Verdens tilgang på naturgass har endret seg voldsomt siden metoden med hydraulisk oppsprekking, fracking, tok av i USA og i andre land. Naturgass er blitt vesentlig billigere per energienhet enn olje.
Når naturgass også inneholder mindre karbon i forhold til brennverdien, burde det være gode nyheter for miljøet. Men ikke alle er enige i at fracking er en velsignelse. Forurensing av grunnvann er et stort ankepunkt.
En viktig faktor i oljeindustrien er at en væske som olje er lett å frakte med skip og bil, og at ferdige brennstoffer er så enkle å håndtere. Råstoffer og drivstoffer som kan håndteres i alle ledd som en væske har en stor fordel.
Les også: Utviklet alternativ til diesel - fikk kjemperegning
LNG
Naturgass derimot er ikke like enkel. Den må i praksis fraktes i rørledning fra feltet, komprimeres (CNG) eller kjøles ned til væskeform, (LNG – Liquefied natural gas). Men en slik prosessering og nedkjøling til -162°C krever også energi, og øker CO2-utslippet med 20 til 40 prosent sammenlignet med å brenne naturgassen som den er.
Det er også mulig å hente ut de tyngre fraksjonene i naturgassen, som propan og butan som blir flytende ved et moderat overtrykk. Slik gass, som mange biler og gassgriller bruker, kalles LPG – Liquefied petroleum gas.
GTL
Et annet alternativ er derfor å konvertere naturgass til syntetisk brennstoff.
GTL – Gas to Liquids – er basert på en omfattende kjemisk prosess som mange nå er svært interessert i.
Det skyldes det store prisgapet mellom naturgass og olje, og at produktet kan bruke den eksisterende infrastruktuen, og man kan utnytte såkalt «stranded gas» i områder hvor det ikke finnes rørledninger.
Syntetisk fremstilt dieselolje har vesentlig bedre egenskaper enn den vi lager av råolje i et raffineri, og den vil kunne redusere forurensingen betydelig i de motorer som er optimalisert for slikt drivstoff. Syntetisk dieselolje fra GTL inneholder så å si ikke svovel eller aromater og danner færre partikler i eksosen enn konvensjonell dieselolje. Utslippet av NOX reduseres også, men i mindre grad.
Slik sett vil en by som bytter fra vanlig dieselolje til syntetisk dieselolje oppleve mindre luftforurensing. Ulempen er at de totale CO2-utslippene er noe høyere sammenlignet med diesel fra raffineriet.
Les også: – Elbil mindre miljøvennlig enn diesel
Koster enormt
Et produksjonsanlegg for GTL koster svært mye. Mye mer enn et tradisjonelt oljeraffineri.
Shell har bygget verdens største GTL-anlegg i Qatar, med en produksjonskapasitet på 120 000 fat per dag. Totalt har Shell investert nesten 19 milliarder dollar i anlegget kalt Pearl.
Det produserer syntetisk dieselolje, flybensin og syntetiske smøreoljer og råstoffer til plastindustrien. Anlegget har vært i drift i ett års tid, men Shell beynte å produsere GTL allerede i 1993, i Malaysia.
Fischer-Tropsch
Grunnlaget for å lage syntetisk flytende brennstoff er en velkjent kjemisk prosess som ble utviklet av tyskerne Franz Fischer og Hans Tropsch på 20-tallet.
Under krigen brukte tyskerne prosessen til å fremstille flytende brennstoffer fra kull. I Sør-Afrika har de også benyttet prosessen til å lage brennstoff under apartheidtiden. Sørafrikanske Sasol har i dag flere GTL-anlegg, og er verdens største produsent av syntetisk brennstoff basert på både kull og naturgass.
Enkelt forklart bryter Fischer-Tropsch-prosessen opp molekyler og setter dem sammen på en ny måte. Den kan brukes på en lang rekke råstoffer, som biomasse, kull og naturgass, til å skape mer høyverdige drivstoffer som diesel og bensin, men også smøreoljer, plastråstoffer og andre hydrokarboner.
Når naturgass er råstoffet, føres naturgassen inn i en reaktorkjede sammen med oksygen og vanndamp. Dette er en endoterm prosess under høy temperatur, hvor målet er å produsere CO og H2, eller såkalt syntesegass.
Syntesegassen er utgangspunkt for de nye molekylene som skal produseres. De dannes i selve Fischer-Tropsch-reaktoren hvor to deler hydrogengass og en del karbonmonoksid danner lange hydrokarbonkjeder og vann.
Les også: Solkraft dekket halvparten av Tysklands energibehov
Ulike varianter
Det finnes en rekke ulike varianter av prosessen som gir ulikt utbytte fra metan til voks, men det som er vanlig i store anlegg, er å produsere langkjedede hydrokarboner som voks. Disse har typisk fra 35 til 120 karbonatomer i kjeden og kan produseres med stor selektivitet.
Men voks kan ikke fylles på tanken.
Først må de lange hydrokarbonmolekylene klippes opp i mindre biter slik at det dannes en væske. Det gjøres i en cracker hvor varmebehandling og katalyse brukes i prosessen, og hvor man kan endre på parameterne i prosessen for å få det drivstoffet man ønsker, enten det er bensin, jetfuel eller diesel. Prosessen er mest effektiv når sluttproduktet er syntetisk diesel.
Virkningsgrad
Kritikken mot GTL er at det er en prosess som ikke klarer å utnytte all energien i råstoffet i produksjonstrinnet. Det største tapsleddet er produksjon av syntesegass.
Når det lages diesel av naturgass, bevares bare rundt 60 prosent av energien med dagens teknologi.
Mange tror teknologiutvikling kan gjøre GTL til en mer energieffektiv prosess. Nye katalysatorer og andre prosessforbedringer vil kunne minske energitapene. Håpet er også at ny membranteknologi skal kunne erstatte frysedestillasjon og gjøre oksygenfremstillingen mer effektiv og halvere energiforbruket.
Det jobbes også med ny teknologi som kan øke lønnsomheten i småskalaanlegg, som kan levere 5000 fat om dagen eller mindre.
Relativt sett er det liten produksjon av GTL i verden, men interesse er stor. Dette for å kunne utnytte de lave prisene på naturgass, og for å gjøre det enklere å tappe ut felter som ligger langt fra etablert naturgassinfrastruktur.
Les også:
