Nyheter

Reportage

Förnybar fordonsgas tillverkad i koldioxidneutralt kretslopp

 

Heinz Hollerweger, t.v., klipper bandet vid invigningen av den nya anläggningen i Werlte tillsammans med Jochen Flasbarth från det regionala miljökontoret.

Det skrivs historia i Tyskland denna sommar. Ett avgörande steg har tagits på vägen mot minskad miljöpåverkan från transportsektorn. Et steg som betyder en betydligt mer positiv syn på våra möjligheter att fortsätta köra bil utan att vår mobila frihet hotar planeten. Ett steg som gör det möjligt att producera koldioxidneutral fordonsgas.

Reiner Mangold, ansvarig för utvecklingen av förnybar teknologi på Audi beskriver tekniken bakom produktionen av förnybar syntetisk fordonsgas.

Våra fossila bränslen är i grunden kolväten. Det vill säga kemiska föreningar som byggs av kolatomer och väteatomer. Vi vet idag hur de ser ut rent tekniskt och vi är tämligen övertygade om hur de skapades av biomassa under högt tryck och under lång tid. Mänskligheten har länge sökt efter teknik för att kopiera den processen och på så sätt skapa nytt bränsle av kol och väte så att vi kan få ett kretslopp som blir koldioxidneutralt.

Dr. Michael Specht, ansvarig för utvecklingen av förnybara drivmedel på Audi.

– Vi har helt enkelt kopierat naturens egen process men vi har valt att använda en katalysator för att snabba upp det hela, förklarar Dr. Michael Specht, ansvarig för utvecklingen av förnybara drivmedel på Audi.

Audi e-gas är ett projekt som går ut på att producera koldioxidneutral och förnybar syntetisk fordonsgas. Kort beskrivet använder man elektricitet från tysk vindkraft för att dela vanligt vatten i sina kemiska beståndsdelar väte och syre. Syret släpps ut i luften medan vätet skickas in i en anläggning där det reagerar med koldioxid från en anläggning som producerar biogas. Väte och kol blir tillsammans byggstenar i den fordonsgas som bli resultatet av processen. En process som snabbas upp med hjälp av ett kiselgranulat som medverkar som en katalysator. Ett ämne som inte ingår i den kemiska reaktionen men skyndar på den genom att finnas närvarande.

Audi och samarbetspartnern EWE gas har i dagarna öppnat den första fullskaliga anläggningen för att tillverka syntetisk fordonsgas i nordtyska Werlte. Valet av lokalisering är ett resultat av att man ville ha tillgång till vindkraftsel och koldioxid. Koldioxiden får man från en redan befintlig anläggning för biogasproduktion som använder avfall från jordbruket och matproduktionen runt Werlte. Den anläggningen fanns där sedan 2002. Vid biogasproduktionen är koldioxid en överskottsprodukt som tidigare släppts ut i naturen. Ungefär en tredjedel av gasvolymen som produceras är CO2 och resten är biometan, eller biogas som vi kallar den i Sverige.

Vid biogasproduktionen behövs värme och det är samtidigt ett överskott i den kemiska process som pågår i den nybyggda anläggningen som nu ligger precis intill den tidigare biogasanläggningen. Genom ett komplicerat värmeväxlarsystem återvinns den värmen och används i biogasproduktionen.

Den utvunna biogasen tvättas med amine ett ämne, en väteförening, som binder koldioxid vid lägre temperatur. Ämnet förs över i en reaktor dit vätgasen också leds. Där värms gasen upp och koldioxiden frigörs vid 135 grader Celsius för att reagera med vätgasen och skapa den kemiska förening som har samma kemiska sammansättning som naturgas. Väldigt ren naturgas till och med. Syret som blir över skickas ut i atmosfären.

Den syntetiska gasen blandas med biogasen och man får en blandning som är så har ett så högt energiinnehåll och en sådan renhet att den klarar kraven för att skickas in i det tyska nätet för Komprimerad naturgas, CNG.

