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 Ástæðan fyrir ástandinu hjá SÁÁ Theódór S. Halldórsson Skoðun Halldór 19.09.2026 Halldór Raunveruleiki Wolt-sendla og gigg-hagkerfisins Katrin Þóra Jonsson,Joonas Tuompo Skoðun Hvers vegna er ég ekki kominn lengra? Sigurður Árni Reynisson Skoðun Ég er kominn heim - eða hvað? María Pétursdóttir,Ingólfur Már Magnússon Skoðun Sagan frá hinni hliðinni Sólveig Jancauskiene Skoðun Ég ætla ekki að verða sérfræðingur í salernispappír Haukur Logi Jóhannsson Skoðun Allt landið eitt kjördæmi Gunnar Salvarsson Skoðun Ferðastofur í gíslingu kjaradeilna: Hver á að borga brúsann? Ásdís Eir Guðmundsdóttir Skoðun Hvað ef internetið lokaði kl.18? Tinna Tómasdóttir Skoðun Skoðun Skoðun Þegar „fjölmiðlastyrkir“ eru ekki fyrir alla fjölmiðla Hólmgeir Baldursson skrifar Skoðun Litlar ákvarðanir geta leitt til fleiri heilbrigðra æviára Thor Aspelund skrifar Skoðun Ferðastofur í gíslingu kjaradeilna: Hver á að borga brúsann? Ásdís Eir Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Allt landið eitt kjördæmi Gunnar Salvarsson skrifar Skoðun Ég ætla ekki að verða sérfræðingur í salernispappír Haukur Logi Jóhannsson skrifar Skoðun Ástæðan fyrir ástandinu hjá SÁÁ Theódór S. Halldórsson skrifar Skoðun Hvers vegna er ég ekki kominn lengra? Sigurður Árni Reynisson skrifar Skoðun Sagan frá hinni hliðinni Sólveig Jancauskiene skrifar Skoðun Ég er kominn heim - eða hvað? María Pétursdóttir,Ingólfur Már Magnússon skrifar Skoðun Raunveruleiki Wolt-sendla og gigg-hagkerfisins Katrin Þóra Jonsson,Joonas Tuompo skrifar Skoðun Hvað ef internetið lokaði kl.18? Tinna Tómasdóttir skrifar Skoðun Nemandinn fær tíu – en hvað hefur hann lært? Bogi Ragnarsson skrifar Skoðun Nóttin bjargar ekki deginum – hún afhjúpar hann Grétar Þór Guðjohnsen skrifar Skoðun Excel-væðing mannlífsins Sanna Magdalena Mörtudóttir skrifar Skoðun Af hverju dagaði lagareldisfrumvarpið uppi? Ráðherrann og staðreyndirnar eru ekki alveg sammála Jóhann Helgi Stefánsson skrifar Skoðun Kópavogur er klár – en þið? Ásdís Kristjánsdóttir skrifar Skoðun Þegar enginn veit Indriði Þröstur Gunnlaugsson skrifar Skoðun Hvers konar Ísland viljum við byggja? Albertína Friðbjörg Elíasdóttir skrifar Skoðun Fjölmiðlahelsi Sigurður Örn Hilmarsson skrifar Skoðun Að horfa heim Vera Wonder Sölvadóttir skrifar Skoðun Bættar styrkjareglur í menningarborginni Reykjavík Rúnar Freyr Gíslason skrifar Skoðun EES eftir 29. ágúst 2026 Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun D-vítamín og nýju fötin keisarans Elísabet Reynisdóttir skrifar Skoðun Eitruð jákvæðni í boði menntakerfisins Andri Þorvarðarson skrifar Skoðun Kröfur eru umhyggja Brynjar Karl Sigurðsson skrifar Skoðun Ákall til stjórnvalda Sigvaldi Einarsson skrifar Skoðun „Er mér óhætt hér?” sjúklingaöryggi fatlaðs fólks Jana Birta Björnsdóttir skrifar Skoðun Viðskiptaráð með rörsýn á leigumarkaðinn Yngvi Ómar Sigrúnarson skrifar Skoðun Sáttamiðlun í sakamálum á Íslandi? Helgi Gunnlaugsson skrifar Skoðun Á Reykjavík að hafa þingmenn á Alþingi? Jón Bjarnason 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 Ferðastofur í gíslingu kjaradeilna: Hver á að borga brúsann? Ásdís Eir Guðmundsdóttir skrifar
Skoðun Af hverju dagaði lagareldisfrumvarpið uppi? Ráðherrann og staðreyndirnar eru ekki alveg sammála Jóhann Helgi Stefánsson skrifar