Viten

Med granbar på tanken

I ein rapport frå Avinor seies det at flydrivstoff frå tremasse kan vera konkurransedyktig innan 2025.
  • Noregs skogsressursar kan nyttast som flydrivstoff, skriv Camilla Berge Vik.
  • Camilla Berge Vik
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Noreg har eit landskap som utfordrar våre ynskje om ein effektiv infrastruktur. Fjordar og fjell buktar seg hit og dit og lokkar stadig fleire reisande opp i lufta for å forflytte seg effektivt. Sydenturistane og helgeturentusiastane til sides; lat oss for ei lita stund akseptere flyet som naudsynt onde for eit tilstrekkjeleg næringsliv og lys i husa i grisgrendte strok. Kan vi i det minste setje føtene inn i ei fornybar framtid?

Å få eit fly opp i lufta krevjer mykje energi. I dagens jetmotorar vert strengt sertifisert flydrivstoff sprøyta inn i eit brennkammer i form av bittesmå dropar, som så vert omgjort ved forbrenning til varm gass, som igjen stikk av frå brennkammeret ved å snurre ein turbin rundt. Snurringa gjev flyet tilstrekkeleg fart til å sveipe opp av bakken, gjeve at flykroppen er passe lett og vingene passe store.

Flydrivstoff

Her kjem skilnaden mellom eit fly og mange andre av transportmidla nytta til dagleg persontransport; det er ikkje gjort i ei handvending å byte energikjelde for ein flykropp.

Camilla Berge Vik er doktorgradsstipendiat ved NTNU.

Eit overordna mål for samfunnet må vere å gå over frå fossile energikjelder, som olje, til fornybare og kanskje til og med miljøvenlege energikjelder. Toget er allereie innfunne med at det reiser der skjenene og straumlinjene er. Bilen er grei nok – han treng ikkje voldsomt stor fart eller voldsomt stor rekkjevidde, el-bilen har allereie forlate nisjemarknaden. Meir utfordrande (men ikkje umogleg) er det med el-fly eller for den del solcelle-fly, eller hydrogen-fly, for ikkje å snakke om fly drivne av kjernekraft. Grunna flymaskina sitt krav til rekkjevidde, pålitelegheit og mykje energi per vekt er alle dei siste alternativa på eit relativt tidleg stadium. Energitettleiken i eit batteri er per idag (aukande, men kun) kring ein tiandedel av energitettleiken i ein bensintank. Tilgjengeleg flate for solceller på eit passasjerfly er ikkje veldig stor. Me må ty til flydrivstoff ei stund til. Kva då?

Når olja tek slutt

Vanlegaste kjelda i dag for flydrivstoff er hydrokarbon framstilt frå råolje, spesifikt den delen av råolja som har hydrokarbon med passe lengd.

Flya er idag mest glade i hydrokarbon med lengd 8-16 karbonatom. Forekomstane av olje, som er største kjelda til lange hydrokarbonkjeder idag, er synkande. Eit spørsmål mange nasjonar har stilt seg er: korleis få tak i flydrivstoff etter at olja tek slutt?

Me har til no lita på gamle skattar når det gjeld hydrokarbonar — olja me hentar opp idag har det teke millionar år for naturen å lage. Så kva skal vi gjere når vi tømer lageret? Kan vi byggje eit nytt lager sjølv? Vel, det finst teknologiar.

Ein av dei vart funnen opp av eit par tyskarar; Franz Fischer og Hans Tropsch, då dei tidleg i det tjuande århundre fekk til å framstille hydrokarbon frå hydrogengass og karbonmonoksidgass (kalla syntesegass ). Med andre ord: med ei energikjelde som gjev oss syntesegass kan vi i teorien nytte Fischer-Tropsch-prosessen til å omdanne denne til hydrokarbonar, som vi så kan putte på flydrivstofftanken.

Men kva er så denne energikjelda? Her finst fleire alternativ.

Transport mot mat

Første kommersielle anlegg for Fischer-Tropsch-syntesen vart bygd i Sør-Afrika like etter andre verdskrig. Tilgangen på billeg arbeidskraft og store kol-førekomstar lokka dei til å kommersialisere drivstoffproduksjon frå syntesegass med kol som energikjelde. Den minkande oljeforekomsta kopla med lågare gassprisar og –fore- komstar har i seinare tid oppfordra til å bruke naturgass som energikjelde.

I Sør-Afrika gjekk ein etterkvart over til å nytte både kol og naturgass. Men kva om vi tenkjer enda litt vidare – og i staden nyttar biomasse, ei fornybar energi- kjelde, som basis for Fischer-Tropsch-syntesen? Då har vi det som kan kallast bioflydrivstoff.

Tyskarane Fischer og Tropsch fekk til å lage hydrokarbon av syntesegass. Den dag idag kallar me det Fischer-Tropsch-syntesen. Klammene med (...) inni viser at lengda på hydrokarbonet kan variere, frå eitt einskild karbonatom og opp til mange hundre.

Første generasjons biodrivstoff fekk mange dårlege assosiasjonar – ikkje ufor— tent. Ideen var å nytte sukkerrøyr og mais - og gjennom relativt enkle prosesse- ringsmetodar produsere biodrivstoff. Høge drivstoffprisar og låge matvareprisar gjorde imidlertid at dyrka mark før nytta til matjord vart til åkrar på åkrar med framtidig biodrivstoff. Transport er viktig, men mat er viktigare. Teknologienfor f ramstilling av første generasjons biodrivstoff kan no kallast moden, og vi ser difor ei nedtrapping i forskinga på første generasjons biodrivstoff til fordel for andre generasjons biodrivstoff. Våre insentiv til biodrivstoff i privatbilar (i form av EU-direktiv) er framleis tilstades, men auken i bruk av biodrivstoff i bilar skal no vere gjennom annan generasjons-teknologi.

Tredrivstoff

Andre generasjons biodrivstoff er basert på lignocellulosisk materiale – eller trevirke, om ein vil. I tillegg vert det forska på å jordbruksavfall (som halm og maisstilkar), som vert tilverka samstundes som ein produserer mat. Biomassen nytta som basis trugar ikkje matjord – ideen er at rusk og rask og tre-avfall kan bli til drivstoff.

Teknologiane som kan nyttast er fleire; men om vi framleis held fast ved tanken om flybiodrivstoff vert strenge krav stilte. Per i dag er to teknologiar godkjende for å produsere biodrivstoff til fly; ein av dei er biodrivstoff framstilt via Fischer-Tropsch-syntesen.

Når det gjeld miljøvenlegheit av biodrivstoff er ikkje biletet heilt klårt. Fischer- Tropsch-syntesen er energikrevjande, og transport av energikjelda frå veksestad til fabrikk vil vere ikkje ubetydeleg.

Kritikarar vil vidare ha det til at mangel på viktige mineral, som vert brukte i gjødsel, gjer at ei auka gjennnomstrøyming av skog vil vere uttømjande for miljøet. Det er 'og slik at sjølv om vi stiller krav til at ny skog skal tilførast der han vert teken ut, vil netto tilførsel av CO2 til atmosfæren vere større enn null, sjølv om han er mykje mindre enn om vi nyttar olje.

Fornybart

Likevel kan vi seie at drivstoffet er fornybart, det vil seie at kjelda består. Nye tre kan plantast der tre vert hogga.

Trevirke kan i framtida nyttast som basis for produksjon av syntesegass. Den raude tråden over pila viser at prosessen treng varmetilførsel. Dei raude, svarte og kvite kulene symboliserer henholdsvis oksygen-, karbon- og hydrogen-atom. Tilsaman utgjer dei syntesegass.

Drivstoffet som vert produsert er 'og svært reint – til forskjell frå det svarte gullet frå under havbotnen er annan genera— sjons biodrivstoff fritt for svovel og [uynskte partiklar danna ved ufullstendig forbrenning i bilmotoren] som gjev partikkel-utslepp i atmosfæren, og dårleg byluft om vinteren (rett nok ikkje særs relevant for fly). Eit anna argument er av politisk art - biomasseressursar er meir jamt fordelte blant nasjonar i verda enn det oljeforekomstar er.Ein tenkjer gjerne at når ein ny teknologi – for miljøet – er på trappene, ynskjer vi at han skal redde oss aldeles og by på eit retteleg paradigmeskifte; at han skal revolusjonere måten vi tenkjer på eller nyttar ressursar på.

Men slik er det ikkje nødvendigvis med biodrivstoff, diverre, vi lyt ta inn over oss nøkterne anslag om at mengda biomasse ikkje mogleggjer ei omlegging av alle transportmiddel til fornybare energikjelder.

Konkurransedyktig innan 2025

Men attende til flyet – denne kraft-trengjande maskina har få alternativ framføre seg i nær framtid i vår verd med minkande oljemengder og aukande reisetrong. Om vi så klarer å redusere sistnemnde, vil vi ikkje likevel passe på at det flya putter på tanken er fornybart og reint?

Rapporten «Bærekraftig biodrivstoff for luftfart i Norge» tinga av AVINOR, SAS, Norwegian og NHO Luftfart konkluderer med at annan generasjons biodriv- stoff produsert i Noreg gjennom Fischer-Tropsch syntesen med skog som råstoff kan vere konkurransedyktig i pris innan 2025, rett nok med basis i ein del pre- diksjonar om ei alltid ukjend framtid. Rapporten identifiserer gode kjelder for råstoff her til lands, og ser på heile verdikjeda; frå dyrking og uttak av råstoff, prosessering og raffinering, til ferdig biodrivstoff levert flyplass.

Bærekraftige fly

Noreg har ein utfordrande topografi, men ei signa mengd skog klar for utby- ting. Norsk treforedlingsindustri har vakla dei siste åra - med tap av viktige verksemder.

Dei tekniske utfordringane ved framstilling av annan generasjons biodrivstoff er framleis mange, men kan biodrivstoff frå skog vere eit ekstra bein å stå på - og redde ein svinnande infrastruktur i skogindustrien? Kanskje kan vi om ikkje så lenge fyke over velpleidde skogar med gamalt granbar på tanken.