Grøn brint kan revolutionere skibs- og flybranchen

"Produktion af grøn brint har et kæmpe potentiale, både for at skabe CO2-reduktioner og for at blive Danmarks næste grønne erhvervseventyr. Med en fælles, europæisk indsats kan vi for alvor få teknologien op i skala og ned i pris og sætte fart på den grønne omstilling af fx skibs- og luftfarten, der ikke umiddelbart kan elektrificeres direkte,” udtalte klimaminister Dan Jørgensen i forbindelse med lanceringen af aftalen.

Regeringen vurderer, at Power-to-X-teknologier har potentiale til at give 9 mio. ton CO2-reduktion i 2030. I 2020 lød skønnet på blot 3,5 mio. ton.

“Det skyldes, at den teknologiske udvikling er gået utrolig stærkt, og at investeringerne allerede er der,” udtalte Dan Jørgensen til Dagbladet Børsen i sidste måned. 

Klimaministeren henviser til, at der i løbet af det seneste år er gennemført flere private beslutninger om at udbygge PtX-industrien i Danmark.

SDU udvikler bæredygtige brændstoffer til fly og skibe

En af de mange konkrete teknologiske løsninger, som der arbejdes på at udbrede i stor skala i transportsektoren, er eFuels til fly.

Ved at lade brint reagere med CO2 (kuldioxid) kan man danne såkaldt syntesegas, der består af CO (kulmonoxid) og brint. Denne syntesegas kan så reageres videre til ’kerosen’, der bliver brugt som brændstof i fly, og nafta, som er den vigtigste bestanddel i fremstillingen af plast. Også metan kan omdannes til syntesegas, og videre herfra til flybrændstof.

Tilblivelsen af eFuel er grøn, idet CO2’en eller metanen bliver hentet fra biogasanlæg.

Brinten kan man bl.a. lave vha. elektrolyse, der bruger elektricitet til at spalte vandmolekyler (H2O) til brint (H2) og ilt (O2). Strømmen til elektrolysen kan fås via vindkraft fra vindmøller og el fra solceller.

“Det interessante ved eFuels er, at vi ikke behøver at bruge biomassen til at skabe brændstoffer med. Biomassen er begrænset, og hvis vi skal dække hele klodens behov for energi og brændstoffer gennem biomasse, vil det kræve ressourcer, der overstiger Jordens samlede kapacitet fire gange. Og det går selvfølgelig ikke,” forklarer Henrik Wenzel, der er professor ved Institut for Grøn Teknologi på Syddansk Universitet (SDU).

Sammen med andre forskere fra SDU og Danmarks Tekniske Universitet (DTU), virksomheden BiogasClean og Danmarks største biogasproducent, Nature Energy, arbejder Henrik Wenzel på projektet ‘eFuel’, der er støttet med 16,6 mio. kr. fra det energipolitiske udviklingsprogram EUDP.

Projektet blev igangsat i 2019 og løber frem til 2023. Formålet med det fireårige projekt er at udnytte den CO2, der udvikles i biogasanlæg, og som i dag bare sendes ud i atmosfæren, til at udvikle en robust og klimavenlig metan – elektrometan, eller bare eMetan.

eMetanen kan så via velkendte kemiske processer efterfølgende danne de energiholdige kulbrinter, man finder i jetbrændstof, nafta, benzin og diesel. Og voila, så er fremtidens grønne fossilfri brændstoffer og plastik født.

REintegrate og European Energy skal udvikle og etablere det anlæg, der skal producere 10.000 ton CO2-neutral eMetanol til rederiets kommende metanoldrevne containerfeeder, der bliver verdens første CO2-neutrale containerskib.

De resterende syv nyindkøbte metanolskibe mangler Mærsk stadig at finde samarbejdspartnere til.

Det glæder Henrik Wenzel, at Mærsk investerer så kraftigt i eFuels som fremtidens bæredygtige brændstof for rederiet.

“Mærsk investerer millioner i eFuels, og det er tydeligt, at de mener det alvorligt. Rederiet er den første store virksomhed internationalt set, som satser på eMetanol som brændstof, og det tror jeg virkelig rykker noget,” siger han og fortsætter: 

“I mange år har ingen turde tage risikoen og investere i eFuels. Alle har ligesom ventet på, at en af de andre tog teten og slog hul på ægget, så at sige. Det har Mærsk nu gjort, og det tror jeg på kan indvarsle et større gennembrud for teknologien.”

eFuels har eksisteret i et århundrede

eFuels er langt fra nogen ny opfindelse. Faktisk har teknologien bag omdannelsen af metan til brændstof knap 100 år på bagen.

I 1923 opfandt de to tyske kemikere Franz Fischer og Hans Tropsch en kemisk proces, hvor man omdanner metan (fx fra biogas) eller brint og kulilte (fx fra termisk forgasning af biomasse) til diesellignende kulbrinter, der kan bruges som brændstof.

Brændstoffet går under navnet Fischer-Tropsch Diesel og bliver brugt flere steder i dag.

“I Sydafrika laver man Fischer-Tropsch Diesel af kulstøv og vanddamp. Der findes kæmpe fabrikker på Borneo, i Nigeria og i Qatar, som omdanner metan, der kommer op sammen med olien ved olieudvinding til flydende brændstoffer. Det er den metode, vi forsøger at efterligne med produktion af eFuel fra biogas og CO2 i Danmark,” fortæller Henrik Wenzel.

Ud over samarbejdet med Mærsk indgår Henrik Wenzel og SDU også i et samarbejde med en lang række europæiske samarbejdspartnere om at lave eFuel-flybrændstoffer i et stort EU-projekt ved navn ‘Take-Off’.

Men på trods af navnet på EU-projektet, har eFuels som bæredygtigt alternativ til fossile brændstoffer endnu ikke fået luft under vingerne i flyindustrien herhjemme. Rigide regler spænder nemlig ben for udviklingen.

I 2019 foreslog Dansk Luftfart at oprette en national klimafond, som skal gå direkte til en grøn omstilling af flysektoren i form af bl.a. bæredygtige brændstoffer som eFuels.

Men politikerne har ikke givet flybranchen lov til det, da afgiftspålægninger ikke må øremærkes til bestemte formål, men skal gå direkte i statskassen.

Henrik Wenzel opfordrer politikerne til at droppe nøleriet og handle, så også flybranchen i Danmark flyver en grønnere fremtid i møde.

“Jeg forstår ikke, hvordan politikerne vil være bekendt at forhale en grøn dagsorden, som kommer fra industrien selv. Jeg har arbejdet med vedvarende energi i 40 år, og det er første gang, jeg har oplevet, at det er virksomhederne og industrien, der råber på mere handling på miljø- og klimaområdet fra politikerne. Tidligere har det jo været omvendt,” siger Henrik Wenzel.

SAS har dog ikke fuldstændig parkeret den grønne dagsorden i flyhangaren. I 2019 indgik Skandinaviens største flyselskab en fælles aftale med den franske flygigant Airbus om at forske i hybrid- og elfly.

Samarbejdet mellem SAS og Airbus indebærer, at hybrid- og elfly i kommerciel trafik med op til 100 sæder kan blive en realitet om 10-15 år. Henrik Wenzel tror på, at størstedelen, hvis ikke al, indenrigsflyvning i Danmark og flere andre steder i verden, bliver med mindre elfly i fremtiden. 

Men på længere distancer er man nødt til at benytte sig af brændstoffer for at tilbagelægge store afstande. Og her bliver eFuels i form af bæredygtig e-kerosen en vigtig komponent.

“Den eksisterende flyflåde er relativt ny de fleste steder i verden, og fly holder i mange år. Så når vi når frem til 2050, vil ca. 75 pct. af flyflåden stadig have brug for almindelig brændstof. På sigt kan det måske godt være 50/50, der kan flyve på el, brint og herunder hybridfly,” siger han.

For omkring halvdelen af flytransporten vil kerosen stadig være nødvendig til at drive motorerne i fremtiden, vurderer Henrik Wenzel.

“Derfor er det også vigtigt, at flyselskaberne kommer ind i kampen og satser på produktionen af bæredygtig kerosen,” siger han.

eFuel skal få os igennem sidste del af klimaetapen

Som både Mærsk og SAS har måtte erkende, er det ikke billigt at skifte de sorte brændstoffer ud med grønne eFuels i form af eMetan eller e-kerosen.

Men investeringen i de CO2-neutrale fly- og skibsbrændstoffer vil betale sig på lang sigt.

For mens prisen for fremstillingen af flydende brændstoffer i form af eFuels i dag er mindst dobbelt så omkostningsfuld som fremstillingen af biobrændstoffer som bioethanol, vil tingene blive vendt på hovedet om få år.

Vores analyser peger på, at eFuels bliver billigere end biobrændsler om få årtier. Det skyldes, at hovedomkostningen for produktionen af eFuels er brint – og brintproduktionen bliver blot billigere og billigere med tiden, mens prisen på biobrændstoffer vil stige,” siger Henrik Wenzel.

Han spår, at eFuels vil være billigere end biobrændsel om 10-20 år. På det tidspunkt skulle vi gerne være meget tæt på at indfri målet om nul CO2-udledning.

Det kræver dog, at vi holder tungen lige i munden, når vi forhåbentligt gennemfører den første del af klimaetapen og får banket reduktionen af CO2 ned med 70 pct. i 2030, mener Henrik Wenzel.

“Hvis vi fx fjerner al CO2 ved at pumpe det hele ned i undergrunden, i havet eller pløje det ned i landbrugsjorden (også kaldet biocharging, red.), mangler vi kulstoffet til produktionen af eFuels, som skal få os det sidste stykke over målstregen i 2050,” siger han.

Flysektoren, skibsfarten, den tunge transport (lastbiler mv.) samt 25 pct. af industrien (herunder særligt producenterne af plastik) kan ikke køre på vindmøller og solceller alene – de har brug for kulstofholdige brændstoffer for at dreje hjulene rundt, forklarer Henrik Wenzel.

“Hvis man virkelig satser på at ramme 2050-målet om nul CO2-reduktion, så tror jeg, at eFuels kommer til at spille en væsentlig rolle i at få barberet de sidste 30 pct. af udledningen. Men det kræver, at vi tænker os om og ikke fejloptimerer mod et 2030 mål, så vi havner i nogle blindgyder, vi ikke kan navigere os ud af igen”, slutter han.