Livsviktig fornyelse
Tekst: Trond Aasland / NIA
Omleggingen fra Birkeland-Eyde- til ammoniakk-prosessen i fremstillingen av kalksalpeter kom mot slutten av 1920-tallet. Notodden førte an og ga mulighet til å teste teknologi som skulle tas i bruk på Rjukan og Herøya. Skiftet av teknologi kom da det var helt nødvendig.
Siden Hydro hadde utviklet sin egen prosess for fremstilling av kalksalpeter, var det en vanlig oppfatning at selskapet også forvaltet kompetanse som ga et fortrinn. Og erfaring og kunnskap skulle brukes til å forbedre teknologien og beholde forspranget. Slik var parolen – i ledelsen, blant ingeniørene og i styret – ganske lenge…
Allerede i 1916 bygde Hydro sin første trykkovn på Notodden. Fra inngangen til 1920-tallet økte troen på at en trykkovn kunne komme langt nærmere det teoretisk mulige nitrogenutbytte, uten å øke forbruket av energi. Det ble også arbeidet med et system for absorpsjon av de nitrøse gassene under trykk.
Gjennom flere år arbeidet selskapet parallelt med to ulike nitrogenprosesser. Ved sentrallaboratoriet på Skøyen arbeidet 8-10 forskere med en norsk høytrykksprosess for fremstilling av ammoniakk. Ved forsøksavdelingen på Notodden arbeidet en gruppe med å forbedre lysbueteknologien. Gruppene arbeidet langs ulike baner for å fremstille ammoniakk og salpetersyre.
Verdensarvsenterets oppdrag er å spre kunnskap og skape oppmerksomhet om de fremstående universelle verdiene til norske verdensarvområder, gi forståelse for hvordan disse skal tas vare på og sette den norske verdensarven inn i et
internasjonalt perspektiv. Verdensarvsenteret er organisert med besøkssteder på Vemork på Rjukan og Telemarksgalleriet på Notodden. I tillegg formidler senteret vår lokale verdensarv på Rjukanbanen. Senteret jobber med etablering av en generell verdensarvutstilling som utvikles av
Riksantikvar og interesseorganisasjonen Norges Verdensarv i tillegg til et omfattende arbeid med etablering av utstillinger for vår lokale verdensarv på Rjukan og Notodden. Verdensarvsenter Rjukan-Notodden industriarv forvalter og formidler de fire pilarene i vår verdensarv:
- Kraftproduksjon med dammer, tunneler og kraftstasjoner
- Fabrikkene med fremstillingsmetoder for mineralgjødsel
- Bysamfunnene Rjukan og Notodden
- Transportåren Rjukanbanen -Tinnosbanen – navlestrenger til verdensmarkedet
5. juli 2015 ble Rjukan-Notodden industriarv skrevet inn på UNESCOs verdensarvliste. Innskrivingen bygger på en epokegjørende oppfinnelse; industriell fremstilling av gjødsel til landbruket vedhjelp av vannkraft.
Professor Kristian Birkeland og ingeniør Sam Eyde ledet an i tviklingen av den elektriske lysbueovnen som gjorde det mulig å binde luftens nitrogen og lage gjødsel til bonden. Ved å temme fossen og føre vannet gjennom tunneller og rør ble det mulig å lage store kraftverk og store mengder elektrisk kraft. Det er tidenes viktigste oppfinnelse i Norge.
Verdensarvstatus er det høyeste internasjonale kvalitetsstempel et område kan få og medfører ansvar for å sikre verdensarvstedene for ettertiden.
Rjukan-Notodden industriarv strekker seg 92 km fra Møsvatn i Vinje til Heddalsvannet på Notdden, med til sammen 97 signifikante objekter i tre kommuner. Rjukan-Notodden Industriarv er et av åtte verdensarvsteder i Norge og per januar 2019 blant 1092 verdensarvsteder i Verden.
Hydros andre generaldirektør, Harald Bjerke, lente seg mot forskningsdirektør Birger Fjeld Halvorsen. Antakelig var de begge for lite opptatt av hvilket utviklingsarbeid som pågikk hos konkurrentene. Selskapets første generaldirektør, Sam Eyde, som fortsatte i Hydros styre fram til 1927, tenkte annerledes. Han hevdet gjentatte ganger at selskapet kunne bli utkonkurrert.
I særdeleshet var han bekymret for konkurransen fra BASFs Haber-Bosch-prosess, som brukte langt mindre energi til å fremstille ammoniakk (NH3). I tillegg var det en mulighet for at de ville lansere et kalksalpeter-produkt, som ville være på høyde med Hydros Norgesalpeter og kunne produseres med en lavere kostnad. Eyde nektet seg ikke friheten til å gjøre selvstendige undersøkelser. I 1924 skrev han et brev til styreleder Marcus Wallenberg og bad om å få vite hvordan ledelsen vurderte faren for at andre produsenter kunne fremstille kalksalpeter.
På et styremøte i Paris andre uken i juli -24 ble det klart at flertallet i styret ikke var beredt til å stille seg bak at Birkeland-Eyde-prosessen var den rette å satse videre på. Generaldirektør Bjerke erkjente nederlaget og bestilte en ny utredning om saken. Gruppen som ble nedsatt kom snart til at hvis Hydro skulle produsere ammoniakk, så måtte det baseres på elektrolytisk hydrogen.
