NYHET I sin avhandling visar Katarina Åberg hur raffinaderier, genom smarta kombinationer av befintliga och nya processer, kan förses med grön koldioxidneutral råvara för produktion av drivmedel. Det skulle kunna ske på ett både ekonomiskt och resurseffektivt sätt – så effektivt att trafiken skulle kunna bli en del av lösningen i stället för största problemet.
Katarina Åberg. Foto: Emanuel Åberg
Problemen med koldioxidutsläpp från fossila bränslen och resulterande klimatproblem är väl kända. Användning av förnybara råvaror istället för fossila är ett sätt att motverka klimatförändringarna. Biomassa (biobränsle) är det enda förnybara råmaterialet som innehåller kol, och därmed kan byta ut petroleumprodukter som råvara för framställning av drivmedel och kemikalier.
Katarina Åbergs avhandling beskriver kombinationer av flera olika processer som tillsammans effektivare kan uppnå syftet grön råvara till raffinaderierna. Slutmålet för alla utvärderade koncept i avhandlingen var framställning av så kallad syntesgas, från vilken ett stort antal gröna bränslen och kemikalier kan produceras.
Mest spännande är kanske systemkonceptet ”Bio2Fuels”, som Katarina Åberg föreslagit och utvärderat med syfte att samtidigt nyttja biomassan till vidareförädling och åstadkomma en negativ koldioxidbalans i systemet. Förenklat fångar träden upp koldioxiden i luften och i Bio2Fuels-processen delas biomassan sedan upp i en väterik gas som blir drivmedel (vätet blir vatten ut i avgasröret), medan huvuddelen av kolet används för elproduktion följt av koldioxidavskiljning och deponering. Drivmedelstillverkning och -användning blir på det här sättet en storskalig industriell pump för uppfångning av atmosfärisk koldioxid.
– Tar man det till sin spets kan man säga att ju mer vi kör desto renare blir atmosfären, säger Katarina Åberg.
Katarina Åberg har i sin avhandling föreslagit, och teoretiskt så väl som experimentellt utvärderat processen och även genomfört en första demonstration i pilotskala.
Avhandlingen fokuserar i övrigt på en kombination av olika så kallade termokemiska omvandlingsprocesser och systemoptimering för att öka andelen högvärdiga produkter från ett bioraffinaderisystem. Som följd ökas även utnyttjandegraden av biobränslet. Detta inkluderar omfattande experimentella studier kring hur torrefiering (rostning) kan nyttjas på industriella rest- och sidoströmmar från skogsindustrin för att även detta gröna kol effektivare ska kunna bli drivmedel. Dessutom har två potentiella biproduktströmmar från biokemisk omvandling i ett bioraffinaderi utvärderats som förgasningsbränsle för framställning av syntesgas med goda resultat.
– Det är också viktigt att ta hänsyn till värmeintegration mellan processerna. Till exempel kan ej utnyttjad lågvärdig restvärme användas till torkning av biobränslet och på så sätt öka effektiviteten för hela anläggningen, säger Katarina Åberg.
De sammanlagda resultaten från avhandlingen visar på att användning av termokemiska omvandlingsprocesser i ett bioraffinaderisystem har stor potential för att få en effektiv energiintegration, ökad raffinering av råvaran och samtidigt motverka växthuseffekten.
Katarina Åberg har utfört studien inom forskningsmiljön Bio4Energy med delfinansiering även från TRB Sverige.
Bio4Energy är en stark forskningsmiljö inom bioenergi- och bioraffinaderi. Miljön inbegriper Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet i Umeå och Luleå tekniska universitet, forskningsinstitut och ett omfattande industrinätverk.
Fredagen den 20 oktober försvarar Katarina Åberg, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln Biomass conversion through syngas-based biorefineries: Thermochemical process integration opportunities. Svensk titel: Omvandling av biomassa via syngas-baserade bioraffinaderier: Möjligheter för termokemisk processintegration.Disputationen äger rum klockan 13:00 i sal N430 i Naturvetarhuset, Umeå universitet.
Fakultetsopponent är Erik Dahlquist, professor i energiteknik, Avdelningen för energi, bygg och miljö, Mälardalens högskola.
Katarina Åberg är uppvuxen i Örnsköldsvik. Hon är utbildad till civilingenjör i energiteknik vid Umeå universitet och doktorand vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Redaktör: Ingrid Söderbergh