Irankrigets effekter p\u00e5 oliemarkedet har sat et \u00f8get fokus p\u00e5 EU's planer for egen produktion af fossilfrit flybr\u00e6ndstof. Men EU-reglerne for syntetiske flybr\u00e6ndstoffer risikerer at styre udviklingen mod produktionsveje, der er b\u00e5de dyrere og mere energikr\u00e6vende end n\u00f8dvendigt \u2013 og som dermed g\u00f8r det sv\u00e6rere at n\u00e5 klimam\u00e5lene. Det viser en Chalmers-studie, der har analyseret forskellige metoder til at fremstille syntetisk methanol.<\/p>\n\n\n\n
Sidste \u00e5r blev der indf\u00f8rt regler, der kr\u00e6ver en iblanding af mindst 2 procent b\u00e6redygtigt flybr\u00e6ndstof i EU's lufthavne. Dette indblandingskrav vil gradvist stige til mindst 70 procent i 2050. Halvdelen af det b\u00e6redygtige flybr\u00e6ndstof skal da udg\u00f8res af en kategori kaldet RFNBO: vedvarende br\u00e6ndstof af ikke-biologisk oprindelse<\/em>. Det er syntetiske br\u00e6ndstoffer, ogs\u00e5 kaldet e-br\u00e6ndstoffer, som fremstilles af vedvarende brint og indfanget kuldioxid.<\/p>\n\n\n\n Nu viser forskere p\u00e5 Chalmers, at RFNBO-reglerne favoriserer en \u201domvej\u201d i produktionen af syntetiske br\u00e6ndstoffer, hvilket risikerer at \u00f8ge b\u00e5de omkostningerne og energiforbruget.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Reglerne p\u00e5virker ikke kun industriens investeringer i teknologi, men ogs\u00e5 hvilken forskning og udvikling der prioriteres. I stedet for at drive innovation mod de mest effektive l\u00f8sninger risikerer vi at l\u00e5se os fast ved mindre ressourceeffektive produktionsmetoder, siger Henrik Thunman, professor i energiteknik p\u00e5 Chalmers og medforfatter til den videnskabelige artikel.<\/p>\n\n\n\n Tusindvis af nye fabrikker vil v\u00e6re n\u00f8dvendige globalt for at im\u00f8dekomme den stigende eftersp\u00f8rgsel efter b\u00e6redygtigt flybr\u00e6ndstof i de kommende \u00e5rtier. Det drejer sig om meget store investeringer til anl\u00e6g med lang levetid.<\/p>\n\n\n\n Chalmers-forskere har studeret produktion af syntetisk metanol, som er et eksempel p\u00e5 br\u00e6ndstofmolekyler, der kan omdannes til b\u00e6redygtigt flybr\u00e6ndstof. Det er et repr\u00e6sentativt eksempel til at analysere, hvordan forskellige produktionsveje p\u00e5virker ressourceforbruget ved fremstilling af s\u00e5danne br\u00e6ndstofmolekyler.<\/p>\n\n\n\n Disse energirige molekyler kan produceres ved at kulstofatomer og brint bringes sammen i kemiske processer. I studie<\/u><\/a> Forskerne sammenlignede tre forskellige produktionsveje for metanol, hvor kulstofatomerne stammer fra biomasse \u2013 s\u00e5kaldt biogent kulstof. To af metoderne bygger p\u00e5 forbr\u00e6nding af biomasse, hvor kuldioxid indfanges fra r\u00f8ggasserne og derefter blandes med brint, der produceres separat med elektricitet. Den tredje bygger p\u00e5 forgasning, hvor opvarmet biomasse omdannes direkte til synthes\u00edsgas, som indeholder b\u00e5de kulstof og brint.<\/p>\n\n\n\n Alle tre produktionsruter er teknisk gennemf\u00f8rlige, og b\u00e5de r\u00e5materialet og slutproduktet kan v\u00e6re det samme. Til geng\u00e6ld adskiller de sig tydeligt i forhold til energiforbrug, omkostninger og elbehov.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Forgassningsalternativet viste sig at v\u00e6re mest ressourceeffektivt i vores analyse, med op til 46 procent lavere produktionsomkostninger og 30 procent lavere elbehov end de to forbr\u00e6ndingsbaserede alternativer. Forskellen viser, hvor store energitab der kan opst\u00e5, n\u00e5r biomasse f\u00f8rst forbr\u00e6ndes til kulstof, som derefter genopbygges til br\u00e6ndstofmolekyler ved hj\u00e6lp af store m\u00e6ngder el og brint, siger Johanna Beiron, forsker i fysisk resursteori ved Chalmers og f\u00f8rsteforfatter til artiklen.