Klimaforståelse
Klimaforandringer
Konsekvenser
Etik og klima
Energiproduktion
Energisystemer
Energieffektivitet
Transport
Mere og mere trafik
Fremstilling af miljøvenlig diesel
Katalysator
DME - fremtidens brændstof
Opgave til DME
Biobrændsel til transport
Elbiler
Flytrafik
Skibe
Togtrafik
Klimapolitik
Økonomi
Statistik
Virksomheder

Når du om nogle år fylder brændstof på din første bil, så er det sandsynligvis hverken benzin eller diesel, som skal i tanken. I dag eksperimenterer man nemlig med bedre og mere miljøvenlige brændstoffer, og et godt bud på fremtidens brændstof er et stof, som kaldes DME. Det er et rent brændstof, som forurener mindre end de traditionelle brændstoffer. Ud over at være brændstof til biler, kan det f.eks. også bruges til opvarmning, madlavning og til produktion af strøm i kraftværker. Det smarte ved DME, er at det ikke behøver at blive fremstillet af fossile brændstoffer, men kan fremstilles ud fra affald f.eks. fra papirindustrien.

Dagens forbrug
11 millioner tons olie og 15 millioner tons kul. Så meget olie og kul bruger vi mennesker hver dag. Vi bruger det blandt andet som brændstoffer til at lave strøm og varme, og til at producere andre brændstoffer f.eks. benzin og diesel. Som udgangspunkt er det en god måde at udnytte jordens energiressourcer på, fordi der er bundet store mængder kemisk energi i olie og kul, og vi er i stand til at udnytte energien effektivt. Men der er en række ulemper ved kun at bruge kul og olie som energikilder. For det første ved vi, at depoterne med kul og olie en dag vil slippe op. De kendte kul- og oliereserver er i dag på henholdsvis 850 mia. ton og 170 mia. ton. Hvis energiforbruget ikke stiger, så svarer det til 40 års forbrug af olie og til 150 års forbrug af kul. Realistisk har vi dog ressourcer til flere år, fordi vi også skal lægge en stor portion olie og kul til, som det i dag er for dyrt eller for vanskeligt at få adgang til, eller som vi endnu ikke har kendskab til. Et andet problem er, at vi forurener, når vi brænder kul, olie, benzin og diesel af. Forbrændingen forurener ved at omdanne brændstoffet til CO₂, som sandsynligvis er skyld i global opvarmning. Derudover forurener det traditionelle brændstof ved, at det omdannes til en række forskellige stoffer, som er sundhedsskadelige for os. En tredje ulempe ved kul og olie er, at kun en mindre gruppe af lande ejer depoterne. Det kan skabe politisk ustabilitet, hvis hele klodens befolkning er afhængige af nogle få energikilder, som kun en mindre gruppe af lande har kontrol over.

Derfor leder forskere verden over efter alternative energikilder. I dag bruger vi for eksempel også naturgas, kernekraft, vind og solenergi, som hver har sine fordele og ulemper. En anden strategi er at lede efter alternative brændstoffer. Et godt brændstof er et som:

• Ikke forurener, eller i hvert fald forurener mindre end de traditionelle brændstoffer.
• Kan fremstilles fra mange forskellige energikilder. Jo flere kilder der er til brændstoffet, jo bedre. Ud over at fremstille brændstoffet fra kul og olie, skal fremtidens brændstof helst kunne fremstilles fra andre ting f.eks. biomasse, affald, landbrugsprodukter og naturgas.
• Har mange anvendelser. Det kan være besværligt, hvis man i fremtiden skal bruge mange forskellige brændstoffer, og særligt hvis brændstofferne skal behandles og transporteres på forskellige måder. Man kan mene, at det allerede er besværligt nok i dag, hvor man kan kører på forskellige typer af benzin og diesel. Det vil derfor være en fordel, hvis det nye brændstof ikke kun skal bruge til en ting, f.eks. til en type motor, men kan bruges til mange forskellige formål, f.eks. i biler, til opvarmning, til madlavning, i kraftværker m.m.
• Er praktisk anvendeligt. Det skal f.eks. være let at opbevare og transportere. Det skal være let at indføre en infrastruktur til brændstoffet, og helst vil man bruge den gamle infrastruktur til det nye brændstof.
• Ikke er for farligt. Det må f.eks. ikke være meget giftigt, kræftfremkaldende, radioaktivt eller på anden måde skadeligt for brugerne.
• Er økonomisk. Det skal helst ikke være dyrere, og må meget gerne være billigere at fremstille, opbevare og transportere end de traditionelle brændstoffer.

