CO2-rensing på den glupe måten

Det finnes to måter å fjerne CO₂ fra naturgass på. Etter forbrenning, som er den tradisjonelle metoden, og som er den metoden Stoltenbeg-regjeringens "månelandingsprosjekt" på Mongstad er basert på. Dette krever et digert og kostbart røykrenseanlegg på slutten av gasskraftverket. Renseanlegget på Mongstad er kostnadsberegnet til 25 milliarder kroner. Og det kan kun fjerne ca 80% av CO₂-innholdet i avgassene. Dessuten øker brenselbehovet i anlegget med opptil 40%, så noe av vinningen går opp i spinningen. Anleggskostnadene på et gasskraftverk med denne typen CO₂-rensing øker til nesten det dobbelte av et gasskraftverk uten CO₂-rensing.

Men norske forskere ved NTNU/Sintef og UiO er nå i ferd med å utvikle en annen og mye glupere metode for rensing av naturgass, og de gjør det før forbrenning. Effektiviteten er nær 100%. 

Før forbrenning, går det an da? Jepp. Naturgass er nemlig i bunn og grunn samme typen stoff som olje, bensin, diesel osv, nemlig hydrokarboner. Og hva består hydrokarboner av? Jo, nettopp, bestanddelene er som betegnelsen avslører hydrogen og karbon.

Metoden går rett og slett ut på at man lager et kjeramisk mebran som kun slipper protoner (hydrogenkjerner) gjennom, og så elektroner da, som jo er enda mindre. Når protonene og elektronene kommer ut på den andre siden av membranet danner disse hydrogenkjernene og elektronene gassen hydrogen. For å få i gang prosessen må hydrokarbonet blandes med vann og varmes opp til ca 800 °C. Det som er igjen på innsiden av membranet når hydrogenet har trukket gjennom membranet er karbonet fra hydrokarbonet (naturgassen) og oksygenet fra vannet, noe som faktisk blir CO₂, som så kan pumpes ned i brønnen der naturgassen var tidligere. De norske forskerne har foreløpig kun laget 1 cm² av membranet, men regner med å lage stoffet i større skala de nærmeste 3-5 årene.

Forskerne ser for seg at hele prosessen skjer ute på produksjonsplattformen, man kan til og med sette et hydrogendrevet kraftverk der, som produserer strøm ved å brenne hydrogen i en gassturbin eller reagere hydrogenet gjennom en brenselcelle. Utslippet er i begge tilfeller rent vann. I stedet for en gassledning inn til land legger man da i stedet en strømkabel. Enkelt og greit.

For oss som er interessert i biler ser vi imidlertid en annen løsning, nemlig at hydrogengassen føres til land og siden kan brukes i bilene våre. Forresten, nevte jeg at all petroleum (jordolje) egentlig er hydrokarboner? Jepp, i prinsippet kan det nye membranet også brukes på olje og oljeprodukter.

For å ta den helt ut kunne man tenke seg at man fyller vanlig bensin/diesel og vann på bilens tank, og at skillemebranet sitter i bilen og får ut hydrogen, som så driver bilen framover enten ved at hydrogenet brukes i en forbrenningsmotor eller i en brenselcelle som gir strøm til en elmotor. Hva skulle fordelen med et sånt system være? Jo, hydrogen er vanskelig å lagre i tilstrekkelige megder til bruk i biler, bensin og diesel inneholder langt mer energi per liter tank enn det er mulig å oppnå med komprimering eller nedkjøling av hydrogen. Så forutsatt at kjeramermembranet ikke er for digert og tungt, så kunne man kanskje spare vekt ved å gjøre skilleprosessen i bilen etterhvert som man trenger hydrogen.

CO₂-en kan etterpå f.eks blandes i vann (som kullsyre i brus) og returneres til fyllestasjonen når man fyller nye hydrokarboner og nytt vann på bilens tanker. Kanskje. Jeg er verken en kjemiker eller forsker. Men jeg synes denne membranteknologien er spennende.

Nanorørteknikk kan 10-doble batterikapasiteten

Elbilenes akilleshæl er batteriene. Selve elmotorene er 3 ganger mer effektive enn de beste forbrenningsmotorene i å omdanne tilgjengelig energi til framdrift, problemet er at batteriene har et stort innvendig tap. Sånn har det vært i et par hundre år, siden det første elektrokjemiske battericellen ble konstruert i 1792. Selv for 100 år siden ble det laget elbiler, faktisk var verdens første bil som kjørte fortere enn 100 km/t en elbil, det skjedde i 1899.

Teknisk ukeblad beskrev i januar i 2008 en mulig framtidsteknologi som kan være løsningen på problemet. Hvis dette blir virkelighet vil man kunne lage den første virkelig brukbare elbilen. En tidobling betyr at dagens rekkevidde på ca 15 mil vil bli til ca 150 mil uten større batterier, og da er det ingen grunn til å brenne fossilbrensel lengre.

Går det som forskere ved Stanford University mener, kan fremtidens litiumionebatterier få en ladekapasitet som er opptil ti ganger enn i dag.

Det kan bety en hel arbeidsuke for bærbare PC-er og mobiltelefoner som må lades en gang i måneden.

Lang biltur

Batteriteknologien kan også revolusjonere el-bilene. Oslo til Tromsø på en lading kan bli mulig. Hemmeligheten, er bruken av silisium nanostrenger i stedet for grafitt i anoden.

Problemet med silisiumanoder, som har den høyest mulige ladekapasitet, har vært at de utvider seg omkring 400 prosent under lading og krymper under utlading ved å ta opp og gi fra seg litium. Det gjør at de hurtig går i oppløsning.

Nanotek

Ved å bruke endimensjonale silisium nanorør, som bygges opp direkte på strømlederen, og som står opp fra den omtrent som børstetråder, kan de utvide seg oppover og sideveis uten å ta skade.

Les mer om dette på www.tu.no/nyeteknologier/article131341.ece

Lotus sparer vekt og drivstoff

Det britiske firmaet Lotus bygger ikke bare små og morsomme sportsbiler, de er også et konsulentbyrå for andre bilprodusenter. Nå har de funnet ut at vanlige familiebiler kan bli 38% lettere og at dette kan skje med bare 3% økte kostnader. Lotus tok utgangspunkt i en Toyota Venza (som er en såkalt mini-SUV), men teknologiløsningene de foreslår kan også brukes på andre biler.

En lett bil bruker mindre drivstoff og ressurser, sånn sett er dette minst like effektiv miljøteknologi som hybridbiler. Rapporten kommer til å bli studert grundig av alle verdens bilprodusenter.
Les mer på carbodydesign.com

Ingen elbil-/hydrogenbilrevolusjon i nær framtid

Elbiler: Ineffektive og dyre batterier, kort rekkevidde
Utviklingen av mer effektive batterier for bruk i elbil går såpass tregt at å tro på en elbileksplosjon innen rimelig tid er som å tro på julenissen. Selv for over hundre år siden var elbilen egentlig så godt som ferdigutviklet, men den gangen som nå var batteriene elendige, tunge og ineffektive.

Til info: Den første bilen som klarte å kjøre fortere enn 100 km/t var slett ikke en forbrenningsmotorbil, ei heller en dampbil. Det var en elbil, og milepælen ble utført allerede i 1899. På den tiden trodde faktisk de fleste som spådde om framtidens biler at elbiler ville bli de som vant innen kort tid. Nå over hundre år senere er det fortsatt noen ildsjeler som tror på denne drømmen. Og det er fortsatt de ineffektive batteriene som er hovedproblemet.

Tesla bruker den aller dyreste batteritypen, samme type som brukes i bærbare datamaskiner, bare batteripakken i Teslas kommende personbiler koster over én million (uten avgifter), batteripakken i en Think koster ca 50.000 kroner (Think bruker en billig batteritype).

Hydrogenbiler: Digre eller tunge/dyre tanker, kort rekkevidde
Hydrogen er nok effektivt, brenselceller er nok også veldig effektivt og elmotorerer er også veldig effektive, men hydrogen tar stooor plass. Selv om man kutter ut hele bagasjerommet og i stedet lager en diiiiger hydrogentank vil hydrogendrevne biler fortsatt ha en svært begrenset rekkevidde. Det finnes en måte å redusere volumet av hydrogentanker, metoden kalles metallhybrider (et slags pulver som fylles i tanken). Men metallhybridene er dyyyre og tuuuunge, så en metallhybridtank og en brenselcelle blir like tungt og dyrt som Teslas superbatterier.

At folk flest er villige til å betale tre-fire ganger så mye for en elbil/hydrogenbil som en forbrenningsmotorbil, og til og med få en kortere rekkevidde tviler jeg på. Da må først bensin og diesel bli voldsomt mye dyrere enn nå, f.eks flere hundre kroner per liter. Derfor tror jeg ikke på noen elbil/hydrogenbil-revolusjon de nærmeste tiårene.

Blå G, om livet og det som opptar meg

Jeg har prøvd å skrive noen blogger tidligere, men de har nok vært for prentensiøse, jeg har forsøkt å frelse verden. Sånt er sjeldent inspirerende i lengden, for verden svarer ikke. Det blir som å rope fra en fjelltopp i et øde land, før eller siden vil de fleste gi opp. Som oftest blir det før.

Så om denne bloggen blir noe mere enn noen spede skrik fra en øde fjelltopp, eller får sitt eget liv og sin egen mening gjenstår å se. Om noen gidder å lese Blå G er også et åpent spørsmål. Tittelen er såpass åpen at jeg kan fylle denne plassen med det som faller meg inn, slik jeg er selv, et innfallsmenneske.