<\/p>\n\n\n\n Trods dette begunstiges forbr\u00e6nding betydeligt mere end forgasning af EU-reglerne. RFNBO-kategorien \u2013 som skal udvides fra t\u00e6t p\u00e5 nul i dag til en andel p\u00e5 35 procent af alt flybr\u00e6ndstof i EU i 2050 \u2013 omfatter alt br\u00e6ndstof fra forbr\u00e6ndingsalternativerne, men udelukker omkring halvdelen af br\u00e6ndstoffet fra forgasning.<\/p>\n\n\n\n Anledningen er, at RFNBO ikke m\u00e5 produceres med energi og kulstofatomer, der kommer direkte fra biomasse, hvilket de i vid udstr\u00e6kning g\u00f8r ved forgasningsproduktion. Dertil kommer, at det er tilladt at anvende kulstofatomer fra biomasse ved forbr\u00e6nding, hvis det sker gennem opsamling af den kuldioxid, der dannes, n\u00e5r biomasse anvendes til andre energiform\u00e5l. Et eksempel p\u00e5 dette er forbr\u00e6nding af restprodukter fra skovbrugsindustrien i kraftvarmev\u00e6rker.<\/p>\n\n\n\n Men s\u00e5dant restmaterial kan s\u00e5ledes anvendes mere ressourceeffektivt gennem forgasning.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Den ene forbr\u00e6ndingsbaserede mulighed, vi analyserede, var processen i kraftvarmev\u00e6rker, siger Johanna Beiron. Den har en lavere omkostnings- og energieffektivitet end forgasning, selv n\u00e5r vi regner den ekstra el med, som er n\u00f8dvendig for at erstatte for eksempel den fjernvarme, som forbr\u00e6ndingsprocessen kan bidrage med.<\/p>\n\n\n\n Form\u00e5let med RFNBO-klassificeringen er blandt andet at fremme \u00f8get produktion af vedvarende elektricitet til fremstilling af gr\u00f8nt brint, og at reducere afh\u00e6ngigheden af biomasse, som er en begr\u00e6nset ressource.<\/p>\n\n\n\n Men kulstofatomer til det syntetiske flybr\u00e6ndstof skal hentes et sted fra. Biomasse forventes at blive den mindst bekostelige fossilfri kulstofkilde til RFNBO, og forskere vurderer, at de nuv\u00e6rende regler vil f\u00f8re til en meget h\u00f8j eftersp\u00f8rgsel p\u00e5 kulstof fra forbr\u00e6nding af biomasse. I stedet for at reducere behovet for biomasse risikerer EU-reglerne tv\u00e6rtimod at fremme en mindre energieffektiv anvendelse af den begr\u00e6nsede biomasse.<\/p>\n\n\n\n - Reglerne tager ikke tilstr\u00e6kkeligt hensyn til, hvor effektivt forskellige systemer bruger energi og ressourcer, siger Henrik Thunman. Unders\u00f8gelsen belyser s\u00e5ledes et strukturelt sp\u00f8rgsm\u00e5l i EU's energi- og industripolitik: Styringen risikerer at modarbejde sine egne m\u00e5l, n\u00e5r definitionerne af b\u00e6redygtige br\u00e6ndstoffer ikke stemmer overens med grundl\u00e6ggende energiprincipper og med Unionens overordnede ambitioner for ressourceeffektivitet.<\/p>\n\n\n\n Forskerne h\u00e5ber, at deres fund vil bidrage til \u00f8get viden om, hvilke teknikker og systemer der er tilg\u00e6ngelige.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Det er overraskende, at EU's regler ikke i h\u00f8jere grad styr mod de mest effektive alternativer, siger Johanna Beiron. Det nuv\u00e6rende regelv\u00e6rk risikerer at f\u00f8re til en fastl\u00e5sning i forbr\u00e6ndingsbaserede energisystemer, selvom der allerede findes teknisk modne processer, der ville give b\u00e5de lavere energiforbrug og omkostninger \u2013 for eksempel forgasning og elektrificering af fjernvarme.