS? Hvordan?

Fischer-Tropsch er svaret. Og hva med CO₂?

Bildet øverst: Uansett hvordan fremtidens personlige kjøretøy blir, må det drives med noe. For 14 år siden foreslo Toyota denne – drivlinjen kunne være hydrogenbrenselcelle, eller noe de kalte romfartsbatterier … (Foto: Toyota)

Av Stein Bekkevold

Det er ikke noe mystisk i at vi kan lage drivstoff av kull og flis, for i bensin og diesel er det nesten bare karbonatomer C og litt hydrogen H – hydrokarboner. Og litt til. Så når Nordsjøen stenger og det fortsatt er noen som må ha bensin og diesel, kan det være en trøst at en 120 år gammel prosess kan skaffe det – fra koks og kull. Og treflis, forstadiet til kull, en prosess naturen brukte millioner av år på.

Flis? Ja da. Fordi flis stort sett er cellulose. Som er karbohydrater – hoveddelen i planters cellevegg, det vanligste stoffet i naturen. Bomull er 90 prosent cellulose – navnet betyr «full av celler». Kjemisk formel (C₆H₁₀O₅) n og du ser at det er enormt mye C og H der. Som i bensin og diesel …

Om det blir storskala utvinning av drivstoff basert på kull (og/eller flis) kan anleggene bli som dette, Shells moderne senter i Anacortes nordvest i USA. Moderne petrokjemiske anlegg kan fange inn CO₂ og binde gassen – og lagre den i tette reservoarer som de under Nordsjøen, der Norge nå lagrer CO₂ i Utsirafeltet. (Foto: Shell)

Fischer–Tropsch

(FT-metoden) heter tryllingen, og den bruker hydrogen- og karbonkjemi for å lage drivstoff. I den historiske utviklingen ble bil- og flybensin prioritert, så kom dieselolje. FT har navn etter ingeniørene som i 1925–35 gjorde den praktisk brukbar. Det hele ble tenkt ut alt i 1902, av Sabatier og Senderens. Poenget var å lage flytende hydro-karboner av faste – å bygge molekyler av C og H, pluss oksygen O₂ – for å lage drivstoff til fly, skip og biler. Da var kull vanligst, råoljen lå stort sett urørt under Asias ørkener og ødemark – og noen steder i USA. Pluss alt som lå under Nordsjøen og andre hav.

Fra gass

Prosessen startet med syntesegass, bestående av hydrogen (H₂), og karbon-monoksid(CO). Det skjer i 200 °C med hjelpestoff (katalysator) av kobolt. Under 2. verdenskrig var prosessen, sammen med den til Bergius – kilde til syntetisk olje og bensin i Tyskland. Alt ble nedlagt i 1945, hadde forferdelig lønnsomhet. Sånt teller jo ikke i krig. Syntesegass kom da fra kull. I dag er rimelige saker fra råolje (nafta og gassolje) og gass viktigere.

Et annet viktig stoff er metan (CH₄), som fins over alt; på norsk sokkel har vi mye. Om det blir dyrt med metan kan kull igjen bli aktuelt. Syntesegass lages altså via katalysator, i høy temperatur – av damp (H₂O) og luft/oksygen. Gassen går til videreforedling. Da fås karbon-monoksid (CO) og hydrogen (H₂), til industriprosesser.

Videreforedling av CO og H₂ skjer i andre store anlegg. Ordet syntese kommer fra gresk syn (med) og thesis (blir, viser til) og gjelder prosesser der stoffer slås sammen og blir til andre.

Flytende drivstoff kan også lages av flis, – i tillegg til kull og naturgass – som her i forgassingsanlegget til Güssi. Der tar de ut (cellulosens) hydrokarboner og lager drivstoff, men det blir dyre dråper … (Foto: Güssi)

Kull og flis

Syntesegass lages nå oftest av naturgass og råolje; kull og flis brukes i liten grad. Når det blir mangel på råolje og gass, kan som sagt kull og flis bli aktuelt, for storproduksjon. Flis er smart fordi materialet IKKE er fossilt, det kom fra skogen og går tilbake som naturens byggemateriale CO₂ – og det er miljøsmart. Og: Siden syntesegass også kan lages av naturgass (med metan CH₄), er Fischer–Tropsch-prosessen interessant. Dette gjelder særlig for land med mye gass – og kull.

Men da må de utvikle lønnsom produksjon. Særlig vil de bruke metan (CH₄). Metan er flott fordi gassen bare består av hydrogen og karbon. Innholdet av hydrogen er – som du ser i formelen – hele fire ganger større enn mengden karbon (C), dette gjør gassen svært interessant.

Diesel

To typer diesel lages med FT; til skip (bunkers) og biler. Bil-diesel går greit fordi syntesegass da fortettes til dieselolje. Diesel ble historisk sett utviklet etter bensin (motorsprit), først da dieselmotorer kom i biler og traktorer.

Stoffet har gode tennegenskaper (høyt cetantall), god kuldeoppførsel og lys farge. Flammepunktet ligger over 55 °C. Bunkersolje har derimot ganske moderate tenn- og kuldeegenskaper. Fargen går fra lys gul til mørk brun. Stoffet har et flammepunkt på + 60 °C.

Bil-diesel tas i raffineriet ut oppe i råoljens kokeområde 180–380 °C. Fargen er vannklar til lys brun, tetthet ca. 0,85 g/cm³.

I vårt klima er viskositet (seighet) i kulde viktig. Avhengig av sammensetting og opprinnelse oppstår voksutfelling under fem minusgrader, med økt viskositet (flytetreghet) – og systemet tettes igjen. Dette unngås ved å tilsette litt lette hydrokarboner som tynner drivstoffet uten å endre cetantallet.

Karbonfangst

Samme hva du lager drivstoff av, så gir forbrenningen CO₂ og da blir utfordringen rensing. Karbonfangst (CCC) må til ved fossilbasert karbonforbrenning, men altså bare om vi brenner noe annet enn ny flis. For å fange CO₂ brukes stoff som binder gassen (ammoniakk). Her holdes CO₂ og blandingen varmes, så gassen slipper taket. Nå har vi to produkter: Ren CO₂ som føres vekk og lagres, og kjemikaliene – som brukes om igjen.

Det å skille kjemikalier og CO₂ krever mye energi. Rensing er mest lønnsomt i industri med overskuddsvarme, denne brukes i prosessen. Etter hvert må gebyrene for utslipp av CO₂økes så kraftig at fangst «lønner seg».

Oljeselskapene må tvinges til teknologiutvikling – med ris bak speilet. Teknikken er stort sett klar, investeringsviljen er så som så. Oslo har et prøveanlegg under bygging på Klemetsrud i sør. Men om elbilene tar over, passer jo fossilt drivstoff best i historiebøker og museer.

Bilde 1:

Bilde 2:

Bilde 3: Uansett hvordan fremtidens personlige kjøretøy blir, må det drives med noe. For 14 år siden foreslo Toyota denne – drivlinjen kunne være hydrogenbrenselcelle, eller noe de kalte romfartsbatterier …