Perspektiver for dansk ammoniak- eller methanolfremstilling, som ...

PSO 2005-2 6422
De muligheder man arbejder med til transportsektoren er bl.a. komprimeret brint i
trykflasker af stærke og lette kompositmaterialer (fx ved et tryk på 300-800 bar),
flydende brint ved meget lav temperatur, lagring i metalhydrider eller i nanostrukturer
af bl.a. kulstof (ved diffusion). Man arbejder også med at lagre brint i form af andre
stoffer (molekyler) som fx ammoniak (NH3) eller egnede kulbrinter, hvor brint ved en
kemisk reaktion forholdsvis let kan frigøres. Sådanne stoffer omtales i denne
forbindelse som brintbærere.
For noget tid siden har forskere ved DTU præsenteret en metode til lagring af brint
på fastform i form af salte som fx. Mg(NH3)6Cl2. Denne form for ”brintlagring”, hvor
ammoniak er den egentlige hydrogenbærer, kræver at brinten omformes til ammoniak
og bindes i saltet. Når brændslet skal udnyttes, opvarmes saltet moderat, hvorved
ammoniakken frigives og kan konverteres tilbage til brint inden anvendelse.
Energimæssige betragtninger og effektivitet
Konverteringer af brændsel kræver ressourcer og betyder, i en samlet betragtning,
altid tab i form af mistet arbejdspotentiale (mulig nytteværdi af energiformen).
I forbindelse med offentliggørelsen af ”brintpillen” blev der fra forskningskredsen 2 i
”Fremtidens brintsamfund” anført, at der er behov for at regne på energibalancen i
projektet, hvad det koster at fremstille og lagre ammoniak og konvertere det (tilbage)
til brint (ref. 1).
For at få et overblik over de komplekse sammenhænge og seneste teknologiske
muligheder, er det således yderst relevant løbende eller med jævne mellemrum at
gøre holistiske betragtninger på forsyningskæderne i tilvejebringelsen af energiforsyningen
og hvorledes de forskellige forsyninger spiller sammen. Dermed kan man
bedre sikre at der foregår en målrettet indsats i bestræbelserne på at nå frem til en
effektiv anvendelse af fremtidige ressourcer til at dække energiforsyningen med.
Foreløbige studier viser at man kan fremstille methanol ud fra biomasse med en
virkningsgrad (målt på brændværdi) på over 50%. Produktion af ammoniak ud fra
biomasse er kun beskrevet i meget begrænset omfang. Processerne er i begge
tilfælde ganske komplekse, bestående af en række enhedsoperationer.
Et meget vigtigt element i konverteringsprocessernes samlede effektivitet fra
biomasse til methanol eller ammoniak er derfor hvorledes procesanlæggene er
integreret.
Weel & Sandvig har gennem en række studier på ammoniak- og methanolanlæg vist
at med øget energiintegration (både på el- og varmesiden) kan energiforbruget
reduceres med 10–15% når råstoffet er naturgas (ref. 2 og 3).
Det samme potentiale eller endnu større forbedring (15-20%) må forventes at kunne
opnås i de processer, der er udviklet i studier af methanolproduktion (og ammoniakproduktion)
baseret på biomasse. Dette begrundes primært med at disse procesteknologier
stadigvæk er i en udviklingsfase, hvor en række praktiske hensyn og
problemer stadigvæk har potentiale for forbedringer og derfor har fokus i mindre grad
været på optimal energiintegration.
2 Ib Chorkendorff, Fysikprofessor ved DTU, leder af et tværgående forskningsprojekt om brintsamfundet.
7