Håndtering av metan – fra Bitcoin‑mining til produksjon av bærekraftig jetdrivstoff

Omforme metan fra en klimabombe til en ressurs

Methane (CH₄), the main component of natural gas, is a greenhouse gas (GHG) 28 ganger mer potent enn CO2. So, methane emissions can accelerate global warming in the short term. The only “good news”, is that it lasts 12 years in the atmosphere instead of centuries for CO2.

Men selv når den endelig blir ødelagt i den øvre atmosfæren, forårsaker den fortsatt en drivhuseffekt ved å omdannes til CO2.

Dermed er metanutslipp like viktige, om ikke viktigere, enn CO2-utslipp når det gjelder klima, og gjør den til en av de viktigste klimagassene.

Kilde: EPA

Metan produseres fra mange kilder, hvorav mange er direkte knyttet til menneskelige aktiviteter.

Den første er fossilt brensel, med lekkasjer fra naturgass som hovedkilde, men også lekkasjer fra kullgruver og oljeforekomster.

En annen er landbruk, som oppstår når organisk materiale fermenterer i fravær av oksygen. Dette skjer hovedsakelig i fordøyelsessystemet til drøvtyggende dyr som storfe, sauer og geiter (enterisk fermentering). Det kan imidlertid også forekomme i oversvømte risåkre og i enhver haug av organisk materiale med dårlig oksygenering.

Til slutt er en annen stor kilde deponier, fulle av begravd organisk materiale som dekomponerer til metan. Avløpsanlegg er en annen lignende kilde til organisk materiale som ville produsere biogass hvis den ble stående urørt.

Kilde: EPA

Metan kan være et enda større problem på grunn av «brannis», en form for fastfrosset metan (metanhydrater) som finnes i dypet av havet, samt metanforekomster låst i is i Arktis.

Klimaoppvarming kan destabilisere disse naturlige metanlagrene, noe som fører til flere utslipp, mer oppvarming, mer destabilisering, i en katastrofal tilbakemeldingssløyfe. Vi diskuterte dette temaet i detalj i «Managing Methane May Be Key to Meeting Climate Goals – Where Does it Come From and What Is Being Done About It?».

Men dette bør ikke bare være dystert. Metan er en verdifull energikilde og en kraftig kilde til organisk materiale som kan brukes til industrielle formål.

En ny metode som nylig er oppdaget, kan til og med bidra til å omdanne metan fra deponier til bærekraftig jetdrivstoff.

Fra søppel til jetdrivstoff

Et viktig problem med utnyttelse av biogass er at det krever ett av de to alternativene:

1. Bygge et omfattende rørledningsnettverk for å transportere den til industrielle og urbane sentre for å erstatte naturgass fra fossile brensler.
2. Finne en måte å bruke den på stedet.

Denne begrensningen skyldes at biogass er svært flyktig, og kan ikke transporteres i denne formen lett over lange avstander. Det er en helt annen hydrokarbon med lengre kjeder (som olje) som er lett å transportere i en tettere væskeform.

Parallelt er noen økonomiske sektorer svært vanskelige å dekarbonisere, som luftfart, som fortsatt er 100 % avhengig av flytende hydrokarbon for å levere et drivstoff tett nok til å drive flyging.

Det gir derfor god mening å samle biogass fra deponier og avløpsanlegg, og omdanne den til verdifullt jetdrivstoff.

Vi diskuterte biogass i detalj og hvordan den for øyeblikket utnyttes i artikkelen vår «Carbon Neutral Biogas – Top 5 Biomethane Stocks ».

Plasma for produksjon av jetdrivstoff

Forskere ved University of Sydney i Australia og Xi’an Jiaotong University i Kina har oppdaget en måte å forbedre en metode som utnytter metan, kalt atmosfærisk ikke-termisk plasma (NTP). En stor fordel med denne metoden er at den kan ta CO2 og metan og omdanne dem til nyttige hydrokarboner ved romtemperatur, noe som drastisk reduserer kapitalbehovet og prosjektets kompleksitet.

Problemet med NTP er at den kun kan produsere svært enkle hydrokarbonforbindelser som myrsyre (HCOOH), etanol (CH3CH2OH), isopropanol (CH3CHOHCH3) og eddiksyre (CH3COOH).

I en vitenskapelig publikasjon med tittelen “Long-Chain Hydrocarbons from Nonthermal Plasma-Driven Biogas Upcycling”, publisert i Journal of the American Chemical Society, kunngjorde forskerne at de klarte å generere mer komplekse hydrokarboner ved bruk av NTP‑metoden.

Kilde: JACS

De oppdaget at når du bruker NTP på en gassblanding rik på metan og lav på CO2, inneholder sluttresultatet mange flere komplekse hydrokarboner. Den gir også gassprodukter, primært syntesegass (H2 og CO), samt alkoholer og syrer i væskefase.

Syntesegass er hovedråmateriale for nesten hele petrokjemisk industri. Oksygenholdige produkter, som alkoholer og karboksylsyrer, kan også omdannes til mettede langkjedede hydrokarboner.

Kilde: JACS

Dermed kan mesteparten av metanen (biogassen) fra deponier konverteres til petrokjemisk råmateriale og flytende langkjedede hydrokarboner som brukes til å produsere jetdrivstoff.

Effektiv og grønn prosess

Kirsebæret på kaken er at ved å kontrollere konsentrasjonen av metan klarte forskerne å styre sammensetningen av sluttproduktet.

