P1033191.jpg

Spildevandsslam skal være råstof i fremstilling af flybrændstof og andre olieprodukter, og fosforen i slammet skal udvindes i helt ren form. Sådan lyder visionen på Aalborg Universitet og andre steder, hvor der udvikles på en ny teknologi kaldet HTL. Også Aalborg Forsyning har store forventninger til teknologien.

I et laboratorium på Aalborg Universitets Institut for Energiteknik rydder lektor og projektleder Thomas Helmer Pedersen nogle metalbøsninger, små stykker rør og andre dimser væk fra et rustfrit stålbord, så der kan blive plads til en lille sort plastikkasse. I kassen har han små glas med skruelåg og en klar plasticpose med halm.

I et af glassene er der plast, i et andet tørret slam fra et renseanlæg, og i et tredje har et lag kulsort olie lagt sig oven på en bund af brunligt grumset vand.

Tilsammen illustrerer kassens indhold henholdsvis input og udbytte af en ny teknologi ved navn HTL, en forkortelse for hydrothermal liquefaction. En teknologi som gør det muligt at producere flydende brændstoffer til fly, biler og skibe ud fra spildevandsslam, madaffald og alle andre former for organisk materiale, med enorme CO2-besparelser til følge. Samtidig vil slammets og de andre materialers indhold af fosfor kunne komme ud som gødning på landmændenes marker.

Fra drøm til virkelighed

Kort sagt kan HTL blive en teknologi, der gør drømmen om recirkulering og nyttiggørelse af alle næringsstoffer fra spildevand og organisk affald til virkelighed, samtidig med den kraftigt reducerer klimabelastningen ved flyrejser og anden energikrævende transport.

Det er i hvert fald, hvad Thomas Helmer Pedersen og en mængde andre forskere på universiteterne i Aalborg, Aarhus og andre steder i verden ser for sig. Deres arbejde bliver fulgt med spænding i spildevandssektoren.

”Vi ser nye og alternative muligheder for den grønne omstilling med HTL,” siger Helle Strandbæk, chef for produktionen i Aalborg Forsynings vanddivision. Af samme grund gik Aalborg Forsyning i 2019 sammen med 12 andre nordjyske virksomheder og institutioner om at danne en følgegruppe, som skal give forskerne sparring på deres arbejde med HTL og udbrede kendskabet til teknologien.

Høj temperatur og tryk

Både på Aarhus Universitets forskningscenter i Foulum nær Viborg og her i Aalborg er der installeret forsøgsanlæg, hvor HTL teknikken virker. Det er den sorte olie i et af Thomas Helmer Pedersens glas det synlige bevis på.

”Vi pumper det organiske materiale ind i en reaktor, hvor det sammen med vand varmes op til omkring 400 grader og udsættes for et tryk på 300 bar. Med så høj temperatur og tryk virker vandet som en kemisk saks, der klipper alle de stoffer, som materialet består af, over, og de bliver så omdannet til bio-råolie. Det svarer faktisk til den proces, der foregår, når der i naturen dannes råolie over et spænd på nogle millioner år. Her kan vi bare sætte temperaturen og trykket op, og dermed få processen til at vare mellem blot 15 minutter og en halv time,” forklarer Thomas Helmer Pedersen. 

 

Processen i vores reaktor svarer til det, der foregår, når der i naturen dannes råolie over et spænd på nogle millioner år.

Ud af et ton slam med 20 procent organisk tørstof kan der udvindes cirka 80 kg bio-råolie. Bio-råolien er dog ikke helt så energitæt som for eksempel den olie, der pumpes op i Nordsøen. Men det kan den blive gennem en ret simpel raffinering, forsikrer Aalborg-forskeren. Det vil sige, at bio-råolien kan være grundlag for fremstilling af brændstof til fly og andre formål, hvor man i dag er afhængig af mineralsk olie.

Fosfor udskilles

Ud over olien resulterer HTL-processen også i, at fosfor udskilles sammen med de tungmetaller, sand og andre ikke-nedbrydelige partikler, der findes i det organiske materiale. Desuden kommer der en mængde vand med indhold af kulstof, kvælstof og CO2 ud af reaktoren.

