Her lages fremtidens gjødsel

I denne minifabrikken på Herøya utvikler Yara framtidens mineralgjødsel.

Her utprøver Kari-Anne Leth-Olsen og hennes forskerteam råvarer og prosesser før de tas i bruk i Yaras gjødselfabrikker. Verdens største NPK-fabrikk ligger vegg i vegg med forskningssenteret. Akkurat nå arbeider de med bedre utnyttelse av fosfatråstoffer og utvikling av mer vannløselig NPK.

Yara satser nå kraftig på forskning og utvikling (FoU). De fire siste årene er FoU-budsjettet tredoblet til rundt 300 millioner kroner i året. På Herøya, som er et av Yaras fire internasjonale forskningssentre, er staben nær doblet til godt over 70 personer. Her er det også bygget en helt ny minifabrikk, der det kan kjøres forsøk med råvarer og prosesser i industriell skala. Anlegget kostet 34 millioner kroner og ble åpnet i mars 2014.

– Minifabrikken betyr veldig mye for Yaras muligheter til å utvikle enda mer effektive gjødselprodukter og nye miljøvennlige produksjonsprosesser. Anlegget setter oss også i bedre stand til å møte framtidige utfordringer når det gjelder råvarer, særlig tilgangen på fosfat. Kanskje kommer vi til å utvikle en helt ny teknologi for produksjon av NPK-gjødsel, sier Kari-Anne Leth-Olsen entusiastisk. Hun leder forskningsavdelingen for NPK-teknologi på Herøya.

Fosfat-utfordringen

En av hovedutfordringene er tilgang på og utnyttelse av fosfor (P). Landbruk står for 82 prosent av verdens forbruk av fosfor, men i naturen er alt fosfor «bundet» i flere hundre ulike fosfatmineraler. I framstillingen av NPKgjødsel må fosfor derfor «frigjøres» fra fosfatstein, slik at det kan inngå i gjødsla som et næringsstoff plantene klarer å utnytte. Det er to hovedgrupper av fosfatråstoff – eruptive og sedimentære. De eruptive (vulkanske) bergartene har vært utsatt for kraftig trykk og varme og skapt en relativt «ren» fosfatstein – apatitt. De sedimentære (gammel havbunn) inneholder fosfatmineraler som kalles francolitter, som er mer «forurenset» av andre stoffer. Apatitt har et høyt fosforinnhold på 16-17 prosent, mens francolitter inneholder 2-14 prosent.

– De norske gjødselfabrikkene ble opprinnelig bygd for å benytte apatitt, som vi i dag hovedsakelig henter fra vår gruve i Siilinjärvi i Finland og eksterne leverandører, forteller Leth- Olsen.

Gruve-utvinning av apatitt er mer krevende enn å hente fosfatråstoff fra sedimentære bergarter, som man tar ut fra overflaten og bare vasker før bruk. Dessuten utgjør apatitt bare fem prosent av verdens tilgjengelige fosfor-ressurser. Resten finnes som francolitter i sedimentær fosfatstein.

– Yaras fabrikker er i dag i stand til å benytte både apatitt og en vesentlig andel av francolitter i sin Fullgjødsel-produksjon, men ønsker enda større fleksibilitet. Vi jobber for å bli fullstendig uavhengige i forhold til fosfatsituasjonen i løpet av en 4-årsperiode. Det vil være viktig for Yara å kunne benytte mer av de 95 prosent av fosforressursene som finnes i de sedimentære bergartene. Vi kjører med både apatitt og francolitter i minifabrikken på Herøya og gjør alt vi kan for å finne på lure ting for å kunne utnytte mer sedimentære fosfater. Det handler om å rense ut uønskede stoffer slik at produktene er rene og trygge å bruke, samtidig som vi må opprettholde produksjonskapasiteten vår, sier Leth-Olsen.

Yaras fire sentre for forskning og innovasjon ligger alle i Europa og har ansvar for ulike produktsegmenter. FoU- og innovasjonsvirksomheten ledes fra Yaras kontor i Belgia.

Herøya/Porsgrunn, Norge Teknologi- og prosessutvikling for alle Yaras produksjonsprosesser. Ansvarlig for katalysatorteknologi- og utvikling. I tillegg til den nye minifabrikken for Fullgjødselproduksjon, ble det i 2014 også bygget en minifabrikk for å utvikle katalysator for fjerning av nitrogenoksider.

Sluiskil, Nederland Teknologi- og prosessutvikling for N-produkter som urea og ammoniumnitrat.

Pocklington, Storbritannia Ansvarlig for bladanalyser, mikronæringsstoffer og utvikling av YaraVita-produkter.

Hanninghof, Tyskland Yara N-sensor, samt ansvar for utvikling av nye produkter og agronomiske forsøk.

Mer vannløselig NPK-gjødsel

Mens vi ofte sliter med for mye nedbør i Norge, er mangel på vann den kanskje aller største begrensningen i verdens matproduksjon. 70 prosent av ferskvannsforbruket i verden går til jordbruk, og god vannhusholdning vil bare bli viktigere når produksjonen skal økes samtidig som klimaet blir varmere og tørrere i viktige jordbruksområder.

– Vi arbeider derfor med gjødsel som trenger lite vann i anvendelsen hos bonden, forklarer overingeniør Amund Myrstad ved Yaras forskningssenter.

Dagens NPK-gjødsel løses opp av syrer i jorda. Dette innebærer at plantene får tilgang til næringsstoffene over tid, og ikke direkte ved spredning.

– Vi er kommet så langt at vi er i en utprøvingsfase for NPK-gjødsel med økt vannløselighet. Produktet er lansert som YaraRega®. Vi arbeider nå med en forbedret versjon av YaraRega med mål om å produsere den i full skala om 2-3 år, sier Myrstad.

Kombinerer vann og næring

NPK-gjødsel som løses opp ved hjelp av bare vann er blitt svært aktuelt etter at Yara i 2014 kjøpte et tysk selskap som har utviklet en avansert sensor for måling av vannbehovet i planter. Kombinert med Yaras kompetanse og ulike verktøy for å analysere plantenes næringsbehov, som for eksempel Yara N-Sensor® og Megalab® bladanalyser, åpner dette for presis tildeling av både vann og næringsstoffer. Teknologien kalles «fertigation», med referanse til fertilizer (gjødsel) og irrigation (vanning).

– Veien framover er mer effektive vanningsmetoder. I tradisjonelle vanningssystemer tas bare 30 prosent av vannet opp av plantene. Med sprinkler, dryppvanning og nå også nye systemer for underjordisk vanning direkte til røttene, kan 90 prosent tas opp. Her ligger det store muligheter i kombinasjon med riktig tildeling av næringsstoffer, mener Myrstad.

De store løsningene

– Dette viser hvordan Yara anvender sin kompetanse helt fram til bonden og utvikler konsepter for å oppnå optimale avlinger. Det sikrer at maten produseres så effektivt og på så lite landareal som mulig. I tillegg bidrar vi – ikke minst gjennom forskningen her på Herøya – til å løse verdens utfordringer i forhold til knapphet på råvarer, vannmangel og utslipp av klimagasser. Det er fantastisk å få lov til å jobbe med disse store globale spørsmålene, sier Leth-Olsen entusiastisk.