På vei mot aluminium uten utslipp
Hittil har produksjon av aluminium også gitt oss mye klimagasser. Men nå kommer prosessen som lager aluminium uten klimautslipp. 19. oktober markeres de første resultatene i Hydros anlegg på Herøya.
Metoden er 140 år gammel. Nå er det på tide å fornye den for å redusere klimautslipp.
– Veldig kort forklart er dette en alternativ prosess for å lage aluminium, sier forskningsleder Egil Skybakmoen i SINTEF.
En kilo aluminium blir en og en halv kilo utslipp
Teknologien som brukes for å lage aluminium i dag, ble funnet opp allerede i 1886. I prosessen brukes elektrisitet for å få aluminiumoksid – også omtalt som alumina – til å reagere med karbon i en elektrolyseprosess. Da dannes det aluminium. Det som blir til overs etter prosessen, er i hovedsak karbondioksid, CO₂, som slippes ut i luften.
Dette er elektrolyse:
Elektrolyse er en kjemisk prosess der elektrisk likestrøm brukes til å tvinge fram en kjemisk reaksjon som ikke skjer av seg selv.
Dette skjer i prosessen:
- Strømmen kobles til og sendes gjennom væsken via elektrodene.
- De positive ionene i væsken beveger seg mot den negative elektroden.
- De negative ionene beveger seg mot den positive elektroden.
- Ioner tar opp eller gir fra seg elektroner ved elektrodene.
- Slik blir stoffer skilt fra hverandre eller nye stoffer dannes.
Kilde: Store norske leksikon/SINTEF
– Du får veldig høye utslipp. For hver kilo aluminium du lager, slipper du ut halvannen kilo CO₂. Dette er en prosess som gir mye CO₂ i atmosfæren, sier Skybakmoen.
Teknologien som er utviklet for å fange CO₂, er ikke så god å bruke her. Dagens produksjon av aluminium krever at CO₂ blandes med store mengder luft.
Dermed blir CO₂-gassen så fortynnet at det ville blitt veldig vanskelig og dyrt å skille den ut og samle den opp – selv om det er prosjekter som ser på dette, også.
Arbeider i lukket krets
Hovedhensikten med den nye prosessen er å unngå disse klimagassutslippene. Egil Skybakmoen forteller at idéen bak teknologien som han og kollegene ved SINTEF og NTNU utvikler sammen med Hydro, ikke er ny:
– Et annet aluminiumsselskap, Alcoa, hadde faktisk et pilotprosjekt med denne prosessen her på 1980-tallet. Nå har Hydro tatt den opp igjen og utviklet den videre, sier han. Hydro har patentert prosessen sin.
Hydro, NTNU og SINTEF har en lang og god tradisjon på å jobbe sammen på mange ulike prosjekter. I dette prosjektet har NTNU fire doktorgradsstudenter og veiledere fra både Hydro og SINTEF. I tillegg har SINTEF hatt hovedansvar for to andre delprosjekt og bygging og drift av ny lab på Tiller.
Den nye prosessen har fått navnet HalZero. Den omdanner alumina til vannfritt aluminiumklorid i en kloreringsprosess. Aluminiumklorid spaltes til klorgass og aluminium – altså metall. Det skjer via elektrolyse.
Dette er en kloreringsprosess:
En prosess der klor eller et klorholdig stoff får reagere med et annet stoff. Kloreringen brukes for å endre stoffet eller lage et nytt stoff.
Kilde: SINTEF
Slipper ikke ut CO₂
De viktigste gassene i prosessen håndteres i lukkede kretser. Dermed kan de brukes om igjen og om igjen i stedet for å slippes ut. CO₂ samles opp og omdannes til CO-gass.
– Hele tanken er at alle gassene går i loop slik at du ikke får noe utslipp. Det er veldig smart, men det er krevende. Vi på SINTEF jobber sammen med NTNU og Hydro om dette på et mer fundamentalt nivå. Hydro har siden januar demonstrert teknologien i en pilot i Porsgrunn, forteller Skybakmoen.
Med digital styretavle holder forskerne kontroll på mengde CO gass og Cl2-gass som danner Aluminiumklorid. Foto: Maria Sotberg/SINTEF
SINTEF har på sin side bygd opp en egen lab for prosjektet på Tiller i Trondheim. Der gjøres grunnleggende studier i samarbeid med NTNU.
Markerer nyvinningen på Herøya
I dag, 10. oktober, markeres det at Hydro for første gang har produsert aluminium med elektrolyseteknologien fra HalZero.
Studier og tester så langt viser at et HalZero-aluminiumsverk i industriell skala vil kreve det samme både av energi og kroner som et aluminiumsverk som bruker dagens teknologi. Investeringen ventes også å være sammenlignbar.
Teknologien utvikles primært for ny kapasitet. Men på sikt er håpet at den også kan brukes når utdaterte produksjonslinjer skal erstattes, opplyser Hydro.
Neste steg blir prosjektutvikling av en industriell konseptpilot.
Fakta om prosjektet:
