Korleis kan vi lage miljøvennleg drivstoff utan å bruke matplantar som råvarer? Norske forskarar og bedrifter har kvar einaste dag biodrivstoff i tankane så vi kan fylle betre biodrivstoff på tanken.
Av Audrun Utskarpen i tidsskriftet Genialt
I dieselen og bensinen som vi brukar i Noreg, er det i dag eit krav at det skal vere blanda inn minst 5,5 prosent biodrivstoff. Regjeringa har foreslått å auke kravet til 7 prosent frå 2017. Ulempa er at mange av råvarene som biodrivstoffet er laga av, som til dømes mais, kunne vore brukt som mat, eller at dyrkinga tek opp areal som kunne vore brukt til matproduksjon. Det krevst dessutan mykje kunstgjødsel og energi for å dyrke desse plantane. Derfor er det omstridd om biodiesel og bioetanol i dag verkeleg fører til lågare klimagassutslepp.
Ei betre løysing er å utnytte biomasse som ikkje er mat, eller som elles ville gått til spille. Berre éin prosent av biodrivstoffet vi brukar i dag, er laga i Noreg, der vi kan utnytte råvarer som skog, tang og tare, fiskerestar frå oppdrettsnæringa, kjøttrestar frå slakteria, matavfall og vanleg søppel, strå og gras. Utfordringa er å få mest mogleg energi ut av råvara og gjere det så billeg at det kan konkurrere med fossilt drivstoff.
Kostbar produksjon
I prosessen med å omdanne biomasse til biodrivstoff er enzym eit viktig verktøy. Enzym er protein som fremjar ein kjemisk reaksjon utan sjølv å bli brotne ned Dei kan til dømes bryte ned trevirke til sukker, som igjen blir omdanna til bioetanol. Fordelen med enzym er at råstoffa blir handsama meir skånsamt, og at det blir mindre avfall. Ofte nyttar ein ei blanding av fleire enzym som hjelper til på kvar sin måte, men det er krevjande å finne den rette kombinasjonen av enzym og den aller mest effektive prosessen.
I Sarpsborg ligg eitt av dei fremste bioraffineria i verda, Borregaard, som brukar gran som råstoff. I eit bioraffineri utnyttar ein alle delar av biomassen til å lage fleire ulike produkt for sal. I dag bryt dei ned trevirket ved hjelp av syre, men prøver ut enzymteknologi i eit testanlegg.
– Det er produksjonstrinnet der vi nyttar enzym, som kostar mest i dag. Så for oss er nye og meir effektive enzym ein nøkkel til å forbetre produksjonen, seier teknologidirektør Gudbrand Rødsrud.
Les også: Foredlar fiskeavfall
Det største på fleire tiår
På NMBU, Noregs miljø- og biovitskaplege universitet, jobbar professor Vincent Eijsink og medarbeidarane med å finne enzym som lettare kan bryte ned råstoff frå tre. I 2010 oppdaga dei ei ny gruppe enzym kalla LPMO som finst naturleg i bakteriar og sopp. Dei nye enzyma bind seg til trematerialet og rufsar opp overflata slik at dei enzyma som bryt ned cellulosen til sukker, kjem lettare til.
– Oppdaginga av desse nye enzyma er det største som har hendt på fleire tiår for industrien som lagar bioetanol frå råvarer som strå og trevirke, seier Eijsink, og legg til:
– Før har det vore vanskeleg å konkurrere med bioetanol frå sukkerrøyr og mais fordi desse råstoffa er mykje lettare å bryte ned.
Bioetanolfabrikkar i Italia, Spania, Brasil og USA har allereie teke dei nye enzyma i bruk. I Noreg er det planlagt ein bioetanolfabrikk på Hønefoss, basert på denne teknologien. Som råstoff skal dei nytte reststoff frå skogindustrien som i dag blir brent. Bioetanolen skal enten blandast med fossilt drivstoff og seljast til tungtransport, eller brukast til bussar som køyrer på etanol. Firmaet som står bak, meiner drivstoffblandinga deira vil kutte CO2-utsleppa med 90 prosent i høve til fossil diesel.
