Smelter salt for å lage flydrivstoff av tre

– Vi skal lage et annengenerasjons biodrivstoff, forklarer prosjektleder Heidi S. Nygård ved NMBU. 

«Annengenerasjons» vil si at råvarene ikke skal konkurrere med mat. Derfor bruker forskerne lignocellulose. Det er biomasse som kommer fra planter.

I denne sammenhengen vil det si biprodukter fra skogdrift, treindustri eller landbruk.  

Varme og trykk 

For at kvister, sagflis eller halm skal bli til drivstoff, bruker prosjektet pyrolyse. 

– Det vil si at vi varmer opp uten tilgang til luft og ved høyt trykk, forklarer Nygård. 

Problemet er at denne oppvarmingen er ganske mye mer komplisert enn bare å legge et fange ved i ovnen. I en slik høytrykksreaktor er det vanskelig å få inn faste brennstoff.

Det er her den nye forskningen kommer inn: – Vi skal bruke smeltet salt for å gjøre biomassen flytende før den pumpes inn i høytrykksreaktoren, sier hun. 

Flytende

– Pyrolyse er ikke noe nytt. Det som er nytt, er forbehandlingen. Vi blander med saltsmelter for å gjøre biomassen flytende, sier Nygård.

Saltsmelter, det er salt som blir flytende når det varmes opp. Vanlig bordsalt må opp i 800 grader før det blir flytende. Her skal helst smeltepunktet ligge så lavt som mulig. Jo mer det må varmes opp, jo mer energi går det nemlig med til å lage biodrivstoffet.

NMBU-forskerne leter etter salter med smeltepunkt på 200 grader eller lavere.

Så gjelder det å få lagt opp hele prosessen slik at den kan gå kontinuerlig: Biomasse og salt pumpes inn i den ene enden, drivstoffet kommer ut i den andre. Heidi S. Nygård kan ikke fortelle hvilke salter hun bruker for å få det til.

– Men vi har fått til å gjøre biomassen flytende, og vi har fått til hydropyrolysen med saltsmelter, forteller hun.

Fra aluminium til tre

ABC-Salt, som prosjektet heter, er litt over halvferdig.

– Det neste vi skal gjøre, er å lage et demonstrasjonsanlegg hvor alt henger sammen. Vi ligger an til å nå målene i prosjektet selv om laboratoriene rundt i hele Europa har vært stengt på grunn av koronaen, sier hun.

Nå som hun arbeider i laboratoriet, bruker hun energi for å sjekke kjemien og konseptet. Når løsningen er klar og kan bygges opp i større skala, så er meningen at biproduktene fra selve prosessen – trekull og gasser – skal forbrennes og brukes til å gi prosessen den energien som trengs.

– Norge er langt fremme når det kommer til saltsmelteteknologi. Den brukes i aluminiumsproduksjonen, og også til solenergi. Vi kan bruke en del av det samme utstyret og dra nytte av pumpeteknologien som allerede finnes, fastslår Nygård.

Økonomi og marked

Som prosjektleder for arbeidet med å gjøre om fast stoff til væske, er hun ansvarlig for den ene av en lang rekke oppgaver som det forskes på. Andre forskere arbeider med teknologi, økonomi, etikk, marked og alt det andre som må til for å komme noen skritt videre mot kommersiell produksjon.

– Målet er å lage flydrivstoff, fastslår hun. Det tyske luftfarts- og romfartssenteret DLR er en av partnerne og skal passe på at kvaliteten på sluttproduktet blir god nok til å brukes på et fly.

– Det er ikke biomasse nok til å lage biodrivstoff til alle biler, og der er elbiler et godt alternativ. Derfor ser vi for oss å lage drivstoff til et marked hvor det ikke eksisterer alternativer.

Praktisk erfaring

Heidi S. Nygård tok doktorgraden sin nettopp på saltsmeltepyrolyse i 2015 med professor Espen Olsen som veileder. Nå er hun førsteamanuensis på REALTEK, fakultet for realfag og teknologi ved NMBU.

– Siden det er et av de få stedene i verden hvor vi hadde praktisk erfaring med saltsmeltepyrolyse fra før, ble jeg kontaktet av noen av de andre partnerne som hadde kommet over doktorgraden min, forteller hun om bakgrunnen for at NMBU leder sin del av et stort, europeisk prosjekt.

Som råvare arbeider hun med tre forskjellige alternativer: – Lignin er et biprodukt i celluloseindustrien. Ofte brennes det bare. Det regnes som avfall. Dessuten har vi sett på strå og halm og det som blir igjen etter at kornet er høstet. Så ser vi også på rent treverk som referansepunkt, sier Nygård.