DET ANTROPOGENA KOLKRETSLOPPET

The "George Olah Carbon Dioxide to Renewable Methanol Plant" ligger nära Blå Lagunen på Island. Infångad koldioxid hydreras (förenas med väte) till metanol, som man kallar "Vulcanol". Vätet får man genom att elektrolysera vatten med billig geotermisk el. Foto Carbon Recycling International (CRI).

Efter lövsprickningens mirakel och vintervissna växters uppvaknande i våras arbetar nu på sommaren en klorofyllstinn natur på högvarv i alla oräkneliga gröna blad och barr. Detta mirakel där CO₂ går runt kallas kolsyreassimilation: Florans förmåga att av koldioxid och vatten med klorofyll som katalysator och solens energi som drivkraft göra glukos. Ett antropogent (av människan skapat) kolkretslopp kan härma naturen (inte kopiera den) och producera fossilfria bränslen av koldioxid, vatten och sol.

I många hundra miljoner år har biomassa bildats av kolsyreassimilation, dött och sedan blivit mylla, koldioxid och vatten igen. Av jord är du kommen, jord ska du åter varda. Ständigt på nytt, naturens kolkretslopp. Med ett undantag: Fossil. Där död biomassa samlas under anaeroba förhållanden (utan tillgång till luftens syre som är nödvändig för rundgången) bildas så småningom de tre fossilen kol, olja och naturgas.

Vilket det blir beror på de tryck och temperaturer denna döda biomassa utsätts för under årmiljoner i jordskorpan. Alla tre är kolväten, alltså de innehåller inte syre utan i huvudsak bara grundämnena kol och väte och är därför suveräna bränslen.

Problemet är att kol, olja och naturgas är ändliga. Vi förbrukar dem i rasande takt. Oavsett om luftens ökade halt av koldioxid, som fossilbränning leder till, innebär fara för global uppvärmning eller inte, så måste vi planera för förnybara alternativ.

Ännu ett starkt skäl att ersätta kol och olja är de hälsoproblem deras avgaser orsakar. Över hälften av världens ca sju miljarder människor bor nu i städer. Vid vindstilla kan luften även i svenska tätorter vara hälsovådlig genom att trafikens avgaser efter bensin/diesel innehåller sot och partiklar som är skadliga för lungorna, samt aromatiska kolväten som kan orsaka både cancer och mutation.

Bensin/diesel är blandningar av olika kolväten med molekyler som har 10 à 20 kolatomer i långa raka eller grenade kedjor. Det är dessa kolatomers bindningar till varandra som ger de nämnda hälsoproblemen. Förnybara drivmedel bör därför inte ha sådana bindningar i sina molekyler. Tre kandidater uppfyller kriteriet: Metan (det enklaste kolvätet, huvudbeståndsdel i såväl fossil naturgas som förnybar biogas), metanol (den enklaste alkoholen) och dimetyleter DME (den enklaste etern).

                           

Alla tre brinner rent utan att bilda de nämnda föroreningarna. Naturgasens metan borde därför inte klumpas ihop med kol och olja bara för att den är fossil. Världen upplever en naturgasboom som många förutfattat fördömer. Istället borde naturgasen ses som en skänk från ovan, som temporärt kan underlätta den nödvändiga omställningen från bensin/diesel till metan/metanol/DME. Metan kan kemiskt lätt omvandlas till metanol/DME, en global jätteindustri som växer 12 à 15 % om året.

Befintliga bensinmotorer kan modifieras till att gå på hög metanolinblandning, t ex 85 % metanol (M85). Dieselmotorer bör helst vara DME-anpassade när de produceras. Volvo har redan börjat introduktionen av sådana i Kalifornien.

Tids nog kan den fossila naturgasen fasas ut i takt med att fabriker hinner byggas, som producerar förnybar metan/metanol/DME och fordonsindustrin anpassar nyproduktion till metanol/DME-optimerade motorer. Förbränningsmotorn kommer att finnas länge än även om elmotorn tar över en del av trafiken.

Genom SECA (Sulphur Emissions Control Area) alltså skärpta regler för svavelutsläpp i Östersjön-Nordsjön, som träder i kraft om ett halvår, tvingas rederier att frångå tjockolja eller installera dyr och komplicerad rökgasrening. Paradoxalt nog kommer därför sjöfarten före landtrafiken i omställning till de rena drivmedlen. Viking har valt att bygga om sina färjor till metan. Stena väljer metanol.

För att återgå till inledningens lovsång till grönskans underbara förmåga att köra runt de nödvändiga kolatomerna istället för att som vid fossilbränning deponera koldioxiden i luft eller hav: Nobelpristagaren i kemi 1994 George Olah antydde redan i sin Nobelföreläsning människans möjlighet att härma naturen och skapa ett antropogent kolkretslopp. Det är nu verklighet genom en fabrik på Island som bär hans namn.

Fabriken ligger vid Blå Lagunen och tar liksom växter nödvändiga kolatomer från koldioxid. Gröna växters glukossyntes är emellertid alltför invecklad att efterlikna industriellt (annat än som jord- och skogsbruk). Fabriken på Island bara härmar fotosyntesen och gör metanol av koldioxid och väte. Själva metanolsyntesen av koldioxid och väte är inte längre något problem.  Det är vätet som är kruxet och det får man fram genom att elektrolysera vatten med Islands billiga geotermiska el.

Överallt i världen, även i Sverige, arbetar forskare febrilt att sönderdela vatten med sol direkt (fotolys) utan att gå via el och energiintensiv elektrolys. Att förstå och kunna efterlikna fotosyntesens första steg, som katalytiskt bryter den hårda bindningen mellan väte och syre i vattenmolekylen, kan snart bli verklighet.

Det finns alltså två kolkretslopp att hämta oumbärliga kolatomer från: 1) Biomassan som är helt otillräcklig, genom att den ska användas till så mycket annat, föda, foder, fiber osv samt 2) Det nya antropogena kolkretsloppet, som också är oändligt uthålligt, men inte har biomassans begränsning. Båda kör runt koldioxiden och löser alltså tillsammans såväl energi- som klimatproblemet.

J-G Hemming