Vätgas av koldioxid och växtrester

Förnybar vätgas bedöms inte längre som en utopi i den framtida energiförsörjningen utan som ett realistiskt inslag. Huvudspåret är att tillverka vätgas med vatten och el genom elektrolys. I dag görs vätgas oftast av fossil naturgas.

Nu jobbar forskare från LTH, Lunds universitet på ett nytt spår: att i stället utnyttja de växtrester som blir över från skogs- och jordbruksindustrin och som i dag ofta eldas upp som exempelvis fjärrvärme. 

Energieffektivare än elektrolys

Genom att i stället värma upp dessa kvistar och andra slydelar i en sluten miljö med syreunderskott omvandlas biomassan till en energirik svartgeggig olja, så kallad pyrolysolja, och pyrolysgas. Det blir inga utsläpp från detta steg. 

I nästa steg förbränns pyrolysgasen och man låter pyrolysoljan reagera med den koldioxid som bildas. Resultatet blir framför allt vätgas – vilken exempelvis kan användas som energibärare eller som råvara för kemisk industri.

– Vi hoppas att tekniken kan bli ett alternativ till vätgastillverkning med mindre energiförluster än elektrolys, säger Christian Brackmann, lektor i Förbränningsfysik vid LTH och koordinator för projektet.

– En ytterligare fördel är att processen inte heller kräver katalysatorer, som ofta består av sällsynta och dyrbara material.

Bonus med biokol

Sammantaget hoppas man minska tillförsel av koldioxid i atmosfären med detta upplägg. 

I processen skapas också biokol som kan användas som näringstillskott i odlingsjord. På detta sätt hanteras också kväve i ett kretslopp, eftersom kväve kan tillföras biokolet. 

Tekniken ska först utvecklas för labb-skala år 2028, varefter nästa steg kan bli studier i en pilotanläggning.

Hur unik är denna metod?

– Stegen har tidigare funnits var för sig men det nya är att kombinera dem till en sammanhållen process och dessutom göra den flexibel så att den kan anpassas utifrån de förutsättningar som finns på platsen. Fast just tekniken för förbränning av pyrolysgasen som ger energi till reaktionen med pyrolysolja och CO2 är ny, säger Christian Brackmann.  

Vilka utmaningar finns med metoden?

– Det handlar om att identifiera lämplig skala för metod, koldioxidinfångning och lämplig balans avseende produktion av biokol och syngas, som är en blandning av gaserna kolmonoxid och vätgas. Ska man maximera output av syngas eller möjligheter för upptag av CO2 och kväve?

Så här fungerar tekniken

Som ett första steg tillverkas pyrolysolja och biogas genom att växtrester från skogs- och jordbruk värms upp i en syrefri sluten miljö.

I nästa steg låter forskarna pyrolysoljan reagera med CO2. Då bildas syntesgas som är en blandning av gaserna kolmonoxid och vätgas. Syntesgasen, även kallad syngas, kan uppgraderas och användas vidare i energiproduktion och syntes i kemisk industri. Utöver pyrolysolja får man biokol som kan ge upptag av CO2 samt kväve och användas som näringstillskott i odlingsjord.

Processen kan anpassas och skräddarsys för olika tillämpningar.

Den här tekniken ska inte sammanblandas med CCS, Carbon capture and storage, som går ut på att fånga in koldioxid från ett kolkraftverks skorsten eller från skorstenen på ett kraftvärmeverk. 

Om projektet

Lunds universitet koordinerar projektet, kallat MINICOR, som inkluderar tre andra europeiska forskargrupper. Projektets totala budget för alla partner är 37 miljoner kronor.

Projektet ingår tillsammans med sju andra projekt, finansierade i samma utlysning från Europeiska forskningsrådet (European Innovation Council), i en så kallad portfölj, inriktad på hållbar hantering av kol och kväve genom värdeskapande processer som nyttjar dessa resurser.

För mer information, kontakta Christian Brackmann, lektor i Förbränningsfysik +46 46 222 49 62, christian.brackmann@fysik.lu.se