Ett team forskare vid Lanzatech-laboratoriet i Illinois, USA, som sysslar med bränsle, ståltillverkning och luftfart har upptäck hur kolbränsle med låga koldioxidhalt, som har framkallats genom gaser från ståltillverkning, kan revolutionera flygresor.
Luftfartens framtid drivs av traditionella skoltekniska kunskaper. Fyra miljarder år gamla för att vara exakt. Forskare tar fram nu banbrytande jetbränsle med mikrober som förvandlar kol till etanol i en process som är nästan lika gammal som jorden själv.
Etanolen omvandlas till kolväte, som därigenom blir ytterst miljövänligt flygbränsle, som kan uppfylla cirka en femtedel av flygindustrins globala behov.
Teknikföretaget LanzaTech har avsikt att börja leverera det nya bränslet till Virgin Atlantic, om ett testflyg som enligt planerna kommer att äga rum i år visar sig att bli framgångsrikt.
Detta samarbete hade dock aldrig kommit i stånd utan att LanzaTechs tidigare kooperation med stålföretag, bland annat med China Baowu Steel Group i Shanghai och Shougang Steel i närheten av Peking. LanzaTechs bränsle, kallat Lanzanol, produceras i en process som återvinner kolrika gaser från stålverk som sedan skaparbränslets etanolbas.
- Vi kan nu föreställa oss en värld där en stålfabrik inte bara kan producera stålet för komponenterna i planet, men också återvinna ståltillverkningens gaser för att även kunna producera bränslet som driver flygplanet, säger LanzaTechs vd, Dr Jennifer Holmgren.
Virgin Atlantic grundare Sir Richard Branson anser att: "Detta är ett riktigt kvantsprång för luftfart och kan avsevärt minska industrins beroende av olja inom vår livstid.”
- Vår förståelse av koldioxidbränslen har utvecklats snabbt under det senaste decenniet, och vi är närmare än någonsin när det gäller att kunna ta fram en hållbar produkt för marknaden. En produkt som är tillräckligt bra för att kunna användas kommersiellt av Virgin Atlantic och andra globala flygbolag, tillägger Branson.
LanzaTech-experterna anser att Lanzanol-bränsleformeln bidrar till en minskning av växthusgaser med 50-70 procent jämfört med konventionellt drivmedel. Cirka 150 miljoner ton koldioxid skulle kunna reduceras över hela världen om de enskilda gaserna från stålproduktionsprocesser användes för att tillverka etanol.
Kinesiska Baowu Steel Group tillsammans med Lanzatech-skulle klara av att producera drygt 450 000 liter Lanzanol per år från en enda plats i Shanghai. Denna mängd kan omvandlas vidare till 225 000 liter jetbränsle. Bara denna experimentella demonstrationsanläggning ensam skulle kunna producera tillräckligt med bränsle för en flygresa från Shanghai till London. Produktionsvolymerna som förväntas från kommersiella produktionsanläggningar blir naturligtvis betydligt större.
Den kommersiella potentialen förväntas dessutom bli omfångsrik. LanzaTech-experter beräknar att deras teknik skulle kunna installeras i cirka två tredjedelar av alla nuvarande stålfabriker i världen.
Om så är fallet skulle det innebära att upp till omkring 136 miljarder liter etanol skulle kunna tillverkas över hela världen varje år, varav 68 miljarder liter flygbränsle skulle kunna produceras (i processen utvinns en halv liter bränsle för varje liter etanol).
Till denna siffra ingår mindre än 19 procent av allt flygbränsle som används varje år, nämligen 360 miljarder liter.
Vissa ståljättar har redan upptäckt potentialen och gör nya framsteg genom att utveckla bioekonomin.
ArcelorMittal, världens största ståltillverkare och utvecklingspartner med LanzaTech, bygger en pilotanläggning på 87 miljoner euro vid sin stålanläggning i Gent, Belgien, för att producera etanol på kommersiell basis.
Företaget säger att för varje ton etanol som produceras minskar de totala koldioxidutsläppen med 2,3 ton och att etanolprocessen skulle kunna kompensera åtta fat eller ett ton bensin.
Och allt detta härstammar från en ödmjuk mikrob som började skapa etanol för fyra miljarder år sedan, i Hadeikum-tiden när jorden i geologiska termer var enbart en 500 miljoner år gammalt spädbarn.
Under Hadeanåldern använde mikroorganismer från acetogenfamiljen gasutsläpp från naturligt förekommande hydrotermiska ventiler för att kunna växa. Dessa gasfermenterande organismer är några av jordens tidigaste livsformer och deras sätt att använda gas för hela deras livscykel är en av de äldsta biologiska reaktionerna på planeten.
Nu har LanzaTech-forskare plockat fram denna primordiala "teknik" från vårt avlägsna förflutna för att skapa ett bränsle för framtiden. Deras proprietära mikrober är också från acetogenfamiljen. Lanzanoltekniken efterliknar den biologiska reaktionen från tidernas början, eftersom gasproduktionen vid stålproduktion är jämförbar med gasutsläpp från hydrotermiska ventiler.
Under processen förs tunga processgasflöden in i en fermentationsbioreaktor. Där påverkas gasen av mikrober, som skapar biprodukten etanolen som då omvandlas till jetbränsle.
I en ny milstolpe uppnåddes när det producerades 6800-liter jetbränsle från Lanzanols demonstrationsanläggning i Peking som samägs av Shougang, en av Kinas största ståltillverkare.
Det faktum att man lyckats framgångsrikt skapa en sådan mängd bränsle, betraktas som ett genombrott i resan mot kommersiell produktion. Det var en händelse som också var dramatisk i positiv mening även för den bioekonomiska världen.
Nu måste bränslet genomgå flera tester som krävs av flygplans- och motortillverkare innan bränslet kan godkännas för regelbunden användning vid kommersiella flygningar.
- Betydelsen av vår förmåga att göra så mycket bränsle visar för det första att vi har lämnat laboratoriestadiet, och att produktionspotentialen är realiserbar. För det andra kommer vi att utföra tillräckligt många av sådana tester som krävs för certifiering hos relevanta myndigheter, så att vi verkligen kan gå vidare. Under de närmaste 30 åren är det osannolikt att man kommer att flyga med elektriska flygplan. Därför är denna användning av återvunnet kol från stålproduktion för att bedriva luftfart ytterst viktigt och spännande konstaterar Jennifer Holmgren.
Holmgren vill emellertid inte påstå att Lanzanol utgör den enda framtidsgarantin för jetbränsle, men hon ser det som en viktig del av en" korg av lösningar " i syfte att minska fossila utsläpp i världen.
Hon anser att, medan världen väntar på en potentiell elektrisk lösning för jetplan, är Lanzanol ett passande alternativ.
- Jag tror inte att LanzaTech jetbränsle kommer att stå för hela historien, eftersom vi behöver många andra alternativa bränslelösningar. Men jag tror att vi kan bidra med miljarder liter jetbränsle till flygindustrin. Mitt mål är att vi ska kunna leverera per år mellan fyra till nio miljarder liter flygbränsle som är konkurrenskraftigt i jämförelse med det långsiktiga genomsnittliga råoljepriset.
- Denna vision delar vi med flera framtidsinriktade flygbolag som vill ta itu med miljöproblemen som genereras av fossila bränslen, säger Jennifer Holmgren.
Enligt henne har Virgin Atlantic lovat att minska sina koldioxidutsläpp med 30 procent från 2007 till 2020. Hittills har utsläppen minskat med 9 procent och ledande befattningshavare erkänner därför att de har ett verktyg i sina händer för att nå nya gröna mål.
Denna något förkortade artikel har publicerats i tidningen SteelWorld
Artikelförfattare: Andrew Neish
