Forskere vil få mer ut av biogassen

I sommer publiserte det internasjonale energibyrået (IEA) rapporten «Net Zero by 2050». Den presenterer et veikart for å gå over til fornybar energi uten CO₂-utslipp i 2050. Det betyr blant annet at biogassproduksjonen i verden må seksdobles. 

Biogass brukes til strøm, varme, og som drivstoff. Og den lages av ressurser som ellers ville blitt til organisk avfall og rester.

– Vi jobber med det som er vått, som lukter fælt og som ingen andre vil ha. Matavfall, kloakk og husdyrgjødsel. Alle typer organisk materiale, og alt som er for vått til å brennes, sier Roald Aasen.

Han er forsker ved NIBIO. Sammen med NMBU-professorene Svein Jarle Horn og John Morken, leder de biogasslaboratoriet på Ås.

Langt unna målet

Ifølge Miljødirektoratet er de norske verdikjedene for biogassproduksjon og -bruk under utvikling, men fortsatt relativt umodne. Likevel øker bruken.

Mengden avfall behandlet ved biogassanlegg i Norge økte kraftig i perioden 2018 til 2019, fra 352 000 tonn til 439 000 tonn, tilsvarende 25 prosent. Dette viser de siste tilgjengelige tallene fra SSB.

På biogasslaboratoriet på Ås er forskerne mest opptatt av prosessene i gassproduksjonen.

– Det vi har jobbet mest med de siste årene, er å tilføre hydrogen i biogassreaktorene for å oppgradere biogassen til ren metan, forteller Svein Jarle Horn. Dette for å få å øke energiinnholdet i gassen som produseres. Forskerne bruker mikroorganismer som gjør om CO₂ og hydrogen til metan.

– Biogass består normalt av 50 til 70 prosent metan, forklarer Horn.

– Vi har fått det opp i 95 prosent når vi oppgraderer gassen videre med hydrogen, forteller Aasen.

Tre blir til gass

– Vi har også jobbet mye med å forbehandle råstoff, sier Horn.

Det går an å bruke tre til å lage biogass. Men cellulose og lignin fra treet er vanskelig å fordøye for bakteriene som lager biogassen, og det krever mer forbehandling å skulle bruke råstoffer fra skogbruk til biogassproduksjon. Derfor bruker forskerne damp under høyt trykk til å rive fibrene fra hverandre. På den måten kan restavfallet fra skogbruk – de delene av treet som ikke kan brukes til materialer – i stedet bli til biogass.

Det krever litt energi. Den energien som brukes til å forbehandle råstoffet, er likevel bare en liten del av den energien som biogassen gir.

Hydrogen og metan

– Biogass kan være et nav i mange forskjellige energisystemer, sier Roald Aasen.

Mange snakker om hydrogen som en energiløsning for fremtiden.

– Men hydrogen er bare en energibærer. Dessuten er det vanskelig å lagre. Metan er ikke så vanskelig å lagre. I fremtiden kunne det være mer nyttig å se på metan som lagringskilde enn hydrogen, mener John Morken.

NIBIO-forsker Michal Sposób prøver ut forskjellige filtermaterialer av plast – det som han omtaler som «biofilmbærere» – som mikroorganismene kan vokse på i spesielle reaktorer. Sposób leder aktiviteten på biogass i forskningssentret Bio4Fuels.

– Vi tilsetter biogass og hydrogen. Mikroorganismene gjør om CO₂, som finnes i biogassen, til metan og vann. Kanskje det blir mulig å koble dette direkte til biogassreaktoren slik at vi får ut biogass som har veldig høy konsentrasjon av metan, sier han.

Studenter tett på forskningen

NMBU bruker også forskningen på biogasslaboratoriet som utgangspunkt for kurs for masterstudenter i kjemi og bioteknologi, og doktorgradsstipendiater.

– Det er veldig viktig for oss at undervisningen er forskningsbasert, understreker Svein Jarle Horn.