Kombinasjon av råstoff
Samstundes held jakta på nye enzym fram. Dei fleste enzym trivst best i naturlege temperaturar, men råstoffet blir meir effektivt brote ned ved høgare temperatur. Så det hadde vore fint om ein kunne finne enzym som toler meir varme, samstundes som det trengst enzym som verkar betre. Derfor leitar forskarar stadig etter nye enzym i naturen, til dømes i varme brønnar på havbotnen der enzyma fungerer best ved høge temperaturar. Nyttige enzym er òg funne i bakteriar i pælemark og i tarmen til reinsdyr.
– I skogen er det funne enzym i sopp som er blant dei beste vi har, og det finst fleire variantar av desse å få kjøpt, fortel Eijsink.
Forskarane kan òg bruke genteknologi til å endre på enzyma for å gjere dei meir stabile eller gi dei andre attraktive eigenskapar. Eijsink meiner det ligg godt til rette for at bioøkonomien kan vekse i Noreg, fordi vi både har råvarer, kompetanse og relevant industri som tenkjer framtidsretta. Det som er avgjerande, strekar han under, er å utvikle teknologi for å ta i bruk alle typar råstoff.
– Vi kan ikkje rekne med at skogen skal drive bioøkonomien vår åleine. Det viktigaste er at vi tek flest mogleg av råstoffa i bruk, både dei vi finn på land og i havet, seier han.
Eijsink trekkjer blant anna fram dyrking av tang og tare som eit område med stort potensial.
– Dessutan er den sirkulære tankegangen viktig. Heile råstoffet skal utnyttast, og ingenting skal gå til spille. Når vi har fått ut det som er mogleg å få ut av energi, altså når vi har brukt opp karbonet, må vi føre næringsstoffa tilbake til jorda i form av biogjødsel som inneheld fosfor og nitrogen.
Les også: Vil lege sår med fiskeegg
Klima og biologisk mangfald
For å vurdere kva slags råstoff som er mest miljøvennleg, må ein gjere ein såkalla livssyklusanalyse, der følgjene både av å produsere råvara og bruke drivstoffet må takast med. Ein reknar ut korleis det påverkar mellom anna klimagassutslepp, temperatur og biologisk mangfald.
– Når det gjeld klimarekneskapen, må vi både sjå på CO2-utslepp og korleis refleksjon og opptak av varme på jordoverflata endrar seg om vi til dømes høgg eller plantar skog, og her er det framleis ein del ting vi ikkje heilt forstår, seier Anders Hammer Strømman, professor ved NTNU og medforfattar av den siste rapporten frå FNs klimapanel.
Han held fram at vi i tillegg til konsekvensar for klimaet må vurdere kva følgjer det har for det biologiske mangfaldet om vi til dømes utnyttar skogressursar for å lage biodrivstoff.
– Dei fleste er likevel einige om at det gir god meining å utnytte restråstoff, seier Strømman.
————————-
Faktaboks: Biodrivstoff
Biodrivstoff er drivstoff som er framstilt av biomasse. Det finst tre typar: bioetanol, biodiesel og biogass.
Bioetanol blir laga når gjær omdannar sukker til etanol. Mest vanleg er det å få sukkeret frå mais og sukkerrøyr, men òg trevirke kan nyttast. To tredelar av biodrivstoffet i verda er bioetanol.
Biodiesel blir laga frå oljevekstar som raps og palmar. I Europa er det mest vanleg med biodiesel frå raps. Det meste av biodrivstoffet vi nyttar i Noreg, er laga av rapsolje frå Tyskland, Ukraina og Litauen.
Biogass er metangass som blir laga når bakteriar eller gjær bryt ned organisk materiale utan at det er oksygen til stades. Materialet kan vere jordbruksavfall, gjødsel, plantemateriale eller matavfall.