Kulstoffet i vandet kan vi genbruge i processen, og CO2’en kan vi rense fra og pumpe til deponi i undergrunden. Alternativ kan det også lade sig gøre at lave CO2 om til flydende brændstof ved at bruge brint, som man kan udvinde fra vand ved hjælp af strøm fra vindmøller,” siger Thomas Helmer Pedersen.

I forsøgsanlægget har det vist sig, at omkring 85 procent af den energi, der er lagret i slammet og de andre organiske materialer, kommer ud som energiindhold i olien. Derudover skal der bruges lidt strøm til at varme reaktoren op og til at drive de pumper, der giver det høje tryk. Resultatet er, at for hver 100 joule energi, der kommer ind i processen i form af organisk materiale og el, kommer der 80 joule ud i form af olie. De resterende 20 joule kan anvendes til for eksempel fjernvarme.

Fra problem til ressource

Desuden producerer reaktoren som nævnt også et miks af fosfor og andre ikke-organiske stoffer. Det er ikke mindst denne del, der har fået Aalborg Forsyning til at engagere sig i udviklingen af HTL.
De sidste 20 år har forsyningsselskabet fodret al slam fra kommunens renseanlæg ind i biogasanlæg.
Det afgassede slam tørres ind til et granulat, som indeholder kulstof og fosfor, men også urenheder som tungmetaller og mikroplast. Overskudsvarmen afsættes til fjernvarmenettet.

Selv om fosfor er et livsvigtigt næringsstof og samtidig en begrænset og økonomisk værdifuld ressource, må granulatet ikke bruges som gødning på grund af urenhederne. I stedet udbyder Aalborg Forsyning granulatet til industrivirksomheder, der bruger det som erstatning for kul og som råstof i fremstilling af cement.

Men hvis slammet kommer ind i en HTLreaktor i stedet for et biogasanlæg, vil mikroplasten blive nedbrudt i processen. Så er den del af urenhederne væk. Når man så også får udviklet den nødvendige teknik til at rense fosforen for tungmetaller, så har man pludselig ren fosfor. Også det bliver der arbejdet med i forskningen.

Vision om et stort anlæg

”Det er afgørende for os, at vi ud over at få olie ud af slammet også får adskilt fosfor fra tungmetaller og andre mineraler. Så får vi en vifte af stoffer, der kan gå ind i den cirkulære økonomi, og som har økonomisk værdi for os, forklarer Bo Laden, direktør for Aalborg Kloak A/S og vicedirektør for vanddivisionen i Aalborg Forsyning.

I en folder fra den følgegruppe, som forsyningsselskabet har dannet sammen med 12 andre parter, bliver der sat ord på en vision om at etablere et stort HTL-anlæg, som kan forarbejde spildevandsslam og køkkenaffald. Ordret står der:
”Et anlæg i Aalborg ville være det første af sin slags i verden, og det ville være hensigtsmæssigt at tage det i brug inden d. 1. januar 2024, hvor Aalborg Forsynings renovationsdivision som følge af et EU-direktiv står over for den meget store udfordring at skulle adskille og håndtere organisk husholdningsaffald.”

For Bo Laden handler visionen både om grøn omstilling, cirkulær økonomi, beskæftigelse og nordjysk vækst:
”Hvis vi heroppe kan bygge det første kommercielle anlæg i verden, kan vi også eksportere teknologien. Det rummer store beskæftigelsesmæssige perspektiver,” siger han.

Tilbage i laboratoriet på Aalborg Universitet er Thomas Helmer Pedersen ikke i tvivl om HTL teknologiens økonomiske bæredygtighed.

”Vi kan i dag lave bio-olie for omkring syv kr. for en liter, og en liter almindelig benzin kan uden afgifter sælges for omkring fem kr. per liter. Så allerede nu er vi ikke så langt fra at være konkurrencedygtige, især ikke hvis man fritager HTL-olie for afgifter,” siger han.