Biomassa från skogsbruk kan bli effektiv bioenergi. Särskilt med så kallad bränsledesign, där sammansättningen förändras genom blandning av olika biomassor eller med tillsats av andra ämnen. Då kan förbränningen bli renare och ge mindre drift- och miljöproblem, visar forskning vid Umeå universitet.
I dag påverkar energianvändningen vår miljö och vårt klimat negativt, genom användandet av fossila energibärare. Bioenergi är därför en viktig pusselbit i arbetet med utfasningen av fossila bränslen. FN:s klimatpanel IPCC slår fast att alla tillgängliga förnyelsebara tekniker bör användas på bästa sätt.
Om vi bättre använde biomassa från till exempel restprodukter från skogs- och jordbruket till energi (värme, el, transport med mera) skulle vi kunna öka andelen bioenergi på ett hållbart vis, med minskad belastning på miljön och människors hälsa.
Det finns en del utmaningar med förbränning av sådan biomassa, till exempel tekniska och miljömässiga problem med slaggbildning, korrosion, eller utsläpp av partiklar till luften. Sådana problem uppstår bland annat eftersom bränslet har en kemisk sammansättning som leder till att oönskade föreningar bildas.
Ändrad sammansättning kan ge renare förbränning
Men genom att ändra bränslets sammansättning, exempelvis genom att blanda två olika biomassor eller tillsätta en låg dos av ett så kallat additiv, kan man undvika att sådana föreningar och efterföljande problem uppstår. Därmed blir det möjligt att använda en del av redan tillgänglig biomassa på ett mer genomtänkt sätt. Det är en lösning när bioenergi ska spela en allt viktigare roll.
När den nya bränsleblandningens totala kemiska sammansättning designas utifrån noggranna analyser, och med ett specifikt syfte, kan processen kallas för bränsledesign.
I en avhandling vid Umeå universitet presenterar Anders Rebbling dels verktyg för att dels förutse oönskade reaktioner och problem vid förbränning av biomassa, dels metoder för att motverka dem.
Fungerar i industriell skala
Det finns två grundprinciper för bränsledesign; att blanda två eller flera bränslen med olika sammansättning, eller att använda olika typer av additiv. Flera delstudier har genomförts med bränsleblandningar, respektive additiv för att tillföra till exempel kalcium och svavel, samt lermineralet kaolinit. Arbetet har bedrivits från en teoretisk askkemisk modell, via laboratorie- och bänkskaleförsök, för att slutligen visa att konceptet med bränsledesign fungerar i industriell skala. Det är ett viktigt steg i kunskapsöverföring och implementering i samhället.
Bränsledesign möjliggör alltså en ökad användning av biomassa i världens energisystem, i enlighet med det som rekommenderas av FN:s klimatpanel.
Förutom att minska problem med skadliga utsläpp vid förbränning, kan strategin bidra till att bredda råvarubasen för biobränslen och öka användningen av återvunna resurser i energisystemet.
Avhandling:
Application of fuel design to mitigate ash-related problems during combustion of biomass
Kontakt:
Anders Rebbling, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet, anders.rebbling@umu.se