<\/p>\n\n\n\n \u2013 Vores unders\u00f8gelse viser, at visse dele af rammev\u00e6rket sandsynligvis skal justeres, for at EU kan n\u00e5 sine langsigtede m\u00e5l, siger Henrik Thunman. Der er behov for bedre koordination mellem klimam\u00e5l, ressourceeffektivitet og industriel gennemf\u00f8rlighed for at h\u00e5ndtere den nuv\u00e6rende usikkerhed. Det g\u00f8r det vanskeligt at tr\u00e6ffe rationelle investeringsbeslutninger for de kommende \u00e5rs storskalaudvidelse af b\u00e6redygtigt flybr\u00e6ndstof.<\/p>\n\n\n\n Mere om: forskningen<\/strong><\/p>\n\n\n\n Studiet Fokuseret p\u00e5 RFNBO'er \u2013 Vil EU-mandater for syntetiske flybr\u00e6ndstoffer med direkte anvendelse f\u00f8re til nedsat energi- og omkostningseffektivitet?<\/u><\/em><\/u><\/a> <\/em>er udgivet i tidsskriftet Br\u00e6ndstof<\/em>. Den har utf\u00f6rts av Chalmersforskarna <\/em>Johanna Beiron, Simon Harvey og Henrik Thunman.<\/p>\n\n\n\n Forskningen er en del af projektet FUTNERC, Transformatorisk \u00e6ndring mod netto negative emissioner i svenske raffinaderi- og petrokemiske industrier<\/em>. Det er et fem\u00e5rigt forskningsprojekt, som finansieres med 50 procent af Energimyndigheden og med 25 procent hver af virksomhederne VaroPreem og Borealis. Projektet har som m\u00e5l at s\u00e6tte fart p\u00e5 omstillingen i kemiindustrien for senest i 2050 at opn\u00e5 netto-negative udledninger af drivhusgasser fra raffinaderier og kemiske industrier.<\/p>\n\n\n\n Mere om: de tre metoder til fremstilling af syntetisk metanol<\/strong><\/p>\n\n\n\n Forskerne valgte at unders\u00f8ge produktionen af netop metanol, da det er et tydeligt eksempel til at vise, hvordan den samlede effektivitet ved br\u00e6ndstofproduktion p\u00e5virkes af, om kulstoffet anvendes direkte i form af kulstofholdig gas fra biomasse, eller f\u00f8rst omdannes til kuldioxid, som derefter opbygges igen ved hj\u00e6lp af brint. I studiet sammenlignes tre etablerede, men endnu ikke kommercielt anvendte, produktionsveje baseret p\u00e5 vedvarende brint og biomasse i form af restprodukter fra skovindustrien.<\/p>\n\n\n\n Forbr\u00e6nding med CO2-fangst<\/p>\n\n\n\n Biomasse forbr\u00e6ndes, og kuldioxid udvindes fra r\u00f8ggassen. Derefter tilf\u00f8res brint, der er produceret separat ved hj\u00e6lp af vand og elektrisk energi. Kuldioxiden reagerer med brinten i en katalytisk proces, der danner methanol.<\/p>\n\n\n\n 2. Forbr\u00e6nding med kuldioxidopsamling og samtidig energiproduktion 3. Forgasning af biomasse Mere om: EU's regelv\u00e6rk<\/strong><\/p>\n\n\n\nStor forskel p\u00e5 forskellige veje mellem samme r\u00e5vare og slutprodukt<\/h4>\n\n\n\n
Direkte produktionsrute kan frav\u00e6lges p\u00e5 grund af reguleringens udformning<\/h4>\n\n\n\n
Styringen risikerer at modarbejde sine egne m\u00e5l<\/h4>\n\n\n\n
Tilpassede regler kan v\u00e6re n\u00f8dvendige for en effektiv overgang<\/h4>\n\n\n\n
\n
Ligner den f\u00f8rste vej, men forbr\u00e6ndingen bruges ogs\u00e5 til at producere elektricitet eller varme, f.eks. til fjernvarmesystemer. Unders\u00f8gelsen inkluderer ogs\u00e5 den ekstra elektricitet, der kr\u00e6ves for at erstatte denne form for energi.<\/p>\n\n\n\n\n
Biomasse omdannes gennem forgasning til en syntesegas, der best\u00e5r af kulilte og brint, som derefter anvendes direkte i metanolsyntesen. Under forgasningen dannes der ogs\u00e5 en vis m\u00e6ngde kuldioxid, som ogs\u00e5 kan danne metanol sammen med begr\u00e6nsede m\u00e6ngder ekstra tilf\u00f8rt brint.<\/p>\n\n\n\n\n