Hoppa till innehållet

Plasmateknik ett steg mot nollutsläpp av växthusgaser

Publicerad: 30 januari 2020

Målet är att ersätta fossila bränslen med eldrift i brännare inom industrin, något som har potential att minska Sveriges koldioxidutsläpp med flera miljoner ton per år. Nu inleds ett femårigt forskningsprojekt vid Luleå tekniska universitet.

I det nya projektet ska forskare i strömningslära vid Luleå tekniska universitet tillsammans med RISE ETC i Piteå undersöka hur användningen av plasmabrännare kan skalas upp.

Utmaningar med eldrift

Bakgrunden till projektet är att det inom exempelvis gruv-, stål- och cementindustrin idag används brännare som i huvudsak drivs av fossila bränslen – gasol, gas eller olja.
– Det handlar om väldigt stora ugnar, exempelvis LKAB:s ugnar för torkning av pellets. Totalt sett går det åt enorma mängder fossila bränslen för att driva dem, säger Lars-Göran Westerberg, professor i strömningslära vid Luleå tekniska universitet och ledare för projektet ”Plasmabrännare för nollutsläpp av växthusgaser i processindustrin”.

Går det att ersätta användandet av fossila bränslen med eldrift skulle Sveriges totala utsläpp av koldioxid minska radikalt. Men även eldrift har sina utmaningar.

– Det är precis som med diskussionerna kring eldrivna bilar. Om inte elen i sig är grön, så blir det ingen vinst. Det gäller att ha tillräckligt med hållbart producerad elektricitet, säger Lars-Göran Westerberg.

Hög elektrisk spänning 

I dagens läge är det plasmateknik som är tänkt att minska behovet av fossila bränslen. Något förenklat handlar tekniken om att med hjälp av en hög elektrisk spänning jonisera luften, vilket leder till att ett plasma bildas – ungefär som vid ett blixtnedslag – och en het jetstråle bildas. I detta exempel fungerar luften som bränsle, men det finns även ett flertal andra gaser som kan användas. Tekniken finns redan idag, men i liten skala.

– Vi ska kolla på hur man kan skala upp det här. De brännare som används i industrin är enorma, och idag har vi inte plasmabrännare i den storleken. Det är många utmaningar med det – dels hur man ska hantera de biprodukter som bildas, exempelvis kväveoxid, dels att förstå hur luften eller gasen ska strömma i en plasmabrännare för att det ska fungera optimalt, säger Lars-Göran Westerberg.

Projektet fick i början av januari klartecken från finansiären Energimyndigheten. Det innebär en budget på drygt sex miljoner kronor under de kommande fem åren. Arbetet har redan inletts.

– Till att börja med måste vi rekrytera en lämplig doktorand, förhoppningsvis är det klart inom en månad. Sedan börjar det riktiga arbetet, säger Lars-Göran Westerberg.

Goda förutsättningar

På RISE ETC i Piteå finns idag plasmabrännare som kommer användas i den experimentella delen av projektet. På universitetsområdet i Luleå kommer en datormodell att skapas av brännaren för att kunna göra simuleringar som sedan testas och jämförs med brännarna på plats i Piteå. Lars-Göran Westerberg menar att man i samarbete med RISE ETC har en närmast unik kombination av erfarenhet och kompetens.

– Det är nog just den kombinationen som gjorde att vi fick det här projektet och det känns ju otroligt positivt. Det här är mångt och mycket otrampad mark, i ett väldigt nytt och hett ämne, säger Lars-Göran Westerberg, och fortsätter:
– Även om vi inom ramen för detta projekt inte kommer leverera den slutgiltiga lösningen på hur alla fossildrivna brännare ska kunna ersättas med eldrivna, finns det goda förutsättningar att göra ett stort avtryck.

Lars-Göran Westerberg

Lars-Göran Westerberg, Professor

Telefon: 0920-491268
Organisation: Strömningslära, Strömningslära och experimentell mekanik, Institutionen för teknikvetenskap och matematik

I media: