Lignol

Lignin_Lignol

Miljöbränslet som kommer ersätta bensin kan bli – bensin. Som vi skrev om redan i fjol håller en ny svensk teknik på att få genombrott i all tysthet: syntetisk bensin framställd från lignin.

Jag träffade Sven Löchen härom veckan, som är CEO för RenFuel som kommersialiserar tekniken, och djupdykte i de tekniska detaljerna med honom så man kan få lite mer förståelse om ämnet än vad glansiga broschyrer med skog och gröna ängar på kan ge.

Bensin framställs idag av råolja, det vet man ju. Råoljan pumpas upp från under jorden och raffineras sedan till gasol, bensin, fotogen, diesel, mm. Raffinering är i grund och botten en destillering där de olika slutprodukterna utvinns vid olika temperaturer.

Populärt brukar det heta att råolja är gamla dinosaurier, fast det är inte helt sant. Det mesta av råoljan är faktiskt kvarlevor av gamla växter. Efter att vattnet har torkat bort hamnade resterna av deras celler under mark där de inte kunde förmultna utan årmiljoner av högt temperatur och tryck har omvandlat dem till råolja.

Faller ett träd idag och på något sätt hindras förmultna (sjunker tex ner i sumpmark) kommer även dess celler bli råolja – om några hundra miljoner år.

Ska vi ta och i en mening förklara det RenFuel har gjort så snabbar de på den processen något kopiöst.

Råmaterialet de använder är lignin. Lignin är materialet i cellväggarna som gör växters grenar hårda. Mjuka skott innehåller lite lignin, tjocka gamla stammar massor av det. Pappersindustrin i Sverige har i århundraden kämpat mot lignin – för det är även ämnet som gör att gamla papper gulnar. Ska man tillverka fint papper måste ligninet separeras från pappersmassan. Svenska pappersbruk har genom åren blivit väldigt duktiga på det. Lignin innehåller massa energi som kan enklast frigöras genom att bränna upp den.

Lignol

Massabruk tar emot ved från skogsindustin. Sedan separerar de cellulosan som de gör pappersmassa av. Cellulosa utgör knappa hälften av råmaterialet – resten är restprodukter, svartlut. Förr i tiden var det lätt för massabruken: de bara deponerade svartluten i naturen. Så får de inte göra längre, så de bränner upp den i en sodapanna istället, under hög tryck och temperatur. Värmen som genereras driver massabruket och massabruken passar också på att generera lite el mha ångan som skapas.

Ungefär hälften av svartluten utgörs av lignin, som kan separeras via membranfiltrering. Resten av svartluten förbränns precis som förut för att generera värme och el som massabruken behöver för sin process.

Ligninet som massabruken levererar är ett torrt puder. Den omvandlas av RenFuel med hjälp av katalysatorer till flytande ligninolja, en process som sker på endast två timmar (inte miljarder år) under vanligt atmosfärtryck och under kokpunkten. Processen uppfanns av professor Joseph Samec och hans forskarteam på Uppsala universitet. Vilka metaller de använder som katalysatorer är en välbevarad hemlighet – men iom att det är just fråga om en katalytisk reaktion går det inte åt några mängder av kalatysatormetallen, den är bara där för att påskynda processen. Utbytet av processen är 100%-igt, all lignin som åker in omvandlas.

Resultatet av reaktionen är flytande lignol -ligninolja- som kemiskt är väldigt lik råolja. Inte undra på det då även råolja var lignin en gång i tiden. Lignolen kan sedan direkt skeppas till oljeraffinaderier där den kan raffineras på exakt samma sätt som råolja.

De första testerna som gjordes med lignol påvisade dock höga mängder syre i den, som hade en korrosiv inverkan på raffinaderiets rör. Vanlig råolja hade inte samma syrehalt då syret försvann från den under årmiljarderna den har legat under jord. Därför skedde de första experimenten i en av de få oljeraffinaderier som var gjorda i rostfritt material – Preems raffinaderi i Sverige. Sedan dess har katalysatorprocessen justerats så att syret i lignolen frigörs. Lignolen har nu knappt högre syrehalt än råolja så den kan raffineras i alla anläggningar – och biprodukten av reaktionen vid lignolframställningen är ren syre!

I och med att lignolen ska raffineras precis som råolja är det inte enbart bensin som framställs ur den. Precis som råolja har olika långa kolvätekedjor som resulterar i olika produkter har även lignol olika långa kolvätekedjor – dock inte så mycket av de allra längsta och tyngsta som råoljan har. Slutprodukterna av lignol raffinering blir gasol, bensin, fotogen och diesel. (Däremot ganska små mängder tjockolja och asfalt.) En viktig skillnad mot råolja är dock att när man raffinerar råolja så får man de slutprodukter man råkar få beroende på hur långa kolvätekedjor som råkade finnas i råoljan (alltså något man inte kan styra). Lignolens sammansättning kan däremot styras. Inte helt exakt, det går inte att zooma in på endast bensin tex, men man kan påverka hur många procent långa eller korta kolvätekedjor man vill ha. Man kan optimera lignolen mot främst bensin- eller dieselframställning.

På pappret ser alltså lignolen ut att vara en win-win lösning: massabruken blir av med en besvärlig biprodukt (ligninen) som de nu kan sälja för bra pengar isf att bränna upp. När ligninen omvandlas till lignol är biprodukten syre. Lignolen kan sedan raffineras i befintliga raffinaderier som en miljövänlig ersättning till råolja. Och slutprodukterna bensin, diesel, mm släpper inte ut några fossila avgaser när de sedan förbränns i bilarna, endast sådana som ingår i naturliga kretsloppet.

Man kan alltså få bilar som tankar bensin och visserligen fortfarande släpper ut avgaser – men de avgaserna är inte längre från fossila källor utan ingår i naturliga kretsloppet och ökar därmed inte på växthuseffekten. Bilarnas CO2 avgaser tas upp av träden som blir till lignin som blir till bensin igen.

OK, so what’s the downside? Tja, till att börja med så är lignol ca 20% dyrare än råolja. I alla fall med de första produktionslinorna som håller på att utvecklas nu. Tillverkningen ska även skalas upp från dagens testanläggning med 1 tons kapacitet till några tiotals ton – de tänkte parallellköra några tiotonsanläggningar isf en hundratons för att få driften -som körs i batcher- mer kontinuerlig.

RenFuel sammanförde professorerna som utvecklat en process som mest liknar läkemedelsframställning med pappersbruk och oljebolag. Tre olika världar som annars aldrig brukar mötas.

Lagstiftningen är förvånansvärt nog ganska så väl förberedd för fossilfria bränslen. Ett lagförslag som alla parter väntar på snart ska gå igenom är kvotlagstiftningen som ska kräva att bränsleproducenter tvingas ha en viss andel icke-fossil bränsle i sina produkter. Som tex Preems Evolution Diesel som använder en viss procent tallolja inblandad i råoljan som raffinerats (se tallolja i processbilden ovan). Den kvoten ska sedan sakta höjas år för år.

Lignol passar alldeles utmärkt för att uppfylla den kvoten – man kan ju få ut 14 gånger så mer lignin från massaveden än tallolja. I långa loppet skulle hela Sveriges fordonspark kunna framföras med bensin och diesel utvunnen från lignin – bara genom att ta hand om biprodukterna från Sveriges massabruk! Vi kommer nog inte se någon ren syntetisk fossilfri bensin säljas vid bensinstationerna i början, oljebolagen vill hellre satsa på inblandning i vanlig bensin. Men kanske i framtiden?

Läs mer om lignin i vår artikel från i fjol.

 

Så mot slutet av en lång artikel kanske du käre läsare undrar varför jag har skrivit så mycket om bensin -om än syntetisk- på en hemsida som handlar om världens bästa elbil? Har jag blivit uppköpt av oljebolagen? Tja, jag fick en kopp kaffe, men inget mer på min besök. Men -förutom att det är en intressant ny svensk teknik som väckte min och förhoppningsvis även din tekniska nyfikenhet- så är det ju så att vi måste inse att det kommer att ta tid tills alla bilar blir elektriska. Tesla Motors framtidsplaner handlar om att bli lika stora som Volvo ungefär. Men resten av alla bilarna då? Och alla lastbilar, traktorer, flygplan, båtar etc som också använder fossila drivmedel idag? Och alla plaster och annat som idag framställs av råolja? Omställningen kommer att ta tid.

Det är inget motsatsförhållande -i alla fall i mina ögon- mellan att göra allt för att påskynda elektrifieringen av bilparken, och att resten av bilarna också ska bli så miljövänliga som möjligt. Kan vi sluta använda fossilt råolja från fjärran länder och istället använda biprodukter från vårt inhemska skogs- och massabruk (som ändå bara bränns upp redan idag) vinner vi alla på det.

Tagged . Bookmark the permalink.