Genom att bara köra anläggningen när det blåser så att vindkraftsverken producerar så mycket att de annars måste stängas av för att det tyska elnätet inte klarar av att ta emot all elektricitet är den el som produceras en bonusresurs som tidigare inte kunnat utnyttjas. Man använder med andra ord överskottsel som inte skulle producerats överhuvudtaget annars. Kort sagt så betyder den här lösningen en större nyttjandegrad av vindkraftsanläggningen samtidigt som man producerar koldioxidneutralt fordonsbränsle.

Kapaciteten ligger på 325 000 standardkubikmeter syntetisk naturgas per timme. En kalkyl gjord av Audi visar att man i ett läge där all tysk vindkrafts överkapacitet kan utnyttjas på det här sättet skulle kunna förse 1/5 av den tyska personbilsparken med erfoderligt bränsle för i princip koldioxidneutral körning. Nu finns det inte så många gasbilar i Tyskland. Idag drivs 76 000 bilar med fordonsgas i Tyskland. En utsökt förutsättning för bilindustrin att vara med om ett teknikskifte.

Processen vid anläggningen i Wertle har idag en energieffektivitet på 54% men man räknar med att nå en effektivitet på 70%. Från att hela processen med elektrolys stått stilla till full produktion tar 5 minuter och vid maxproduktion förbrukar anläggningen 6 mW.

Skulle vi hamna i ett läge där andra drivmedel tar över kan man istället använda den syntetiskt framställda gasen i de tyska hushållen. Ett tänkbart framtida drivmedel är exempelvis vätgas till bränslecellsbilar. Skulle vätgasbilarna bli fler och utvecklas till ett huvudspår mot framtiden kan man istället ta tillvara vätgasen i anläggningen och använda den som bränsle.

Man kan också köra anläggningen baklänges och producera el av vätgasen. Med andra ord så finns det förutsättningar för att den här anläggningen inte blir omodern. Naturligtvis kan man också använda elen från vindkraften i det vanliga elnätet då det byggts ut för att kunna ta emot mer el. I det läget kan man skala upp vindkraftsproduktionen av el och använda anläggningen för att kemiskt lagra el som vätgas för att kunna producera el av vätgasen när det blåser mindre.

Det finns en annan intressant lösning som är ännu mer intressant för oss i Sverige och det är möjligheten att kyla fordonsgasen till en temperatur där den blir flytande, -162 grader Celsius, för att kunna transportera den exempelvis med lastbil. Det gör distribution av gas på platser där det inte finns något gasnätverk betydligt smidigare och energieffektivare. På tal om lastbilstransporter så håller Volvo Lastvagnar på med tester av lastbilar som drivs med den nedkylda gasen och därmed får betydligt längre räckvidd än dagens gasdrivna bilar. Helt enkelt för att den flytande gasen tar betydligt mindre plats. Energiinnehållet i kyld flytande gas är cirka 2,4 gånger större än i vanlig komprimerad fordonsgas. Enda haken med kyld fordonsgas är att det krävs energi för att kyla den, men den här lösningen körs på överskottselektricitet och det betyder att det.

Heinz Hollerweger, ansvarig för fordonsutveckling på Audi

– Vi slår faktiskt ihjäl två fåglar med en sten med den här lösningen, säger Heinz Hollerweger, ansvarig för fordonsutveckling på Audi.

Han beskriver hur man genom att utnyttja vindkraftsel vid överproduktion både kan stabilisera elnätet i Tyskland och producera ett i det närmaste koldioxidneutralt bränsle.

– Vi vill tillverka miljövänliga bilar med körglädje, bilar som kunden vill köpa av fler skäl än dess miljöegenskaper, fortsätter Heinz Hollerweger.

Han syftar naturligtvis på Audi A3 g-tron men han kan inte låta bli ett snett leende när jag frågar om en A3 e-tron korsad med en A3 g-tron till en A3 quattro-tron. En fyrhjulsdriven laddhybrid som går på el och koldioxidneutral syntetisk och förnybar fordonsgas.

– Det är naturligtvis något vi kan hoppas på, ler han tillbaka. Kan vi vidarebefodra den entusiasm vi känner för det här till nästa generation är allt möjligt.

Reiner Mangold berättar om Audis upplägg där en kund som köper en Audi A3 g-tron ocksp kan teckna sig för koldioxidneutralt bränsle på samma sätt som när vi köper vindkraftsel i Sverige.