Nano-teknologien gjør det mulig å skreddersy katalysator. Ill. viser nanoteknologi og ikke den aktuelle katalysatoren. Ill: WWW.ORNL.GOV (Bilde: WWW.ORNL.GOV)

Kull på tanken

  • energi

Den utskjelte kullindustrien kan få sin renessanse takket være nanoteknologi. Når du fyller opp tanken om noen år er det ikke sikkert at drivstoffet er laget av råolje.

Amerikanske Hydrocarbon Technologies Inc. (HTI) står bak katalysatoren som skal omdanne kull direkte til flytende drivstoff til en lønnsom pris.

Når det første kommersielle anlegget står ferdig i 2005, hevder selskapet at prisen på drivstoff fra anlegget vil tilsvare prisen på drivstoff fra råolje til 20-22 dollar pr. fat. I dag ligger oljeprisen på 25 dollar pr. fat

Prøvesteinen

Betegnende nok er det to store kull-land, USA og Kina, som er først ute. Kinas største kullselskap Shenhua Group Corporation har kjøpt lisens og ingeniørtjenester fra HTI og vil investere 15 milliarder kroner i anlegget som skal bygges i Indre Mongolia i Nord-Kina.

HTI har i flere år fått støtte fra amerikanske myndigheter, både til utvikling av teknologien og til inngåelse av samarbeidsavtalen med kineserne.

Det amerikansk-kinesiske anlegget skal produsere 50.000 fat diesel og bensin pr. dag. Til sammenligning produserer et moderne raffineri rundt 200.000 fat per dag. Byggestart er ventet i 2003, og anlegget skal settes i drift i 2005. God tilgang til kull og billig arbeidskraft gjør anlegget konkurransedyktig med verdensprisen på råolje.

Det amerikanske energidepartementet har helt siden oljekrisen på syttitallet støttet prosjekter som bidrar til mindre avhengighet av oljeimport. De fleste møter veggen fordi de ikke er lønnsomme. Utviklingen av nye katalysatorer basert på nanoteknologi har gitt gjennombruddet som gjør prosessene økonomisk interessante.

HTIs katalysatorer er bare noen få i en flora av nanokatalysatorer som er på vei ut i markedet. Felles for dem er at de er skreddersydde til oppgaven og at de øker effektiviteten dramatisk. Det er utviklet katalysatorer for å omdanne naturgass og industriavfall til drivstoff.

Geopolitiske konsekvenser

Dersom amerikanerne og kineserne lykkes, vil land med store kullreserver kunne gjøre seg mindre avhengige av Midt-Østen og andre oljeproduserende land som Norge.

"De siste fremskrittene i nanokatalyse har startet en ubønnhørlig endring i den økonomiske og politiske balansen i verdensmarkedet for fossile brensler," hevder konsulentselskapene CMP Cientifica og Jaakko Pöyry i sin rapport Nanocatalysis and Fossil Fuels som ble lagt frem i sommer og som Teknisk Ukeblad har fått tilgang til. De tegner et dramatisk bilde av hvordan makten forskyves fra oljekartellet Opec og det eksplosive Midt-Østen til andre energi-aktører.

"Vi vil ikke se at bunnen faller ut av oljemarkedet og et påfølgende kræsj i økonomiene i Midt-Østen, men deres historiske makt og mulighet til å påvirke verdensøkonomien gjennom oljeprisene, enten bevisst eller på grunn av krig og politisk uro, ser ut til å være dømt til å bli kraftig redusert for godt." Denne dreiningen vil også påvirke Norge, som lever godt av høye oljepriser på verdensmarkedet.

Vinnerne blir land som har store kullreserver og som ønsker å redusere importen av råolje. USA, Kina, Tyskland, India og Australia kan hente mye på å lage drivstoff fra egne kulleier. Kull er fortsatt et av de viktigste råstoffene i verdens energiforsyning. Rundt 20 prosent av verdens energiforbruk dekkes av kull. Totale kullreserver i verden er 1089 milliarder tonn, tilsvarende 230 års forbruk med dagens nivå. Taperne blir land som Norge og Storbritannia, med stor oljeproduksjon til relativt høye kostnader. Der blir marginene mindre.

Russland, som har store ressurser av både olje, gass og kull, kan styrke sin energipolitiske posisjon i verden. Også land uten reserver av fossile brensler og stort oljeforbruk kan bli vinnere ved å utvikle og investere i prosjekter basert på nanokatalyse, slik som Japan.

Det er liten fare for at drivstoff fra kull kan utkonkurrere råolje. Produksjonskostnadene pr. fat olje ligger godt under 20 dollar, også i Nordsjøen. Men CMP Cientifica og Jaakko Pöyry spår at de nye teknologiene vil legge et effektivt tak på oljeprisene, og dermed hindre Opec i å kreve høyere priser enn det kull-til-drivstoff-anleggene krever.

Ikke bare kull, men også naturgass fra felt som er ulønnsomme å bygge ut, vil nyte godt av nye katalysatormaterialer. Det blir også mulig å omdanne avfall (olje, plast, gummi) til rent drivstoff.

Komplisert

Bruk av katalysatorer i kjemiske prosesser er velkjent, og har ikke skapt overskrifter på mange tiår. En katalysator er et materiale som stimulerer en kjemisk reaksjon uten selv å bli brukt opp.

Den fornyede interessen for trauste industriprosesser ligger i nanoteknologien. Ved å gjøre selve komponentene i katalysatorene så små som mulig, en nanometer er en milliarddels meter, øker den reaktive overflaten. Dermed går reaksjonen raskere. Det mest spennende er likevel at nanoteknologien setter forskerne i stand til å skreddersy katalysatormaterialet atom for atom.

- For å utvikle effektive katalysatorer må du først forstå hvordan det aktive sete på molekylet ser ut. Deretter må katalysatoren modelleres på atomnivå før materialene lages og blandes til industriell bruk, sier leder Helmer Fjellvåg for det norske programmet for funksjonelle materialer (Funmat). Til daglig er han forsker ved Universitetet i Oslo.

Må på banen

Forskere over hele verden kniver om å forstå og utvikle effektive katalysatorer. Antall vitenskaplige publikasjoner om nanokatalyse vokser med 50 prosent hvert år, det samme gjøre antall patentsøknader.

- Rapporten viser at Norge må begynne å forske mer på denne sektoren. Her ligger et potensial også for norsk industri, sier Terje Berg . Han driver NanoNett sammen med Jørgen André Nilsen i samarbeid med European Nanobusiness Association og amerikanske NanoBusiness Alliance.

Berg peker på muligheten for at Norge skaffer seg innpass i Russland, et land som har store kullreserver i tillegg til olje og gass, men som mangler teknologi på dette feltet.

Han legger ikke skjul på at kull-til-drivstoff-teknologien har sine ulemper. - Hva gjør de med CO 2-en som slippes ut? Det er et kjempeproblem, innrømmer han.