Et godt bud på et af fremtidens brændstoffer er DME. Stoffet er ikke en ny opfindelse, men har været kendt siden 1800-tallet. Indtil nu er stoffet blevet brugt til mange forskellige ting f.eks. som opløsningsmiddel og som drivmiddel i spraydåser. Det nye er, at man har opdaget, at DME er et godt brændstof. Allerede i dag bruges det til madlavning og opvarmning f.eks. i Kina, hvor man ikke har direkte adgang til olie, og hvor infrastrukturen nogle steder ikke er god. Her er det en stor fordel at have et brændstof som DME, fordi det let kan transporteres i gasflasker. DME kan også bruges i større skala i kraftværker eller i brændselsceller til at lave strøm og varme. Det nyeste er at bruge DME som brændstof i biler. F.eks. afprøver Volvo nu DME på lastbiler.

DME kan fremstilles ud fra mange forskellige energikilder. Det meste DME fremstilles i dag ud fra metanol, som er produceret ud fra metan fra naturgas. Den kemiske reaktion fra metanol til DME ser sådan ud:

2 CH₃OH <-> CH₃OCH₃ + H₂O

DME kan også fremstilles ud fra syntesegas, som er en blanding af H₂ (brint) og CO (karbonmonooxid). Det sker ved først at lave metanol ud af syntesegassen,

2 H₂ + CO <-> CH₃OH

og derefter fremstille DME ud fra metanolen. Det er smart, fordi syntesegassen kan fremstilles ved forgasning af næsten alt, hvad der indeholder kul- og brintatomer, dvs. biomasse, affald, landbrugsprodukter, naturgas og kul. Et godt eksempel er Volvos lastbilprojekt. Her fremstilles syntesegassen ud fra et affaldsprodukt fra de svenske papirfabrikker som kaldes sortlud. Man regner med, at DME produceret fra den svenske sortlud alene vil kunne erstatte en fjerdedel af al benzin og diesel i Sverige (Læs mere i artikel fra Børsen).

Når diesel eller benzin brændes af i bilens motor, så dannes der en række stoffer, som er giftige for os. De giftige stoffer er

• CO som kan binde sig til kroppens røde blodlegemer og forhindre dem i at transportere ilt. Før de effektive bilkatalysatorers dage, var det CO-forgiftning, man døde af, hvis man forsøgte at begå selvmord ved at lade sig forgifte af NO_x (NO og NO₂). NO_x bliver i sollys omdannet til smog, hvilket tydeligt kunne ses i vestlige storbyer før indførelsen af bilkatalysatoren. Smoggen kan skade lungevævet og forurene jorden, hvis den omdannes til syreregn.
• HC (kulbrinter) som er rester af diesel og benzin, som ikke er blevet fuldstændig afbrændt. Det er bl.a. kulbrinterne, vi kan lugte, når en lastbil kører forbi. Kulbrinterne kan ligesom NO_x danne smog og man regner med at kulbrinterne er kræftfremkaldende.
• Sod som er det, vi kan se komme ud af udstødningen på de store dieselbiler. Soden består af partikler, der er så små, at de kan trænge ind i kroppen, uden at den kan forsvare sig mod dem. Man regner med, at dieselsod forårsager astma, kronisk bronkitis og lungekræft.
• En række andre sundhedsskadelige stoffer der kommer fra urenheder i benzinen og dieselen, f.eks. svovl.

Heldigvis findes der i dag effektive katalysatorer, som kan omdanne de giftige stoffer. Særligt benzinbilerne har fået en temmelig ren udstødning, og katalysatorerne til dieselbiler bliver hele tiden bedre.

DME er renere end benzin og diesel. Det indeholder ingen svovl, og er ikke kræftfremkaldende. Der dannes heller ikke sod, når DME brændes af. Faktisk bruger man DME som brændstof, når man skal fremstille glas, som skal være helt fri for sodpartikler. Nogle kokke foretrækker DME i stedet for almindeligt flaskegas, fordi det ikke soder. Når DME brændes af, er også mængden af CO, NO_x og HC væsentlig lavere end fra benzin og diesel (Se: Test af DME-bus). Det er derfor, at DME kan bruges som gas i køkkenet og til opvarmning af huse, som man ser det mange steder i Kina. Hvis man brugte benzin eller diesel i køkkenet, ville man hurtigt ødelægge både maden og sit helbred.

