Seniorforsker Jesper Ahrenfeldt (th.) og Ulrik Birk Henriksen fremviser her et muligt svar på den grønne energiforsyning: landbrugsaffald. Ved hjælp af ny teknologi kan de to nemlig omdanne affaldet til gas, der kan erstatte kullet i kraftværkerne.
Foto: Thorkild Amdi Christensen.
class="normal">
Det er spændende tider for en forskergruppe på Risø DTU. DONG Energy har nemlig valgt at satse stort på en lav-temperatur-forgasser, som gruppen gennem de seneste ti år har været med til at udvikle, og som skal stå som færdigt anlæg her i 2010. LT-CFB (Lav Temperatur Cirkulerende Fluid Bed) er blevet det navn, som folk i branchen kender teknologien under, og ideen bag teknologien er, at der ved at anvende lavere forgasningstemperaturer kan anvendes en lang række biomasseprodukter, som ellers ikke normalt egner sig til gas- og energiproduktion.
Problemet er, at i et kulfyret kraftværk er det nødvendigt med høj temperatur for at få en høj el-virkningsgrad. Og netop den høje temperatur er et problem, når der tales om at afbrænde en lang række af biomasser direkte. Ved anvendelse af LT-CFB-forgasseren kan disse problemer undgås, og biomasseandelen øges betragteligt.
Det betyder reelt, at den danske energiforsyning i højere grad vil kunne køre på overskudsbiomasse fra både landbrug og industri, for den gas, der udvikles, skal primært anvendes til tilsatsfyring i kraftværkskedler og derved afløse kul. Et normalt kulfyret kraftværk kan, som det er nu, sagtens tilsatsfyres med biomasse. Det vil sige, at man kan erstatte omkring 5-10 % af kullene direkte med biomasse.
”Og forgasseren selv er forholdsvis billig at fremstille, teknisk simpel, nem at vedligeholde og ligetil at regulere og styre. Så potentialet er stort,” som seniorforsker Jesper Ahrenfeldt forklarer.
Biomass Gasification Group på Risø DTU (BGG) samarbejder nu med DONG, hvor de er konsulenter på en stor del af driften. Bl.a. laver de dataanalyser, behandler måleresultater og laver kemiske analyser som fx tjæremålinger.
Gas fra gylle, halm og industriaffald
Forskergruppen har allerede nu lavet flere succesfulde forsøg med forskellige typer af de meget tilgængelige restprodukter af biomasse som fx biogas-fibre, tørret gødning fra høns og svin, pectinrester (industriaffald) og ikke mindst med halm, som har et højt indhold af aske. Og netop aske er et godt eksempel på problematikken, da det ved afbrænding ved høje temperaturer kan give betydelige og uønskede belægninger og korrosion på kedlen.
”Teknologien tilbageholder alle askekomponenterne og sorterer faktisk brandbart fra ikke brandbart materiale, inden den sender det videre ind i kraftværket. På denne måde kan kraftværkerne potentielt komme helt op på at fyre på 100 % biomasse,” forklarer Jesper Ahrenfeldt og tilføjer, at den lave temperatur også har andre gavnlige konsekvenser, da en lang række giftige stoffer frigøres fra biomassen ved for høje temperaturer og altså helt undgås her.
En af de ting, som Risø-gruppen arbejder med nu, er en mere raffineret proces, hvor målet er at få en gas ud af biomassen, der er så ren, at den kan anvendes direkte til andre formål end til afbrænding på kraftværker. Det gøres bl.a. med partikelrensning. Potentialet er, at den kan anvendes i gasmotorer, gasturbiner og som syn-gas, der kan konverteres til flydende methanol eller DME.
Restprodukterne tilbage til naturen
Når gassen er væk, og man står tilbage med aske og restprodukter fra forgasningen, er det også interessant at se på, hvad den tilbageblevne fraktion af biomassen kan bruges til efter forgasningen.
”Fordi vi arbejder med en lavere temperatur, er der faktisk stadig mange næringsstoffer tilbage i restproduktet – og det kan man jo give tilbage til jorden som gødning,” forklarer konstitueret programleder Ulrik Birk Henriksen.
Halm er som sagt kun et enkelt eksempel på, hvad forgasseren kan ’spise’. For mulighederne er, som Jesper og Ulrik ser det, enorme. Fx er det en genial mulighed for at bruge tørret spildevandsslam, som er rigt på næringsstoffer, og en anden direkte kilde kunne være det, der på genbrugspladsen betegnes som småt brandbart, og som allerede nu sorteres fra.
Det lange seje træk fra ide til virkelighed
Vejen fra ide til virkelighed har været lang, og alligevel ikke, for som Ulrik fortæller, så er det sjældent, at man ser et forskningsprojekt komme fra ide-stadie til kommerciel virkelighed på meget under 15 år. Og set i det lys er de ti år, der er gået fra, at en daværende ansat, Peder Stoholm, blev hyret til at lave en oversigtsrapport over, hvad der fandtes af fluid bed-forgassere, til nu ikke lang.
”Peder havde, efter at Risø opgav sin forbrændingsafdeling, lavet sit eget firma, og selvom han kun var ansat hos os til at lave rapporten, kunne han ikke dy sig for at opfinde en bedre forgasningsteknologi, end dem han sad og undersøgte – og det kan vi jo kun være glade for i dag,” siger Jesper.
Siden den gang har der været et langt og frugtbart samarbejde mellem Peder, som opfinder og patenttager, og BGG som forsknings- og udviklingspartner. Og det er bl.a. kommet i stand ved at udnytte den ressource, der ligger i at tilhøre studiemiljøet.
Der er nemlig lavet flere end tre midtvejs- og eksamensprojekter på forgasseren, hvor flere studerende er fortsat som ph.d.er. Som fx Rasmus Glar Nielsen, der er gået hele vejen fra fagpakkeprojekt til ph.d., og som i dag arbejder hos DONG Energy med netop denne forgasser.
”Jeg tror, vi har været i stand til at skabe et utrolig godt miljø, som har kunnet fastholde de studerende og dermed den knowhow, som de har opbygget. I starten fik vi fx penge fra CO2-midlerne til at have studerende, men nu, hvor vi er på Risø DTU, har vi basismidler, der netop kan bruges til at udnytte den kæmpe ressource, som det er at have studerende tilknyttet projektet,” siger Ulrik.
Af Katrine Krogh-Jeppesen