Sådan kan landbruget fange og lagre CO2

Halmrester, gyllefibre og dybstrøelse (det materiale, dyr står på i stalde, red.) kan indgå som vigtige ingredienser i en central klimaløsning for landbruget. Det blev understreget, da regeringen i foråret fremlagde sit klima- og landbrugsudspil Grøn Omstilling af Landbruget. Løsningens teknologiske omdrejningspunkt er pyrolyse. Ved pyrolyse opvarmes biomassen med meget kraftig varme i et iltfattigt miljø, så materialet forkuller. Fremstillingen af forkullet biomasse, også kaldet biokul, er en nem og billig måde at fange og lagre CO₂ på, forklarer Ulrik Birk Henriksen, seniorforsker ved DTU Kemiteknik.

”Fangsten sker, når planterne optager kulstoffet fra atmosfæren under fotosyntesen. Det første skridt i lagringen sker, når planterester gennemgår en pyrolyse og bliver til biokul. Ved pyrolyse bindes op til 50 pct. af kulstoffet fra den oprindelige biomasse i biokullet. Andet skridt i lagringen er, når biokullet spredes på landbrugsjord, og fordi biokul nedbrydes meget langsomt, kan vi potentielt lagre atmosfærens CO₂ i op til flere hundrede år,” siger Ulrik Birk Henriksen.

Han tilføjer, at forskere fra Aarhus Universitet har vist, at biokullet gør yderligere nytte i jorden, da det både har en gødende effekt og forbedrer jordstrukturen. Desuden nedbryder pyrolyse også uønskede stoffer som mikroplast, hormoner samt medicin- og pesticidrester, som er havnet i biomassen.

En vej til fossilfrie brændstoffer

Ulrik Birk Henriksen har sammen med sin tidligere kollega Jesper Ahrenfeldt arbejdet med pyrolyse gennem mange år på DTU, og nu er samarbejdet rykket over i SkyClean, hvor Ahrenfeldt i dag er ansat. Bag SkyClean står Stiesdal Fuel Technologies med Henrik Stiesdal i spidsen, der investerer i en opskalering af pyrolyseanlægget for at accelerere udviklingen af teknologien, der kan reducere landbrugets CO₂-udledning.

Visionen for pyrolyseteknologien er større end fangst og lagring af CO₂. For ved pyrolyse opstår der ud over biokul også gas, som kan udnyttes på flere måder. Den enkleste anvendelse er at afbrænde gassen for at producere strøm og varme. Men pyrolysegassen kan også udnyttes til fremstilling af metanol, og det er også muligt at udskille tjærestofferne fra pyrolysegassen og opgradere dem til olie, som man så kan raffinere yderligere og fremstille flydende brændstoffer af til f.eks. fly.

”På den måde kan vi ved hjælp af pyrolyse erstatte fossile brændstoffer. Dog ligger løsningen stadig nogle år ude i fremtiden, for det kræver yderligere forskning og udvikling. Men vi er i fuld gang med at arbejde på det,” siger Ulrik Birk Henriksen, der tror, at denne del af teknologien kan være på plads inden 2030.

Forskeren tager det roligt, da talen falder på de kritiske røster, der mener, at der slet ikke er biomasse nok til, at pyrolyse kan blive en væsentlig måde at mindske atmosfærens CO₂-indhold på.

”Her i landet er der masser af overskudsbiomasse i landbruget. Det har vi regnet på. Men det er jo rigtigt, at biomasse er en knap ressource, så den skal bruges hensigtsmæssigt, og det mener vi, at dette er. For med pyrolyse kan vi decideret fjerne og lagre CO₂ fra atmosfæren på en meget billig måde,” siger Ulrik Birk Henriksen.

I regeringens udspil til grøn omstilling af landbruget lægges der op til en samlet CO₂-reduktion i landbruget på i alt 7,1 mio. tons CO₂-ækvivalenter i 2030. Her tegner pyrolyseteknologien sig for det største bidrag, da pyrolyse ifølge regeringens regnestykke kan sikre Danmark en reduktion på i alt 2 mio. tons CO₂-ækvivalenter.

Sådan kan pyrolyse bruges til fangst og lagring af CO₂

_{Illustrationer af Claus Lunau}

Når landbrugets overskudsbiomasse som f.eks. halm, gyllefibre og dybstrøelse bliver opvarmet til 5-600 °C i et iltfattigt miljø (pyrolyse), opstår to produkter: biokul og pyrolysegas. Der skal bruges en smule energi til at starte pyrolysen, da det ellers er et lukket kredsløb, der ikke kræver yderligere energitilførsel. DTU’s pyrolyseteknologi kræver kun 5 pct. af den energi, der udvindes, for at køre.

Op mod halvdelen af biomassens kulstof bliver ’fanget’ i biokullet, der kan spredes ud på markerne, hvor kullet har jordforbedrende egenskaber. Kulstoffet, som biomassen ved hjælp af fotosyntese har optaget fra atmosfæren, da den var i planteform, kan lagres i jorden i hundredvis af år.

Pyrolysegassen kan udnyttes til fremstilling af metanol, eller man kan udskille tjærestofferne fra gassen og opgradere dem til olie. Olien kan man så raffinere yderligere og fremstille flydende brændstoffer af til f.eks. fly. Dette kræver brint, som man kan fremstille ved hjælp af vedvarende energi som vindenergi.

Pyrolysegassen kan også afbrændes for at producere varme og strøm.