Grænt ál er okkar mál Andri Ísak Þórhallsson skrifar 29. apríl 2020 10:00 Álframleiðsla í iðnaði Í yfir 130 ár hefur ál (Al) verið framleitt í álverum með „Hall-Hérault“-aðferðinni þar sem súrál (Al2O3) er rafgreint í ál með kolefnisforskautum (C). Koldíoxíð (CO2) og ál (Al) myndast þá samkvæmt efnajöfnunni 2Al2O3 + 3C -> 2Al + 3CO2. Orkan sem þarf í þessa aðferð kemur bæði frá raforku og efnaorku sem losnar við bruna kolefnis. Vegna hnattrænnar hlýnunar eru sífellt gerðar meiri kröfur um að iðnaðarferlar losi minni eða jafnvel engar gróðurhúsalofttegundir. Umhverfisvæn álframleiðsla með óvirkum forskautum Á undanförnum árum hefur íslenska fyrirtækið Arctus Metals ehf. ásamt Nýsköpunarmiðstöð Íslands unnið að þróun álframleiðsluferils þar sem notuð eru rafskaut úr málmblöndu í stað kolefnisforskauta. Efnahvarfi álframleiðsluferilsins er hægt að lýsa með efnajöfnunni Al2O3 -> 2Al + 3O2, en þar sem forskautin taka ekki þátt í efnahvarfinu eru þau sögð vera óvirk. Augljós kostur við þessa nýju framleiðsluaðferð er sá að ekkert koldíoxíð myndast í framleiðsluferlinu, eingöngu ál og súrefni (O2). Það gerir þessa nýju framleiðsluaðferð afar umhverfisvæna. Annar kostur er sá að orkunotkun umhverfisvænnar álframleiðslu er um 20% minni en við hefðbundnar aðferðir vegna þess að orkan sem þarf til að framleiða forskautin er mun minni. Raforkunotkunin í umhverfisvænum álframleiðsluferli gæti verið um 13-14 kWh/kg, sem er svipað og í hefðbundnu „Hall-Héroult“-framleiðsluferli en hefðbundin álframleiðsluferli þurfa auk þess 4 kWh/kg áls aukaorku fyrir framleiðslu á kolaskautum. Ferli nýrrar álvinnsluNýsköpunarmiðstöð Íslands Orkan í álinu Mikil orka fer í framleiðslu áls en hvað skyldi vera hægt að fá mikla orku úr áli með því að brenna það? Miðað við 100% orkunýtni brunans fást um 8,6 kWh úr kg áls en ef miðað er við rúmmál áls er brennsluvarminn 23 kWh/l. Samsvarandi tölur fyrir dísilolíu eru 12 kWh/kg og 9,9 kWh/l. Miðað við rúmmálseiningu er því orkuinnihald áls tvöfalt á við orkuinnihald dísilolíu. Því er ekki furða að margir hafi skoðað kosti þess að nota ál til geymslu á orku sem hægt væri að grípa til þegar þörf er á. Þessi kostur væri enn vænlegri ef hægt væri að framleiða ál án þess að losa gróðurhúsaloftegundir líkt og mögulegt er með óvirkum forskautum. Guðmundur Gunnarsson og Jón Hjaltalín Magnússon við uppsetningu á tilraunadeiglu.Nýsköpunarmiðstöð Íslands Álrafhlöður Orkuna í áli má nýta í svokölluðum álsúrefnis-rafhlöðum þar sem raforka verður til þegar ál hvarfast við súrefni í andrúmsloftinu. Nokkur fyrirtæki eru að þróa þessa tækni, þar á meðal rússneska fyrirtækið AL Technologies sem framleiðir álrafhlöður sem gefa 4 kWh raforku og 4 kWh varma á hvert kg áls sem hvarfast. Á næstu misserum fyrirhugar Nýsköpunarmiðstöð Íslands að hefja samstarf við Al Technologies þar sem skoðaðar verða aðferðir til að endurnýta álhýdroxíðið og framleiða hreint ál að nýju með umhverfisvænum álframleiðsluferli Arctus Metals ehf. Græn hringrás álsins Með því að framleiða ál með óvirkum forskautum og nýta álið í hráefni fyrir orkuframleiðslu og baka loks aukaafurðina álhýdroxíð væri hægt að gera álframleiðslu og orkunýtingarferil með áli algjörlega umhverfisvænan. Höfundur er verkefnastjóri hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is. Viltu birta grein á Vísi? Kynntu þér reglur ritstjórnar um skoðanagreinar. Senda