Kvist og kvas blir edelt kull

Når skogsmaskinene har hentet ut tømmeret, ligger topper og greiner igjen – som unyttig avfall. Men kvisthaugene kan omdannes til høyverdig trekull, ifølge forskere.

Published
Skogsavfall som ligger igjen på hogstfeltene, inneholder store energimengder. Nå skal forskere bruke fire år på å skape edelt kull av den billige råvaren. (Foto: Thor Nielsen)
Skogsavfall som ligger igjen på hogstfeltene, inneholder store energimengder. Nå skal forskere bruke fire år på å skape edelt kull av den billige råvaren. (Foto: Thor Nielsen)

Greiner, topper, kvist og kvas som ligger igjen på hogstfeltet etter at tømmeret er tatt ut, skal blir mer enn irritasjon for turgåere og bærplukkere.

Målet er å omdanne slike kvisthauger til renest mulig biokarbon. Trekull, på godt norsk.

Råmaterialet, som kalles GROT på fagspråket, er derfor lagt under lupen.

– Det kan revolusjonere norsk produksjon av bioenergi, sier seniorforsker i Sintef, Øyvind Skreiberg ubeskjedent.

Nå sitter fire menn, en professor fra Hawaii, en fra Ungarn og to Sintef-forskere, samlet rundt en maskin i et varmeteknisk laboratorium på Gløshaugen i Trondheim.

Nyanskaffelsen er den eneste av sitt slag i Norge, og brukes til å analysere hvordan biologisk materiale reagerer på varme og trykk.

– Vi prøver å finne de optimale forholdene for å lage trekull av skogsavfall. Finne hva slags trykk og temperatur som gir best resultat og best mulig kvalitet, forklarer Skreiberg. 

– Denne maskinen gir oss mulighet til å sjekke de kritiske betingelsene for å produsere trekull av høy kvalitet.

Kan redusere utslipp

Energiforskeren leder forskningsprosjektet BioCarb+, som skal bruke fire år på å skape edelt kull av billig skogsavfall, men også utvikle metoder for lønnsom produksjon av det nye produktet.

– GROT som ligger igjen på hogstfeltene, inneholder store energimengder. Men det er et lavverdig brensel, fordi det er så består av så mye forskjellig, ifølge energi-forskeren.

Han mener det er derfor brenselet blir lite utnyttet.

– Om forskerne kan konvertere denne billige, lett tilgjengelige biomassen til et høyverdig, homogent og letthåndterlig brensel, vil det bety mye for bruken av biobrensel i Norge. Det vil dermed også redusere utslippene av klimagasser, ifølge energi-forskeren.

Trekull har også lave utslipp av svovel og nitrogenoksider sammenlignet med fossile alternativer. Det gir mindre lokal luftforurensning.

Michael J. Antal fra Hawaii, Liang Wang fra Kina og Gabor Varhegyi fra Ungarn. SINTEF-forsker Øyvind Skreiberg i bakgrunnen. (Foto: Thor Nielsen)
Michael J. Antal fra Hawaii, Liang Wang fra Kina og Gabor Varhegyi fra Ungarn. SINTEF-forsker Øyvind Skreiberg i bakgrunnen. (Foto: Thor Nielsen)

Forskere fra Sintef har knyttet til seg flere internasjonale samarbeidspartnere. Blant dem er professorene Michael Jerry Antal fra Hawaii og Gabor Varhegyi fra Ungarn. Antal har også utviklet en egen trykksatt reaktor for produksjon av trekull, der biomasse varmes opp under trykk.

Fra én til tusen energienheter

For trekull kan brukes til mye mer enn å lunke pølser på hagegrillen. Produksjon av solceller, for eksempel.

Derfor er flere metallurgiske bedrifter med som industripartnere. For å omdanne silisiumoksid (kvarts) til rent silisium brukes karbon som reduksjonsmiddel. I dag er det vanligvis fossilt kull og koks som brukes til dette.

Men om en del av det fossile kullet blir erstattet med trekull, betyr det betydelig lavere CO2-utslipp fra denne produksjonen. I tillegg kommer klimagevinsten fra selve solcellene:

Skreiberg illustrerer med følgende regnestykke: Én eneste energienhet biomasse inn, gir tusen energienheter ut, i form av elektrisitet fra en solcelle i løpet av dens levetid.

Elkem bruker en del trekull i dag. Den importeres imidlertid fra Indonesia. Der produseres den på den gammeldagse måten, med lav utnyttelsesgrad av energien i trevirket som trekullet produseres fra.

– De kan konkurrere bare fordi lønnsutgiftene er lave, sier Skreiberg.

– Om vi kan produsere trekull her, med langt bedre energiutbytte og av bedre kvalitet, da kan det bli økonomi i det. Det er allerede en markedspris på GROT, og den ligger lavere enn for flis. Også stubber kan utnyttes. Og ressurser har vi nok av. Skogen vokser igjen. Samtidig sliter treforedlingsindustrien. Det gjør at trekullproduksjon fra løvtrær og trekvaliteter som normalt går til papirproduksjon, også kan bli interessant.

Kvalitetsbrensel

Det andre viktige bruksområdet vil være som brensel, enten som briketter, pellets eller finknust pulver.

– Vi får et letthåndterlig, produkt med høy energitetthet. Det gir jevn og stabil forbrenning. Det vil bidra til å bedre økonomien i slike energianlegg. I stua til deg og meg kan slik brensel brukes i brennere på størrelse med vedovner. Men det kan også brukes i små fjernvarmesentraler eller kombinerte varme- og kraftanlegg, sier Skreiberg.

– Trekullpulver kan lett erstatte olje for å ta topplasten i disse anleggene.

Topplast er den delen av energiproduksjonen fra et bioenergi-anlegg som ikke kan dekkes av den primære brenselskilden til anlegget, på de kaldeste dagene. 

Ny norsk industri?

I tillegg til selve teknologi-utviklingen, skal prosjektet også analysere alle ledd i en mulig produksjonskjede – sett fra et økonomisk perspektiv.

For målet med arbeidet er å finne fram til en prosess som noen vil investere i, gjerne i Norge.

– Innen vi kommer til 2018, skal vi ha studert de ulike parametrene som innvirker på valget av et optimalt produksjonsanlegg. Utfordringen er å optimalisere produksjonen av trekull som inneholder mest mulig av biomassens energi, sier Skreiberg. 

– Den må ha god nok kvalitet både som reduksjonsmiddel i metallindustri og som brensel.

Samtidig ønsker forskerne å utnytte biproduktene; brennbare gasser og tjære (bio-olje).

Håpet er at en industribedrift, for eksempel Elkem som nå bruker importert trekull, blir med og finansierer et slikt anlegg i Norge. Det vil gi både avsetning på norske skogressurser og øke  antallet lokale arbeidsplasser.