Ny generation af Fischer-Tropsch-teknologi er nøglen til storskala Power-to-X

Opskalering og optimering af processen i den kemiske syntese af brint og kulstof er afgørende for at gøre Power-to-X til et dansk eksporteventyr. Peter Boje, grundlægger af virksomheden Chemistry Consulting, fortæller i dette Synspunkt om den nyeste generation af gas-to-liquid-teknologien Fischer-Tropsch, som er langt mere effektiv end tidligere generationer.
Brødtekst

Den gammelkendte kemiske proces, Fischer-Tropsch, hvor kulilte og hydrogen reagerer og danner flydende kulbrinter, har i årtier været genstand for forskning og udvikling i lande med specielle forsyningsbehov. Men processen er igen og igen blevet forkastet som værende for dyr.

Nu står vi imidlertid over for en grøn omstilling, hvor kendte industrielle energibærere som methanol, hydrogen og elektricitet alene ikke kan klare denne omstilling. Derfor bliver gas-to-liquid-processer (GTL) som Fischer-Tropsch en vigtig del af fremtidens Power-to-X.

Fischer-Tropsch-processen (FT) blev opfundet i 1913 ved Kaiser Wilhelm Instituttet i Tyskland. Ved opfindelsen var det dog ikke CO₂ man tænkte på, men hvordan man kunne udnytte kul til at producere syntetisk brændstof.

I Tyskland, England og USA udviklede man teknologien i mellemkrigstiden, og ikke mindst under Anden Verdenskrig blev teknologien afgørende for, at Tyskland kunne få brændstof. Brændstoffet blev fremstillet vha. syngas, en blanding af kulilte (CO) og hydrogen (H₂), der kan danne længere kulstofkæder.

Efter Anden Verdenskrig lukkede man dog ned for teknologien, da den var for dyr, og olien var billig.

Under energikrisen i 1970’erne forsøgte man igen med FT, men det blev hurtigt lukket ned igen i 1980’erne, da oliepriserne igen faldt. Siden da har FT været en specialitet på grund af flere udfordringer.

En af de største udfordringer er, at der produceres cirka 50 procent såkaldt paraffin-voks bestående af kulstofkæder på 20 atomer (C₂₀) og op efter.

Denne voks-produktion kræver, at man efter FT-anlægget installerer en hydrocracker og et efterfølgende raffinaderi. Disse processer er både dyre og energikrævende, hvilket naturligvis giver en fordyrelse af produktet.

Nu er der imidlertid 4. generation FT tilgængelig. I 4. generation FT benyttes kobolt-katalysatorer, der under FT-processen også kan cracke produkterne omkring C₂₀, hvorved man helt eliminerer voks og dermed en efterfølgende bekostelig hydrocracking.

Det betyder, at udbyttet stiger til det dobbelte, og alt efter hvordan man benytter processen samt katalysatoren, kan man producere 65 procent diesel, 45 procent jet fuel og muligvis endda 100 procent diesel-blend til skibe.

Sidstnævnte vil så bestå af en blanding af ca. 75 procent diesel og 25 procent naphtha (råolie).

Om alle skibsmotorer kan køre på dette, kræver dog et forsøg.

4. generation FT har også andre fordele, herunder en betydelig større produktivitet, hvilket bevirker mindre reaktorvolumen og en tilhørende besparelse i katalysator. Sammenlignet med 3. generation FT vil man ved 4. generation have en udgift til katalysator på cirka 25 procent.

Investeringen ved 4. generation vil cirka være på 50 procent af 3. generation FT-anlæg, da man ikke skal have en efterfølgende hydrocracking, og derudover kan simplificere raffinaderi-processerne.

Det væsentligste fortrin ved GTL-brændstof er, at men producerer et ugiftigt brændstof uden aromater og svovl. Det brænder betydeligt renere, og man vil se en sænkning af problematiske udledninger som SOⅹ, NOⅹ og sodpartikler. Nærmere bestemt 0 procent SOⅹ, cirka 35 procent mindre NOⅹ og cirka 60 procent mindre sodpartikler.

Teknologien kan som alt andet forbedres, men 4. generation FT er her i dag, og skal vi være grønne, bør vi straks komme i gang med at benytte processen til produktion af grøn miljøvenlig brændstof til nutidens teknologi i skibe, lastbiler, biler og fly.

Derfor bør vi som samfund investere i at få lavet et mindre anlæg på f. eks. 100 tønder om dagen. Der kan man f. eks. tage CO₂ fra biogas og lave hydrogen fra hydrolyse, eller benytte naturgas der let kan laves direkte til syngas.

Naturgassen er naturligvis ikke grøn, men så er vi som samfund klar til den tid, hvor man kan indfange større mængder CO₂, og man ved hjælp af hydrolyse kan fremstille større mængder hydrogen.

Hvis vi handler nu, kan vi komme forrest i rækken af lande, der kan eksportere grøn teknologi – også inden for syntetiske brændstoffer.