grein Nýsköpun Nýsköpun og rannsóknir Stóriðja Umhverfismál Mest lesið Halldór 28.03.2026 Halldór Mikið vona ég að þetta sé ekki rétt Jón Pétur Zimsen Skoðun Þau sem töluðu um hvalrekaskatt og hin sem þora að leggja hann á Þórður Snær Júlíusson Skoðun Að hafna viðræðum er að hafna upplýsingum Magnús Árni Skjöld Magnússon Skoðun Ég var rekinn Daði Már Kristófersson Skoðun Frá hásæti orkudrottningar Kristín Linda Árnadóttir Skoðun Þöggun - Okkar Borg Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþóirsson Skoðun Gerðir samningar sviknir af ESB Erna Bjarnadóttir Skoðun Meira er ekki alltaf betra í skólastarfi Hólmfríður Jennýjar Árnadóttir Skoðun Veldur hver á heldur! Andrés Pétursson Skoðun Skoðun Skoðun Þöggun - Okkar Borg Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþóirsson skrifar Skoðun Meira er ekki alltaf betra í skólastarfi Hólmfríður Jennýjar Árnadóttir skrifar Skoðun Um Ketilsbraut 7-9 – Stjórnsýsluhús Norðurþings Rúnar Traustason skrifar Skoðun Frá hásæti orkudrottningar Kristín Linda Árnadóttir skrifar Skoðun Að hafna viðræðum er að hafna upplýsingum Magnús Árni Skjöld Magnússon skrifar Skoðun Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir skrifar Skoðun Þau sem töluðu um hvalrekaskatt og hin sem þora að leggja hann á Þórður Snær Júlíusson skrifar Skoðun Mikið vona ég að þetta sé ekki rétt Jón Pétur Zimsen skrifar Skoðun Veldur hver á heldur! Andrés Pétursson skrifar Skoðun Gott samfélag verður ekki til af sjálfu sér Marta Rut Ólafsdóttir skrifar Skoðun Gerðir samningar sviknir af ESB Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Við getum ekki byggt vernd barna á tilviljunum! Arnrún María Magnúsdóttir skrifar Skoðun Ekki minn kaffibolli Guðmunda G. Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Sniðgöngum ísraelska lyfjarisann Teva eins og Rapyd Björn B Björnsson skrifar Skoðun Tveggja ára reynsla af samkeppnisundanþágum á kjötmarkaði Breki Karlsson, Ólafur Stephense skrifar Skoðun Erindislaus meirihluti leggur á flótta Árni Rúnar Þorvaldsson skrifar Skoðun Bókasafnið mitt - Heimili að heiman Lísa Z. Valdimarsdóttir skrifar Skoðun Útvistun, Minna gott, meira vont Halldór Ólafsson skrifar Skoðun Afhverju skiptir tilfinningin um að tilheyra meira máli en Instagram? Sigrún Þóra Sveinsdóttir skrifar Skoðun Suðurnesin bíða ekki, við verðum að fylgja eftir Fida Abu Libdeh skrifar Skoðun Ég var rekinn Daði Már Kristófersson skrifar Skoðun Svona stöðvum við hallarekstur ríkisins, loksins Jóhann Páll Jóhannsson skrifar Skoðun Auðveldum kynslóðaskipti bænda Lilja Rafney Magnúsdóttir skrifar Skoðun Aumingja tryggingafélögin Agnar Þór Guðmundsson,Haukur Freyr Axelsson skrifar Skoðun Þarf að kæra íslenska ríkið? Eyþór Eðvarðsson skrifar Skoðun Ímynd er drifkraftur útflutnings Pétur Þ. Óskarsson skrifar Skoðun Íslenskir sálfræðingar í aldarfjórðung Pétur Maack Þorsteinsson skrifar Skoðun Það sem þingmaður vill segja Sigmar Guðmundsson skrifar Skoðun Tollabandalag ESB og mörk „sérlausna“ Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Nokkur orð í viskubrunninn Einar Helgason skrifar Sjá meira