Benzin- og dieselmotorer udstøder foruden de giftige udstødningsgasser også CO₂ (kuldioxid). CO₂ er hverken giftigt for planter, mennesker eller andre dyr. Vi kender CO₂ som boblerne i øl eller sodavand, og vi producerer selv CO₂ i kroppen, når vi forbrænder den energi, vi indtager. CO₂ er med til at skabe et lunt klima, fordi gassen lægger sig omkring kloden som en dyne, der holder på varmen. Det er den effekt, vi kalder drivhuseffekten. Som udgangspunkt er drivhuseffekten en god ting. Uden den ville gennemsnitstemperaturen på jorden være ca. 30 grader lavere! Men noget tyder på, at vi mennesker i løbet af de sidste 150 år har været skyld i en global opvarmning, fordi vi producerer ekstra meget CO₂, når vi brænder fossile brændstoffer af. Derfor ønsker man i dag at minimere udslippet af CO₂, og der er derfor stor interesse for brændstoffer, som ikke producerer CO₂.

Når DME brændes af, sker denne reaktion:

2 CH₃OCH₃ + 9 O₂ <-> 4 CO₂ + 12 H₂O

Der dannes altså CO₂, og på den måde forurener DME ligesom benzin og diesel. Til gengæld kan motorer, der kører på DME udnytte brændstoffet mere effektivt, og det betyder, at bilen producerer mindre CO₂ per kørt kilometer (Se Artikel fra Udenrigsministeriets hjemmeside). Det hjælper altså på CO₂-regnskabet, hvis man kører på DME, men det løser ikke CO₂-problemet.

Ud over at det er et problem, at DME forurener ved at udlede CO₂, så er det altid problematisk at indføre nye brændstoffer, også selv om de er bedre end de gamle. Selvom det burde være let at indføre DME som brændstof til biler, så skal man dog lave nye opbevaringstanke, nye moduler til tankstationer og specielle DME-tanke på bilerne. Det er ret enkelt at bygge motorerne om, så de kan forbrænde DME i stedet for diesel, men det er en stor mundfuld, hvis det skal ske på millioner af biler i hele Europa. Og det er netop nødvendigt at indføre DME-systemet i meget store områder på én gang. For hvem vil købe en bil, som kun kan tankes i Sverige? Det er der selvfølgelig ikke mange der vil, når man kan købe en bil, som kan tankes i hele verden. Så for at man kan få brugere til DME-bilerne, så kræver det, at man har alle de praktiske løsninger på plads. Omvendt kan man spørge: Hvilke firmaer vil satse på at indføre en helt ny bilpark med tilhørende tank- og transportsystemer, hvis der ikke er nogen brugere? Vi har altså en problematik, der minder om hønen og ægget: Vi skal have brugerne for at få systemet, og vi skal have systemet for at få brugerne. Det er ofte den type problemer, der spænder ben for ellers gode løsninger på energi- og miljøproblemer.

I Kina er produktionen af DME stærkt stigende og man forventer, at stigningen fortsætter de næste år (Se figur). Størstedelen bruges i spraydåser, men forbruget til opvarmning og madlavning er stigende. Som nævnt afprøves DME nu i bilmotorer. DME testes også til brændselsceller og fremtiden vil muligvis byde på DME-drevne kraftværker. DME er en af vejene til at omdanne forskellige typer af affald til brændstof. Det er en måde at få energi fra mange forskellige kilder og ikke bare fra fossile brændstoffer, og samtidig er DME en vej til et renere miljø. DME er dog ikke det eneste bud på fremtidens brændstof. I dag overvejer forskerne og politikerne forskellige muligheder ud over DME, f.eks. ethanol, metanol og brint. Tiden, forskningsresultaterne og den politiske dagsorden vil vise, hvor fremtrædende en plads DME vil få blandt fremtidens brændstoffer.

DME-produktion i Kina indtil nu og forventet produktion frem til 2010. kilde: Artikel: Reuters fredag den 8. august 2008
 

Kilder
IDA: International DME association: about dme
Haldor Topsøe
BP: Statistical Review of World Energy 2008
EU, Refuel road map: Bio-dme

Forfatter
Ph.d.-studerende, Søren Bredmose Simonsen, Haldor Topsøe

Biobrændsel til transport

Energieffektivitet

Klimavenlig teknologi

Partikler i atmosfæren'

Klimapolitik

»Videnskab.dk

»GEUS

»Klima i Gymnasiet - om Naturvidenskab

Klimaundervisning.dk