AEP

(Agnar Evald Pettersen)

Bioenergi

 

 

 

 

 

Bioenergi

 

 

 

Bioenergi

Levende i et økosystem med unntak av dyr og mikroorganismer, er råvarer til bioenergi. Til bioenergiresursene regnes trevirke, halm, husdyrgjødsel, husholdningsavfall, planter i vann og i noen grad torv som har så langsom gjenvekst at den som regel betegnes som lagerressurs og blir også beskrevet under web-siden fossile energikilder.

Når disse energiråvarene omdannes til for eksempel fast eller flytende brensel eller gass, kaller en energien bioenergi.

Bioenergi er kjemisk bundet solenergi. Solenergien blir lagret i plantene ved fotosyntese. Ved hjelp av karbondioksyd, vann og sollys, produserer plantene en lang rekke organiske stoffer som bygger opp plantene. Jorda mottar mye solenergi, og selv om bare ca. 1% av denne energien blir bundet i plantene, er bioenergiressursene på hele jorda til sammen meget store. Mange mennesker har for lite mat. Det kan derfor settes spørsmålstegn om det er forsvarlig å bruke for eksempel mais, hvete og sukkerrør som råvare til produksjon av flytende brensel.

Mange løvblader har fine takker langs kanten, kjenner man årsaken til dette? Blader er en slags solfangere der størstedelen av plantenes fotosyntese foregår. Til den trengs det CO2 som blant annet tas opp gjennom kanten, og takkene skaper et større kantareal. Derfor tror de fleste botanikere at takkene gir løvfellende trær en fordel i vekstsesongen. Dette synet er da også nylig blitt bekreftet av forskere ved Pennsylvania State University, som kunne slå fast at trær som har takkete blader også har en mer effektiv fotsyntese. Det er også et typisk trekk at det er langt flere trær med takkete blader der klimaet er kjølig og vekstsesongen kort. Man har brukt denne innsikten til å bestemme fortidens klima ved å granske fossiler av blader og se hvor mange som hadde takker.

 

 

Skogen er den største bionergiresursen vi har i Norge. Dette er eksempelvis aktuelt å bruke som energiråvarer:

  • Lauvtrevirke
  • Virke etter første gangs tynning
  • Hogstavfall fra skogindustrien
  • Skog over barskoggrensen.

 

Det diskuteres om en skal dyrke energiskog. En bruker da hurtigvoksende trær som, som poppel og selje. Områdene må antakeligvis gjødsles og vannes, og det må brukes sprøytemidler. For å høste energiskogen, tenker en seg konstruert egnede maskiner. En slik skog vil vokse opp i løpet av 3-8 år, mens annen skog trenger 60-100 år. Etter kilder jeg har sjekket, regnes det foreløpig ikke med å dyrke slik skog i Norge, men heller satse på en mer effektiv utnytting av den skogen vi har til oppvarming.

Skogen strutter av ubrukt eneri.

Norge har enorme bioressurser, men likevel ligger vi milelangt etter Sverige i produksjon av bioenergi.

Imidlertid er bioenergiprogram på gang:

Skogforsk var på gang med et fireårig bioenergiprogram, fram til 2010 har skogforsk studert både logistikk og kostnader samt mer effektive metoder for å få fram skogbrensel med høy kvalitet. Her fra forsøk med heltredrift av virke for bioenergiformål

BIODIESEL

Biodiesel er ikke fossil petroleum, men et alternativt drivstoff for dieselmotorer. Det lages ved å erstatte glyserolet i fett med metanol. Fettet kan være vegetabilske oljer eller dyrefett. Raps er mye brukt som billig plantefett. Biodiesel har gode smøreegenskaper, og blandes i noen tilfeller inn i petroleumsdiesel for å bedre smøreegenskapene. Biodiesel lager også mindre sot enn petroleumdiesel. Glyserol (også kjent som glyserin), er en hygroskopisk væske, det betyr at den absorberer vann fra lufta og binder sammen fettsyrer.

Glyserol finnes i vegetabilske og animalske oljer. Glyserol kan også lages syntetisk. Den er utrolig holdbar og gjærer ikke.

 

Raps er en kulturplante med karakteristiske gule blomster. Raps finnes i to varianter, høstraps og vårraps, avhengig av årstiden de sås på. Vårrapsen er mer hardfør, mens høstrapsen har høyere oljeinnhold.

Oljen som presses fra de små, svarte frøene kalles rapsolje, og kan brukes som matolje og brensel (biodiesel) Rapsolje er gul, med nøytral smak og lukt og brukes til matlaging.

METANOL

Flere stoffer som inneholder oksygen kan tilsettes bensinen for å bedre oktantallet. Dette kan eksempelvis være metanol som er en organisk forbindelse, (metanol kommer under stoffgruppen som kalles alkoholer). Ved romtemperatur og atmosfærisk trykk er stoffet en farveløs, flyktig væske. Metanol er svært giftig og har ubehagelig lukt som nærmest kan karakteriseres som forråtnelse. Karbondioksid forekommer i jordens atmosfære, fordi den inneholder gasser skapt av livet på jorda. I atmosfæren utgjorde naturlig ca. 0,028 volumprosent av luften. I dag er konsentrasjonen steget til 0,038 % antakeligvis på grunn av menneskelig aktivitet. Metanol brenner med en nesten usynlig flamme i den oksygenholdige, atmosfæriske luften og danner da karbondioksid (CO2) og vann.