Álframleiðsla í iðnaði Í yfir 130 ár hefur ál (Al) verið framleitt í álverum með „Hall-Hérault“-aðferðinni þar sem súrál (Al2O3) er rafgreint í ál með kolefnisforskautum (C). Koldíoxíð (CO2) og ál (Al) myndast þá samkvæmt efnajöfnunni 2Al2O3 + 3C -> 2Al + 3CO2. Orkan sem þarf í þessa aðferð kemur bæði frá raforku og efnaorku sem losnar við bruna kolefnis. Vegna hnattrænnar hlýnunar eru sífellt gerðar meiri kröfur um að iðnaðarferlar losi minni eða jafnvel engar gróðurhúsalofttegundir. Umhverfisvæn álframleiðsla með óvirkum forskautum Á undanförnum árum hefur íslenska fyrirtækið Arctus Metals ehf. ásamt Nýsköpunarmiðstöð Íslands unnið að þróun álframleiðsluferils þar sem notuð eru rafskaut úr málmblöndu í stað kolefnisforskauta. Efnahvarfi álframleiðsluferilsins er hægt að lýsa með efnajöfnunni Al2O3 -> 2Al + 3O2, en þar sem forskautin taka ekki þátt í efnahvarfinu eru þau sögð vera óvirk. Augljós kostur við þessa nýju framleiðsluaðferð er sá að ekkert koldíoxíð myndast í framleiðsluferlinu, eingöngu ál og súrefni (O2). Það gerir þessa nýju framleiðsluaðferð afar umhverfisvæna. Annar kostur er sá að orkunotkun umhverfisvænnar álframleiðslu er um 20% minni en við hefðbundnar aðferðir vegna þess að orkan sem þarf til að framleiða forskautin er mun minni. Raforkunotkunin í umhverfisvænum álframleiðsluferli gæti verið um 13-14 kWh/kg, sem er svipað og í hefðbundnu „Hall-Héroult“-framleiðsluferli en hefðbundin álframleiðsluferli þurfa auk þess 4 kWh/kg áls aukaorku fyrir framleiðslu á kolaskautum. Ferli nýrrar álvinnsluNýsköpunarmiðstöð Íslands Orkan í álinu Mikil orka fer í framleiðslu áls en hvað skyldi vera hægt að fá mikla orku úr áli með því að brenna það? Miðað við 100% orkunýtni brunans fást um 8,6 kWh úr kg áls en ef miðað er við rúmmál áls er brennsluvarminn 23 kWh/l. Samsvarandi tölur fyrir dísilolíu eru 12 kWh/kg og 9,9 kWh/l. Miðað við rúmmálseiningu er því orkuinnihald áls tvöfalt á við orkuinnihald dísilolíu. Því er ekki furða að margir hafi skoðað kosti þess að nota ál til geymslu á orku sem hægt væri að grípa til þegar þörf er á. Þessi kostur væri enn vænlegri ef hægt væri að framleiða ál án þess að losa gróðurhúsaloftegundir líkt og mögulegt er með óvirkum forskautum. Guðmundur Gunnarsson og Jón Hjaltalín Magnússon við uppsetningu á tilraunadeiglu.Nýsköpunarmiðstöð Íslands Álrafhlöður Orkuna í áli má nýta í svokölluðum álsúrefnis-rafhlöðum þar sem raforka verður til þegar ál hvarfast við súrefni í andrúmsloftinu. Nokkur fyrirtæki eru að þróa þessa tækni, þar á meðal rússneska fyrirtækið AL Technologies sem framleiðir álrafhlöður sem gefa 4 kWh raforku og 4 kWh varma á hvert kg áls sem hvarfast. Á næstu misserum fyrirhugar Nýsköpunarmiðstöð Íslands að hefja samstarf við Al Technologies þar sem skoðaðar verða aðferðir til að endurnýta álhýdroxíðið og framleiða hreint ál að nýju með umhverfisvænum álframleiðsluferli Arctus Metals ehf. Græn hringrás álsins Með því að framleiða ál með óvirkum forskautum og nýta álið í hráefni fyrir orkuframleiðslu og baka loks aukaafurðina álhýdroxíð væri hægt að gera álframleiðslu og orkunýtingarferil með áli algjörlega umhverfisvænan. Höfundur er verkefnastjóri hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is.
Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is.
Skoðun Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir skrifar
Skoðun Þau sem töluðu um hvalrekaskatt og hin sem þora að leggja hann á Þórður Snær Júlíusson skrifar
Skoðun Tveggja ára reynsla af samkeppnisundanþágum á kjötmarkaði Breki Karlsson, Ólafur Stephense skrifar
Skoðun Afhverju skiptir tilfinningin um að tilheyra meira máli en Instagram? Sigrún Þóra Sveinsdóttir skrifar