Prosessen kan dermed finjusteres ytterligere for å gi akkurat den hydrokarbonen vi trenger for å produsere karbonnøytralt jetdrivstoff fra metanutslipp.

Fordi NTP skaper et plasma under atmosfæriske forhold, krever den verken varme eller trykk. Dette reduserer energibehovet drastisk, noe som betyr at prosessen kan drives helt av fornybare energikilder.

Slutten på metanavfall

Denne nye utnyttelsen av plasma for å omdanne metan til jetdrivstoff er én av mange innovasjoner som søker å bruke metan som tidligere har blitt kastet bort.

Et annet eksempel på slik innovasjon er hvordan avfallsmetan også brukes til å mine Bitcoin. Dette er spesielt relevant for metan fra kilder som fjerntliggende oljebrønner eller kullgruver. Denne typen metan blir vanligvis brent av, energien går tapt, og en stor del av metanen slippes ut i atmosfæren uten å bli brent.

Dette viser hvordan kortsiktige kritikker av innovasjoner, som energiforbruket til Bitcoin og kryptovaluta, eller umuligheten av å gjøre jetdrivstoff «grønt», ofte er kortsiktige og overser muligheten for synergi mellom nye teknologier.

Selskaper som utnytter metan

1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)

Greenlane spesialiserer seg på oppgradering av biogass, eller prosessen med å legge til biogassproduksjon på eksisterende anlegg som avløpsrenseanlegg eller deponier. Med 140 systemer distribuert globalt, er de nummer én i bransjen.

Kilde: Greenlane

Greenlane ligger langt foran konkurrentene når det gjelder totalvolumet av biogass som produseres med deres maskineri, og er til og med foran industrielle giganter som Air Liquid. Det er også verdt å merke seg at bortsett fra Air Liquid og Wartsila (hvor biogass kun er en liten del av totalaktiviteten), er de største konkurrentene til Greenlane som Prodeval, DMT eller Bright biomethane ikke børsnoterte.

Kilde: Greenlane

Selskapet tilbyr tre ulike teknologier for biogassproduksjon (membraner, vannvask og PSA‑Pressure Swing Adsorption), som passer best avhengig av lokale forhold og råmateriale. Dette gjør det mulig å fjerne forurensninger som nitrogen, CO2, oksygen eller potensielt giftige urenheter fra gassen.

I september 2023 lanserte Greenlane en ny produktlinje med nøkkelferdige design for hver biogassproduksjonssektor (sukkerroerester, deponier, gjødsel osv.).

Det er den eneste leverandøren som kan tilby alle tre løsningene, noe som gjør den til et godt valg for kunder som ønsker å adoptere den best mulige teknologien for sine unike forhold.

Kilde: Greenlane

Et viktig vekstområde for selskapet vil være Brasil (en global landbruksmakt), hvor de nylig signerte en avtale om å etablere industriell produksjon i stor skala.

Avtalen ble signert med ZEG Biogás, 50 % eid av VIBRA, tidligere drivstoffdistribusjonsenheten til Petrobras, det nasjonale oljeselskapet. Målet er å nå produksjon på mer enn 75 anlegg innen fem år.

Siden det ikke er en produsent av biogass, men en selger av maskiner for å produsere biogass, bør Greenlane sees på som en «pick‑and‑shovel»-type aksje, hvor salget reflekterer tempoet i adopsjon av biogassløsninger globalt. Og den største børsnoterte aksjen i denne kategorien.

Som et selskap som spesialiserer seg på ingeniørløsninger for å samle biogass, bør Greenlane ha stor nytte av kontinuerlige forbedringer i å tjene penger på og utnytte denne ressursen. Det kan hente biogass ikke bare fra deponier, men også fra store landbruksområder, noe som gjør at de kan dekke og gjøre nytte av to av de tre viktigste kildene til metanutslipp.

2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)

BioKraft selger og produserer biogass i Sverige (230 GWh biogass og bioLNG), Norge (155 GWh bioLNG) og Sør‑Korea (60 GWh komprimert biogass).

I april 2023 bestemte selskapet seg for å gå inn på det tyske markedet med 240 GWh fremtidig produksjon i to prosjekter som er planlagt ferdigstilt i 2025.

Det har totalt 875 GWh biogass og 825 GWh bioLNG i nye prosjekter under utvikling, planlagt ferdigstilt innen 2025‑2026.

Dette vil oppgradere den nåværende produksjonskapasiteten fra 445 GWh til 1 200 GWh innen 2026. Det langsiktige målet for selskapet er å nå totalt 3 TWh (3 000 GWh) innen 2030. Nesten alle de nye prosjektene vil levere råstoff fra gjødsel og avfall fra landbruk.

Kilde: Biokraft

Selskapet har lidd noen tap på grunn av lave salgspriser for strøm og gass i de siste kvartalene, spesielt i Skandinavia. Dette gjør selskapet delvis til et spill på en oppgang i europeiske gasspriser.

Dette tilførselen av metan kan senere utnyttes videre med plasma for produksjon av jetdrivstoff eller syntesegass, noe som forbedrer lønnsomheten i disse operasjonene.

Med sine aggressive vekstmål og nåværende ugjeldende lønnsomhet, er Biokraft det beste valget for investorer som er villige til å ta en risiko og satse på at selskapet snur kursen, delvis takket være deres satsing på det tyske markedet og muligens en vending i EU‑gassmarkedet som helhet.