I fremtiden trenger ikke bønder i alle land kjøpe kunstgjødsel fra Norge, tror professor Truls Norby. Det eneste som trengs i denne produksjonen, er nemlig energi, luft og vann – og det har bonden allerede. (Foto: Shutterstock / NTB scanpix)
– Fremtidens bonde lager kunstgjødsel hjemme på gården
I år er det 110 år siden kunstgjødselproduksjonen i Norge begynte. – På tide å finne på noe nytt, sier kjemiprofessor.
Plus Ultra er støttet av EnergiX-programmet i Norges forskningsråd.
Prosjektet er et samarbeid mellom forskere ved SINTEF, NTNU og Senter for materialvitenskap og nanoteknologi (SMN) ved UiO.
Produksjonen av kunstgjødsel ved å omdanne nitrogen i luft til plantenæring er et av de store norske industrieventyrene. Oppfinneren Kristian Birkeland (1867-1917), som var professor i fysikk ved Universitetet i Oslo, har til og med prydet de norske 200-kronesedlene siden 2004.
Den kommersielle produksjonen av kunstgjødsel ved hjelp av den berømte Birkeland-Eyde-prosessen startet på Notodden i 1907, og Norsk Hydro ASA og senere Yara ASA har produsert kunstgjødsel for milliardverdier i alle år siden.
Birkeland døde i Tokyo vinteren 1917, etter en kraftig forkjølelse. I 1927 gikk Norsk Hydro over til å produsere kunstgjødsel ved hjelp av den mindre energikrevende Haber-Bosch-prosessen, som fortsatt brukes. Yara International er blant verdens største produsenter av kunstgjødsel.
– Men jeg tror at dette industrieventyret en gang vil ta slutt. Før eller siden kommer nemlig den dagen da bonden i Afrika eller India, Italia eller Frankrike ikke lenger kjøper kunstgjødsel i store sekker fra Norge. Hun kommer isteden til å lage sin egen kunstgjødsel ved hjelp av fornybar energi og fornybare råvarer, spår professor Truls Norby ved Universitetet i Oslo.
Det eneste som trengs til en slik produksjon, er nemlig energi, luft og vann – og alt det har bonden i solrike land hjemme på gården.
– Denne fornybare produksjonsmåten vil for det første være mye bedre for klimaet, fordi dagens produksjon av kunstgjødsel bruker naturgass som energi- og hydrogenkilde og gir opphav til store utslipp av klimagasser. Det er også bedre for klimaet at kunstgjødselen blir produserert der den skal brukes, istedenfor å gjøre det ved noen få store fabrikker og deretter transporteres over enorme avstander, tilføyer han.
Truls Norby er professor ved Kjemisk institutt ved UiO og sto blant annet bak det som hevdes å være universitetets første godkjente patent i 2004. Han har også vært med på å etablere to bedrifter, og i 2012 vant han UiOs innovasjonspris.
Når Norby ser inn i krystallkulen, er det derfor god grunn til å lytte til ham:
Lite effektive prosesser
Men hvorfor tror Norby at bøndene i fremtiden vil lage sin egen kunstgjødsel?
– Både Birkeland-Eyde-prosessen og Haber-Bosch-metoden er ineffektive. Dessuten lager vi i dag kunstgjødsel med naturgass som råstoff, og det bidrar til CO2-utslipp. Disse utslippene er helt unødvendige, svarer han.
Miljødirektoratet opplyser at utslippene fra produksjonen av kunstgjødsel i Norge var på 1,16 millioner tonn CO2-ekvivalenter i 2015. Ifølge Statistisk sentralbyrå var det totale norske utslippet i 2015 på 53,9 millioner tonn CO2,-ekvivalenter, og kunstgjødselproduksjonen utgjorde derfor 2,2 prosent av dette.
Produksjonen av kunstgjødsel med Haber-Bosch-prosessen foregår ved at nitrogen fra atmosfæren og hydrogen fra naturgass føres sammen under høyt trykk og høy temperatur. Ved hjelp av en katalysator starter da en kjemisk prosess som omdanner nitrogen og hydrogen til ammoniakk, som deretter kan brukes til å lage kunstgjødsel.
Professor Truls Norby. (Foto: Ola Sæther/UiO. Lisens: CC BY 4.0)
Norby leder et forskningsprosjekt som isteden har sett på mulighetene for å spalte nitrogen ved hjelp av en katalysator og «hardt» ultrafiolett lys (UVC). Dette lyset inneholder mye energi som blant annet dreper bakterier og virus og brukes til luft- og vannrensing.
Kongstanken er at UV-lys med forskjellig energi kan komme fra sollys og annen fornybar energi hjemme på bondens egen gård i for eksempel Afrika, istedenfor fra norsk vannkraft som kunne vært brukt til noe annet.
– Vi har ikke lykkes ennå, men jeg er overbevist om at det skal gå an å produsere kunstgjødsel fra nitrogenet i lufta og lys – sollys eller fra UV-lamper drevet av elektrisitet fra fornybare kilder. De nitrogenfikserende bakteriene som vokser i erteblomstenes røtter, klarer jo et slikt triks uten å anstrenge seg, smiler Norby.
Professor Norby er kjent med at også store kunstgjødsel-produsenter og flere andre forskergrupper internasjonalt har begynt å tenke i liknende baner.
– Men vi har som sagt hatt ideen om å bruke UVC-lys, fordi dette er mer energirikt enn de andre delene av sollyset. Jeg kan gjerne innrømme at dette har vist seg å være vanskeligere enn vi trodde da prosjektet startet for tre år siden. Men vi kan fortsatt ikke se noen grunn til at dette skal være umulig. Vi allierer oss med sterke internasjonale samarbeidspartnere og håper på et gjennombrudd, antyder Norby.
Den norske fysikkprofessoren, oppfinneren og industribyggeren Kristian Birkeland døde på et hotellrom i Tokyo 15. juni 1917, bare 49 år gammel. Ved hundreårsmarkeringen av hans død synes Norby det er på tide å hedre Birkelands minne ved å utvikle noe som er enda bedre.
– Kristian Birkeland lærte oss å bruke vannkraft – fornybar energi! – til å produsere kunstgjødsel ved å bruke nitrogengass og oksygen fra lufta. Senere fikk vi Haber-Bosch-metoden, som også brukte fornybar energi og fornybare råvarer til å begynne med.
– Men: Så skjedde det «ulykksalige» at vi fant naturgass og begynte å hente hydrogenet derfra, og i dag er det slik at vi i praksis brødfør vi oss med naturgass. Det er absolutt nødvendig at vi i framtida vender tilbake til å produsere kunstgjødsel ved hjelp av fornybar energi og fornybare råvarer, insisterer Norby.