ETANOL

Etanol er den mest kjente alkoholen, og kalles i dagligtalen for «alkohol». Etanol er en fargeløs væske med spesifikk vekt 0,78 kg/l som er blandbar med vann i alle konsentrasjoner.

 

Fremstilling av etanol

Etanol blir fremstilt petrokjemisk, dvs. en kjemi som baserer seg på råvarer fra petroleum. Faget er sentralt for prosessindustrien for olje og gass - petrokjemisk industri. Kjemikaliene gjennomgår gjerne flere ulike typer av prosesser, der det først fremstilles halvfabrikata som igjen videreforedles til petrokjemiske produkter.

Tidligere ble etanol fremstilt av eksempelvis poteter eller frukter.

Etanol som drivstoff

Etanol er et rent og forholdsvis rimelig brennstoff og brukes i noen land som drivstoff i biler, bl.a. Brasil. I Brasil fremstilles denne etanolen fra sukkerrør eller avfall etter sukkerproduksjon. Sverige er langt fremme på produksjon og bruk av etanol.

Når etanol brukes som drivstoff, og ikke er framstilt fra fossilt brensel, er det vanlig å omtale det som bioetanol. Bioetanol og etanol som er samme stoff, gir mye energi ved forbrenning. Etanol blir også brukt som et egnet kjølemiddel til varmepumper, da bla. i ett forhold 30% Etanol og 70 % vann. Ferdigblandet Etanol (35%) i vann er da kjent under betegnelsen HX 35.

Bioetanol blandes ofte med bensin for å lettere kunne benyttes i motorer med mindre modifikasjoner. Bioetanol er en spennende utfordrer til oljeindustriens egne produkter. Oljeindustrien ønsker derfor å få hand om dette fremtidens produkt. Både bensinbiler og dieselbiler kan bygges om og kjøre på biodrivstoff. Hovedsakelig består modifiseringen av forsterkning av slanger og pakninger. I Norge finnes det foreløpig et fåtall bensinstasjoner som har bioetanol i pumpene, men oljeselskapet Statoil vil i følge egne utsagn åpne noen nye pumper med E85 i løpet av 2007. Det sies at prisen vil ligge litt under bensin og diesel, men dette er for å kompensere for et noe høyere forbruk når biler kjører på bioetanol. Nettokostnadene ved å kjøre på bioetanol blir således noe i nærheten av kostnadene ved å kjøre på diesel og bensin. Avgassene ved forbrenning av ren etanol er vanndamp og karbondioksid.

Tekniske egenskaper

De aller fleste nye bensinbiler kan i dag kjøre på opptil 20% innblanding av etanol uten problemer. I Brasil er i dag all bensin som blir solgt, innblandet med 25% etanol.

Bioetanol blandet med bensin i forskjellige blandingsforhold er i dag vanlig i mange land. I Sverige får man kjøpt såkalt E85 på mange bensinstasjoner. Bilens drivstoffsystem må spesialtilpasses fordi bioetanol har lavere energiinnhold enn bensin, og bilens drivstoffpumpe må ta høyde for denne differansen. Hvis ikke, kan resultatet bli redusert motorkraft. Slanger og pakninger må også være tilpasset bioetanol.

 

Produksjon av bioetanol:

Bioetanol kan produseres med utgangspunkt i planter som inneholder sukker, cellulose eller stivelse, for eksempel ulike sorter korn, mais, sukkerrør, poteter og til og med trevirke.

Verdens største produsent av bioetanol er Brasil, som lager 15 milliarder liter i året, produsert med utgangspunkt i sukkerrør.

Bioetanol er det biodrivstoffet det produseres mest av på verdensbasis, hele 28 milliarder liter (tilsvarer ca. 10 ganger det norske bensinforbruket). Til sammenligning tilsvarer den samlede biodieselproduksjonen kun 8% av bioetanolproduksjonen. Drivstoffet er derimot ikke spesielt godt kjent i Norge.

Sukkerrørproduksjon

Miljøegenskaper

Ulike tester gjort av etanol sammenlignet med fossil bensin, viser at etanol kommer bedre ut på noen områder når det gjelder lokale utslipp. Men forskjellen er jevnt over marginal. Det er imidlertid kjent at etanolbiler gir høye utslipp av hydrokarboner ved kaldstart. Problemet blir ekstra stort under vinterforhold, men det kan enkelt løses ved bruk av motorvarmer.

Klimagevinsten ved bruk av bioetanol avhenger svært mye i forhold til hvilket råstoff etanolen er laget av. Alt fra 90% reduksjon fra sukkerrør til 15-30% reduksjon fra mais.

Mindre mengder bioetanol (5-10%) innblandet i bensin kan også gi mer optimal drivstoffutnyttelse, selv om etanol har lavere energitetthet. Grunnen er at det høye oksygeninnholdet i etanol virker gunstig på bensinforbrenningsprosessen.

 

Linker til: