– Dette er grønn bærekraft på sitt aller beste, sier prosjektleder Vincent Eijsink, professor ved Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap (IKBM) ved UMB.
UMB-prosjektet er et av flere prosjekter for utvikling av miljøvennlig drivstoff som er støttet av Forskningsrådets RENERGI-program.
– Resultatene fra dette og tilgrensende prosjekter er svært lovende, og kan gi Norge mulighetene til å produsere mye, mye mer biogass, blant annet ved å bruke lignocellulose fra trevirke i behandling av våtorganisk avfall som gjødsel, slam og matavfall, sier RENERGI-programmets koordinator Hans Otto Haaland i Forskningsrådet.
Unikt prosessanlegg
I den nye prosessen kombinerer UMB intelligent bruk av varmebehandlinger og enzymbehandlinger med god prosessteknologi. Dampeksplosjon er en type forbehandling som gjør at det blir lettere for mikrobene å lage biogass av biomassen. Som en del av prosjektet ble et unikt anlegg for dampeksplosjon av biomasse satt i drift på UMB sommeren 2009.
Anlegget for dampeksplosjon er konstruert av prosjektpartneren Cambi AS, og blir i dag brukt i en rekke prosjekter i Norge og i samarbeidsprosjekter med utenlandske forskningsgrupper. I anlegget blir biomassen varmet opp til mellom 170 og 230 grader, og settes under høyt trykk. En momentan endring fra svært høyt til svært lavt trykk river fibrene i biomassen fra hverandre.
– Forbehandling må til for å få god økonomi i produksjon av biogass. Uten forbehandling går prosessen veldig tregt, og utbyttet av biogass blir lavt, forteller professor Svein Horn ved IKBM.
Forbehandlingen krever dog en smule energi. Cambi har estimert at 2-3 prosent av energiinnholdet i den produserte biogassen går med til å lage damp til forbehandlingsprosessen.
Mange råvaretyper
Forskerne undersøker en rekke forskjellige typer biomasse for å se hvor godt de brytes ned. Det viser seg at resultatene er svært forskjellige.
– For noen typer biomasse ser vi en dobling av biogassutbyttet med forbehandling. Nåletrær har vist seg å være vanskelig å bryte ned, mens løvtrær egner seg bedre. Vi har konstatert at dampeksplodert bjørk gir veldig mye metan under bestemte betingelser, sier Horn.
Resultatene viser også at varmebehandlingen har gjort mye av bjørkens cellulose tilgjengelig. Foreløpige resultater tyder på at det skjer noe med ligninet som har gjør det delvis tilgjengelig for nedbrytning under anaerobe forhold.
Tester tare
Andre råvarer som testes er halm, tare og bagasse, det vil si det som er igjen etter at sukkeret er tatt ut av sukkerrør.
– Vi er så vidt i gang med å bruke tare som råvare nå, og har funnet ut at vi får mer biogass ut ved å kombinere tare og halm enn vi får ved å kjøre hver av råvarene alene. De utfyller hverandre på en god måte når det gjelder innholdet av karbon og nitrogen, forteller Horn.
Avhengig av hvilken type biomasse som mates inn, må det benyttes forskjellig temperatur og oppholdstid i dampeksplosjonsanlegget. Forskerne søker seg frem til de beste prosessinnstillingene for de ulike råvarene.
Biogassproduksjonen har hittil hovedsaklig vært kjørt satsvis i en liters skala med enkeltvise innmatinger. Nå begynner forskerne med kontinuerlig innmating av biomasse hver dag i større reaktorer, og kjører disse over lengre tid, kanskje tre måneder.
