populærvitenskap:

Smelteverket i Finnfjord har stått for så mye som en tredjedel av alle CO2-utslipp i Troms fylke. Ved hjelp av kreativ nytenking og godt samarbeid med noen av naturens minste skapninger går det mot en dramatisk vending av denne statusen.
Smelteverket i Finnfjord har stått for så mye som en tredjedel av alle CO2-utslipp i Troms fylke. Ved hjelp av kreativ nytenking og godt samarbeid med noen av naturens minste skapninger går det mot en dramatisk vending av denne statusen.

Mikroalger omdanner fabrikkrøyk til mat:
Slik kan smelteverk halvere utslipp

POPULÆRVITENSKAP: Hvordan kan et forurensende smelteverk bli en brikke i det grønne skiftet?

Smelteverket i Finnfjord har vært en kombinert velsignelse og utfordring for norsk industri siden det kom i drift i løpet av 1960-tallet. Prisen for verdiskapning og distriktsutvikling har vært den tvilsomme æren å bli et av Norges største utslippspunkter.

Smelteverket har stått for så mye som en tredjedel av alle CO2-utslipp i Troms fylke, og dermed også representert en stor nasjonal utfordring på klima- og miljøsiden.

Alger skal ta seg av 150.000 tonn CO2

Ved hjelp av kreativ nytenking og godt samarbeid med noen av naturens minste skapninger går det mot en dramatisk vending av denne statusen. Avgassene er nemlig på menyen til mikroalger, som er i stand til å livnære seg på utslippene fra ferrosilisium-produksjonen.

Prosjektet er en kulminasjon av lang tids grunnforskning, der testfasen akkurat er unnagjort – og med svært lovende resultater. Rensesystemet skal oppskaleres videre med mål om å fange halvparten av utslippene.

Dette betyr at 150.000 tonn CO2 omdannes til klimavennlig algebiomasse hvert år. Et råstoff som kan brukes til en rekke nyttige produkter.

Slik ser algebiomassen ut. Forsker og biolog Richard Ingebrigtsen leder algeprosjektet, og viser her frem en stor klump med produktet på åpningen av det nye forskningslaboratoriet til UiT på Finnfjord.
Slik ser algebiomassen ut. Forsker og biolog Richard Ingebrigtsen leder algeprosjektet, og viser her frem en stor klump med produktet på åpningen av det nye forskningslaboratoriet til UiT på Finnfjord.

Konkurrenter gikk sammen

Historien til Finnfjord begynte i 1957, da et større tysk selskap engasjerte seg i å etablere et ferrosilisiumverk som skulle nyttiggjøre seg kraftoverskuddet fra vannkraft i Nord-Norge.

Arctic Centre for Sustainable Energy (ARC)

- et kryssfaglig senter ved Norges Arktiske Universitet (UiT) i Tromsø

- ARC jobber med forskning på- og utvikling av bærekraftige energiløsninger

- Senterets hovedfokus ligger på å vurdere disse innen en arktisk kontekst

- ARC tilbyr forskning på- og utvikling av løsninger innen feltet, samt ekspertise, ledelse eller deltagelse i innovative prosjekter som har bærekraft som overordnet mål

- ARC skiller seg ut ved å gi samfunnsfag og filosofi en viktig plass i sin forståelse av teknologier, for slik å se dem i sin kontekstuelle helhet og ikke som isolerte fenomener

For å beholde eierskapet over industri og naturressurser, gikk norske ferrosilisium-produsenter sammen om å etablere et norskeid smelteverk i stedet. Tillit og godt samarbeid mellom i utgangspunktet konkurrerende bedrifter resulterte i opprettelsen av «Fesil Nord» (etter FErroSILisium) i 1962.

I dag bæres navnet «Finnfjord AS» og det produseres 100.000 tonn ferrosilisium per år. Ferrosilisium er en jernlegering som benyttes i mange viktige industrielle prosesser, som gjenvinning av metaller og reduksjon av jern til rustfritt stål og høykarbon stål, for å nevne noen.

Svært forurensende produksjon

For å utvinne ferrosilisium blir malm først smeltet med utslippsfri strøm fra vannkraftverk i regionen. Men deretter må store mengder metallurgisk kull tilsettes den flytende massen, som ved slike temperaturer fungerer som en kjemisk tilsetning – i tillegg til å øke temperaturen ytterligere.

I overkant av 600 kilo kull benyttes per tonn med produsert stål, for å oksidere bort og skille ut urenheter og redusere malmen til flytende metall, som kan hentes ut og prosesseres videre. Selv om elektrisiteten er ren, så ble karbon-, nitrogen- og svoveloksider fra smelteprosessen sluppet rett ut i atmosfæren.

Alger spiser CO2 og blir selv spiselige

I dag bobler avgassene opp gjennom store tanker med alger – såkalte fotobioreaktorer – der UiT og Arctic Center for Sustainable Energy (ARC) (se faktaboks) forsker på alt fra hvordan vannet bør sirkulere til hvordan lyskilder skal fordeles for å gi algene de beste trivselsforhold.

Og når de trives så spiser de i seg store deler av utslippene. Etter gjennomført oppskalering anslås det at algene skal halvere utslippene fra Finnfjord. Det betyr 150.000 tonn CO2 omdannet til algebiomasse hvert år, og både nitrogen- og svovelforbindelser (NOx og SOx) blir også fortært.

Professor og oseanograf Hans Christian Eilertsen er ekspert på havplankton. Han har over de siste 40 årene lagt det forskningsmessige grunnlaget gjør arbeidet med det planktonbaserte renseystemet mulig.
Professor og oseanograf Hans Christian Eilertsen er ekspert på havplankton. Han har over de siste 40 årene lagt det forskningsmessige grunnlaget gjør arbeidet med det planktonbaserte renseystemet mulig.

Utrolig nok, etter å ha multiplisert i denne ugjestmilde suppen, kommer algene likevel ut som spiselige. Og ikke bare spiselige –de produserer faktisk mer Omega3-fettsyrer og inneholder mindre organisk forurensing og tungmetaller når de fôres med fabrikkrøyk!

Kan bli mat for laks

Det er i utgangspunktet algene i havet som produserer de gode fettsyrene som vi ønsker fra laksen, derfor var også laksefôr et nærliggende alternativ for bruken av dem. Det jobbes nå med å skalere opp produksjonen til industrielt nivå, for å bli en leverandør til norske oppdrettsanlegg.

Algereaktorene som forskerne ved UiT og ARC har utviklet, er unike i forhold til de design som brukes i lignende prosjekter internasjonalt.

På grunn av utfordringene med å få lyset til å trenge gjennom vann som inneholder millioner av alger per liter, så er de fleste anlegg svært grunne eller lagt i tynne rør. Dette gjør at anleggene får svært stor utstrekning og legger beslag på sårt tiltrengt naturareal. Det kan føre til at anstrengelsene for å lette presset på klima i stedet slår ut i økt press på dyrs habitat og biologisk mangfold, som jo er hva vi ønsker å beskytte mot konsekvensene av klimaendringer.

Overraskende resultater

I Finnfjord er tankene i stedet runde og dype, og kan utvides i høyde og volum i stedet for kun over areal. Grunnen til at dette er mulig har i stor grad med valget av mikroalge å gjøre. I Finnfjord er det kiselalgen som utgjør prosessens midtpunkt. De er store i forhold til andre alger, og det oppstår smutthull mellom dem som gjør at lyset kan trenge dypere inn i vannmassene. I tillegg har de en helt spesiell egenskap som bidrar til å forsterke denne effekten.

Bioreaktorene i Finnfjord. Den største tanken har kapasitet på 300 000 liter og antallet alger dobles hver dag, med fabrikkrøyk som mat.
Bioreaktorene i Finnfjord. Den største tanken har kapasitet på 300 000 liter og antallet alger dobles hver dag, med fabrikkrøyk som mat.

De har nemlig cellevegger av kiselsyre, bedre kjent som glass. Denne fysiologiske detaljen hjelper lyset frem ved at det reflekteres og spres mellom dem, og gjør det arealeffektive reaktordesignet mulig. Nøyaktig hvordan glass-skjelettet gjør dette vet man ikke nøyaktig, og er et av områdene som utforskes i sammenheng med prosjektet. Dette sidesporet er et eksempel på hvordan en kryssfaglig tilnærming til et problem (som rensing av utslipp) kan føre til ny kunnskap innen utilsiktede felt.

Kiselalger fotografert i scanning-elektronmikroskop.
Kiselalger fotografert i scanning-elektronmikroskop.

Prosjektet viser også hvordan god grunnforskning muliggjør bruk ut over det som opprinnelig var forventet ved oppstart. Algeforskningen ved Norges Fiskerihøyskole (NFH) går hele 40 år bakover i tid før den omsider har kulminert i dette industrisamarbeidet i 2015. Et eksempel på en rent overraskende side-effekt, er hvordan mengden lakselus ser ut til å reduseres av å benytte dette fôret. Noe som igjen reduserer oppdrettsnæringens bruk av både kjemikalier og energi, i tillegg til å bedre livsvilkårene for laksen. Disse effektene har oppstått som følge av synergi, altså, et konstruktivt samspill mellom samvirkende systemer.

Overskuddsvarme skaper strøm

Det har vært jobbet for å ytterligere effektivisere driften gjennom å frembringe synergieffekter på flere plan. Blant annet ved å hente tilbake energi som tidligere har gått til spille. Overskuddsvarmen fra smeltekjelene driver nå den største industrielle dampturbinen i Norge (340 GWt/år, tilsvarende et halvt Alta-kraftverk), slik at spillvarmen omdannes til elektrisitet og slik redusere energiforbruket.

Grønn plattform:

- Grønn Plattform er et samarbeid mellom Forskningsrådet, Innovasjon Norge og Siva om å støtte ‘forsknings- og innovasjonsdrevet grønn vekst’

- Grønn Plattform har bevilget 97 mill. kroner til Finnfjordprosjektet

- Tilskuddet muliggjør en oppskalering algedyrkingen til industriell skala

- Midlene er øremerket prosjektet AlgOpti, et oppdrettsfôr for laks

- UiT jobber parallelt med å kartlegge flere kategorier av bruksområder for algebiomassen

Og slike samspillseffekter er ikke bare til hjelp for klima og miljø. Den øker også profittmarginer når forbruk reduseres og kvaliteten på produktet øker – som i tilfellet med lakselusen. Kunnskap om hvordan man kan realisere effektiviteten mellom samvirkende systemer, kan bli viktig for å løse utfordringer som det grønne skiftet står ovenfor.

Tillit er også en ressurs

Vi har nemlig den teknologien som trengs for å bli miljøvennlige. Spørsmålet er hvordan vi skal bruke den. Finnfjord-prosjektet viser én måte det er mulig å tenke synergisk og benytte samspill mellom kunnskap (UiT), industri, økologi og regional økonomi til å bygge et alternativt samfunn til det oljebaserte konsumentsamfunnet.

Som siste ord ønsker vi likevel å påpeke hvordan suksessen i stor grad er av sosial karakter. Tillit mellom bedriftsledere, institusjoner og investorer er grunnen til at slike grenseoverskridende ideer fikk tid til å modnes. Helt fra å sørge for at smelteverket ble norskeid i 1957, til å ha tro på (og eierskap og autoritet til) å installere tanker med algesuppe som en teknologisk spydspiss ved driften, seksti år senere. Mellommenneskelig, samfunnsbasert tillit har vært en essensiell driver for prosjektet, og er en ressurs som ikke må glemmes for det grønne skiftet.

LES OGSÅ:

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding på denne artikkelen. Eller spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om et viktig tema vi bør dekke?

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Powered by Labrador CMS