Bioreaktorprodusent og Statens vegvesen samstemte: – Analysearbeidet avgjørende
Hva er kilden til forurenset vann? Hvordan påvirkes framstillingen av kunstgjødsel når råvarene må byttes ut? Hva skyldes en gasslekkasje fra et avfallsdeponi?
– Vi har det moro med å finne svarene på slike spørsmål hver eneste dag, sier Fred Martin Kaaby, analytisk kjemiker i avdeling Reservoarteknologi ved IFE.
I en av IFE-bygningene spredt rundt reaktoren på Kjeller utenfor Lillestrøm ligger laboratoriene der mange av analysene foretas. Arbeidsantrekket er hvite frakker og vernebriller, sikkerheten streng, utstyret state-of-the-art.
Der de fleste laboratorier har spesialisert seg på én type analyse, har Institutt for energiteknikk (IFE) bred analysekompetanse og 30 års erfaring samlet under ett tak.
– IFE er det eneste stedet i Norge der du kan finne et slikt spekter av analyseverktøy, smiler Kaaby.
Dette gjør det lettere å løse spesielle problemstillinger der det er like viktig å se sammenhenger som å gjennomføre enkeltanalyser.
– I fellesskap kan vi finne den beste tilnærmingen. Da blir også svarene vi får mer verdifulle, sier Ingar Johansen, faggruppeleder Analyser ved IFE.
Banebrytende norsk teknologi
Da det nye biogassanlegget Renevo åpnet på Stord våren 2022, var det med innovativ norsk teknologi fra Antec Biogas.
Antec er et selskap som tenker utenfor boksen - deres biogassreaktorer er både mindre og mer effektive enn tradisjonelle reaktorer. Til gjengjeld stiller dette ekstra strenge krav til tilpasning av produksjonen. Her har IFE spilt en viktig rolle som sparringpartner.
– Biogassreaktoren vår har hentet inspirasjon fra kua. Den kan sammenlignes med en mekanisk fordøyelseskanal der det biologiske materialet brytes ned i flere trinn.
Slik forklarer grunnlegger Egil Andersen i Antec prosessen som gjør at kontakten mellom substrat og bakteriekultur økes. Årlig skal de ti bioreaktorene på 105 kubikkmeter kunne behandle 50.000 tonn avfall – hovedsakelig fra lokale bønder og oppdrettsnæringen.
Antec kontaktet IFE på bakgrunn av deres spesielle kompetanse som forskningsinstitutt. De ønsket hjelp til å gjennomføre forskjellige analyser som samlet ville gi et godt grunnlag for å utnytte reaktoren optimalt.
Gjennom ulike prøver og innsikten i kjemiske prosesser har IFE ytt verdifull konsulentbistand.
– Blant utfordringene var kompliserte analysematriser og ønsket om raske resultater. Underveis måtte vi ta i bruk nye analyseverktøy, forteller Kaaby.
.jpg)
– For å kunne styre prosessen er vi avhengige av å vite innholdet av substrat og biogass i de ulike fasene. Det er alltid slik at man tror noe, og så får man seg noen overraskelser når analyseresultatene er klare, sier Andersen og fortsetter:
– Gode analyser gjør at man kan unngå farer og gjøre justeringer der det trengs.
Avgjørende analyser
Fra bioavfallet kommer inn til det er foredlet til metangass, biogjødsel og CO2 skal det brytes ned trinnvis gjennom 11 kammer.
– Analyseresultatene viste at vi måtte justere både innmatingstakten og blandingsforholdet. Arbeidet til IFE var av avgjørende betydning for at vi kunne løse dette på en god måte, fastslår Andersen.
Å løse en oppgave handler ikke bare om selve analysen, men like mye om innsikt i prosesser, om å avdekke og forklare fenomener.
Johansen i IFE poengterer at isotopanalyse inngår i 90 prosent av oppdragene. Enten det handler om CO2-lagring, biogass, matproduksjon eller deponier så er isotopanalyse et sentralt verktøy.
– Isotopanalyse er limet i analyseaktiviteten vår, fastslår han.
Detektivarbeid i Statens vegvesen
Som Antec trenger Statens vegvesen å få alle kortene på bordet for å unngå ubehagelige overraskelser. Når Statens vegvesen skal i gang med et vegprosjekt, gjøres det alltid geologiske forundersøkelser i forkant. Hva slags bergmasser man støter på og hva de inneholder har stor betydning for vurderingene knyttet til kostnader, miljø og sikkerhet.
– Det å være geolog er detektivarbeid, og problematikken varierer fra det ene vegprosjektet til de andre.
Dette sier sjefingeniør Per Hagelia i Statens vegvesen. Han har ved flere anledninger benyttet seg av analysekompetansen ved IFE.
Oppgaven til en geolog i et infrastrukturprosjekt er i hovedsak å avdekke egenskapene til den lokale berggrunnen. Dette omfatter geologisk detaljkartlegging av berg og løsmasser, boringer, geofysiske målinger, samt analyse av steinmaterialegenskaper og kjemiske egenskaper.
– Miljøgeologi og vannmiljø har blitt en viktig del av prosjekteringen, kanskje særlig der det forekommer syredannende og tungmetallførende bergarter som alunskifer. Det er avgjørende å avklare hvilke hydrogeokjemiske prosesser som foregår, og hvilken del av bergmassen som avgir mest forurensning, forklarer Hagelia.
Nedbryting av betong
Isotopanalyse er et redskap for å forstå slike sammenhenger og mekanismer.
– Statens vegvesen har ved hjelp av isotopanalyser fra IFE i tidligere prosjekter funnet at mineraler dannet ved forvitring ofte avgir mer akutt forurensing enn uforvitra deler av svovelførende bergarter. Vi har også benyttet stabilisotoper for å avdekke kjemiske reaksjonsmekanismer i forbindelse med nedbryting av betong.
Isotopanalyse og denne typen analysemetodikk er bare sporadisk brukt i veg- og tunnelplanlegging, men potensialet er stort – også på miljøsiden.
– Det å forutse avrenning og å spore opp kilder til forurenset vann vil nok få stadig større verdi, mener Hagelia.
– For å finne de rette svarene gjelder det å ta prøver på en måte som gjør at alle potensielle kilder er representert. Man må se på ferdselsårene til vannet og sammenholde isotopsammensetningen til vannet med mulige kilder (mineraler) i bergmassen, fortsetter han.
I tillegg til isotopanalyser har Statens vegvesen fått laget tynnslip av bergarter og betong og utført flere andre tjenester hos IFE.
– Vi har alltid hatt svært god kommunikasjon med IFE i forbindelse med overlevering av prøver. Gode drøftelser gjør at man får mest mulig ut av materialet, sier Hagelia.
Bidrar til renere prosesser
Miljøaspektet er sentralt i det IFE gjør for kunder som Antec og Statens vegvesen. I et større perspektiv bidrar IFE til det grønne skiftet.
Dersom IFE gjennom sine analyser kan legge grunnlaget for en renere produksjon, vil det både kunne redusere CO2-avtrykket og forbedre selve produktet som fremstilles.
– Det at vi kan se problemstillinger på utradisjonelle måter er et stort pluss. Siden arbeidet vårt er forankret i forskning, har vi gode forutsetninger for å ligge i forkant av utviklingen, sier Kaaby.
