Perspektiv: Återanvändning av koldioxid som biobränsle

Att återvinna den koldioxid som släpps ut i atmosfären i enorma mängder är otroligt svårt, men många forskare anser att det inte bara är värt ansträngningen, utan också nödvändigt. Hotet från klimatförändringarna mot planeten är så stort att de säger att det är omöjligt att ta itu med problemet utan dessa tekniker.

Idén att avskilja koldioxid som produceras av koleldade kraftverk och andra källor för underjordisk lagring har redan fått gehör, med flera pilotprojekt som redan är i drift eller pågår.

Förslaget att återanvända koldioxid har hittills haft mindre tur: även om vetenskapen länge har vetat att bränsle kan produceras genom att blanda kol med väte, avskräcks många av den höga energiintensiteten i denna process. ”Det finns ingen gratis lunch”, säger Hans Ziock från Los Alamos National Laboratory (USA). ”Lägg till det faktum att produktionen aldrig är 100 % effektiv, så man slutar med att förbruka mer energi än man får ut.” På grund av denna energiförbannelse, säger han, är det mer meningsfullt att använda bränsle från olja. ”Om naturen skapade det gratis åt oss, varför inte använda det?” avslutar experten.

Men oljereserverna börjar ta slut. De måste borra i djupt vatten, pressa ut oljesand och blicka mot Arktis. Är det dags för ett alternativ? För USA skulle koldioxidbearbetning vara ett bra sätt att komma ur oljenålen, men det är meningslöst för att rädda klimatet, betonar Ziok, tills processen är mer energieffektiv.

Lyckligtvis finns det pionjärer även inom detta område. Enligt dem är tekniken inte perfekt, men den finns redan. Det är möjligt att inte ens samla upp utsläpp från kraftverk eller bilar, utan att utvinna koldioxid direkt från luften. ”De säger: ’Komprimera det och begrav det!’ Och vi säger: ’Nej, ge det till oss, så ska vi göra bensin av det!’ – det är orden från Byron Elton, VD för Carbon Sciences från Santa Barbara. ”Tänk dig en framtid där vatten och koldioxid är bränslekällor!” utbrister Peter Eisenberger, grundare av Earth Institute vid Columbia University (USA) och en av grundarna av Global Thermostat.

Ett sätt att lösa problemet är att använda solenergi. Ellen Stechel och hennes kollegor från Sandia National Laboratory (USA) utvecklar en högeffektiv kemisk värmemotor som ska drivas av solens koncentrerade energi. All energi (inklusive den som finns i kolväten) kommer faktiskt från solen, så varför inte försöka imitera naturen om och om igen?

Forskare har utvecklat en prototyp för en solreaktor. Det är en enorm uppsättning speglar som fokuserar solljuset till en kraftfull stråle riktad mot ringar av en metalloxid. Ringarna roterar och värms upp till 1 400 °C, och svalnar sedan till 1 100 °C. Koldioxid eller vatten matas in i dem. Vid höga temperaturer avger ringarna syre, och vid relativt låga temperaturer tar de tvärtom upp det. Resultatet är kolmonoxid eller väte – komponenter i kolvätebränsle.

Prototypen upptar cirka 20 m² och betjänar en reaktor stor som ett ölfat. För att samla in motsvarande en miljon fat olja per dag i form av solljus skulle 121,4 tusen hektar speglar (större än Moskvas yta) behövas. Observera inom parentes att världen förbrukar cirka 86 miljoner fat flytande bränslen per dag, inklusive biobränslen.

Det ovan nämnda Carbon Sciences blandar koldioxid med naturgas (eller metan som huvudkomponent) i närvaro av en metallkatalysator. Den senare är enligt uppgift tillverkad av vanliga metaller - nickel och kobolt med inblandning av aluminium och magnesium. Och omvandlingen av den resulterande syntetiska gasen till transportbränsle är redan en väletablerad teknik. Skillnaden i Carbon Sciences tillvägagångssätt är att det görs torrt. Företaget arbetar redan med den första satsen dieselbränsle.

Det är viktigt att notera att en del av kolvätena i denna process kommer från naturgas. Andra, som det brittiska företaget Air Fuel Synthesis, försöker göra detsamma utan metan och med hjälp av vindkraft. Målet är en liter jetbränsle om dagen (som en teknikdemonstration).

Forskare noterar att en av de viktigaste fördelarna med sådan energi är att den gör att vi kan bevara hela den nuvarande infrastrukturen, eftersom det kommer att vara samma bränsle som vi använder idag. Låt oss komma ihåg att det är just behovet av att investera i att återuppbygga infrastrukturen som kraftigt bromsar utvecklingen av sol- och vindenergi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]