I februar 1925 kom utredningen. Den var tindrende klar: Verken lysbuemetoden eller trykkovnen, som Hydro arbeidet med på Notodden, ville kunne konkurrere med ammoniakkmetoden. Nå innså Bjerke at det var nødvendig å handle, men var lite stemt for et tett samarbeid med den tyske kjemiindustrien. Han ville heller å skape en motvekt gjennom samarbeid med andre aktører. Valget falt The Nitrogen Engineering Company (NEC) i New York, USA, og en intensjonsavtale ble nokså raskt inngått.
Så fulgte et nytt dramatisk styremøte i Paris. 24.9. 1925 ga Bjerke uttrykk for at fremtiden tilhørte ammoniakkmetoden. Han erkjente at Hydros egen forsøksvirksomhet ikke hadde gitt de resultater som var blitt forespeilet. Bjerke ville avslutte arbeidet med trykkovnen. Styremøtet toppet seg med at Bjerke annonserte sin avgang. Han ble sittende på sin post fram til årsskiftet.
På det meste utgjorde Hydros tekniske personale om lag 50 personer. Innenfor forskning disponerte de fire tyske kjemiselskapene Agfa, Badische, Bayer og Hoechst 3700 medarbeidere. Høsten 1925 gikk de sammen i Interessen Gemeinschaft Farben Industrie.
Fra januar 1926 var Axel Aubert den nye generaldirektøren i Hydro. Han var kjemiingeniør, med doktorgrad fra Tyskland. Aubert hadde fanget opp signaler fra sin forgjenger, og tenkte den første tiden i de samme baner som Bjerke, det vil si at skiftet av teknologi burde skje stegvis. Hans første initiativ underbygde dette, men snart innså Aubert at langt sterkere lut var påkrevet. Han ville legge ned forskningssenteret på Skøyen og flytte forskningen til Notodden – det vil si nærmere den daglige drift.
Bjerkes plan hadde vært å skaffe en moderne ammoniakkprosess gjennom samarbeid med NEC. Våren 1926 ble ingeniører sendt til USA for å studere NECs prosess. Aubert så flere muligheter. Han ville ikke utelukke et samarbeid også med den tyske kjemiindustrien. Likevel; på ettersommeren -26 bevilget Hydros styre 7,6 millioner kroner til bygging av en «mellomstor» ammoniakkfabrikk på Notodden – med en baktanke om å vinne erfaring for seinere ombygginger og nye fabrikker. I det siste lå tanken om nyanlegg på Rjukan og å bygge fabrikker ute ved kysten (Herøya ved Porsgrunn).
Avtalen med NEC ga Hydros teknologer kontakt med et kompetent fagmiljø i USA. De fikk blant annet studere oppstarten av et NEC-anlegg ved Niagara-fallene. Avtalen innebar også at det var Hydros oppgave å få på plass et velfungerende elektrolysesystem.
Det ble arbeidet intenst i de påfølgende uker og måneder, for knapt halvannet år etter at avtalen var inngått, var den nye fabrikken på Notodden satt i drift. Fire byggprosjekter ble gjennomført!
Ingeniør Mikal Fjellanger arbeidet med å utvikle en ammoniakk-katalysator, basert på kunnskap om amerikanske katalysatorer. Katalysatoren som ble utviklet, viste seg også å være godt egnet til oksygenrensing av syntesegass.
Flere ulike typer elektrolysør-teknologi ble vurdert. Hydro valgte å inngå avtale med DENOFA om bruk av Holmboe-elektrolysører, selv om DENOFA ikke kunne levere et «nøkkelferdig» anlegg. Deloppdrag gikk i mange retninger, både innenfor og utenfor Norge. Reaktorinnsatsen kom fra USA og stålmantelen som beskytter reaktoren, kom fra Krupp i Tyskland. Hydro påtok seg å levere utstyr til oksidasjon av ammoniakk til salpetersyre.
«Det internasjonale nitrogenkappløpet» ble 1927 kalt. Da kom en kraftig økning i kapasiteten for ammoniakk. Land etter land kom til å se dette som et strategisk viktig produkt. Dermed oppsto også fare for overetablering.
Axel Aubert må i økende grad ha følt at Hydro sto overfor et eksistensielt spørsmål; vinn eller forsvinn – enten våge å satse eller bli redusert til en ubetydelig nasjonal produsent av et stadig mer marginalt gjødselprodukt. For Aubert må det ha vært viktig at Hydro kunne beholde posisjonen som en stor internasjonal aktør. Faren for å være aktør i en bransje med overkapasitet talte i favør av å finne en sterk alliansepartner.
I mars 1927 satte Aubert kursen mot IG Farben i Ludwigshafen. Han anså ikke lenger avtalen med NEC som tilstrekkelig for Hydro. Forhandlinger ble ført direkte med Carl Bosch, toppsjefen for IG Farben. I oktober -27 kunne Hydros styre godkjenne en avtale. Den innebar at Hydros produksjon av ammoniakk kunne økes til 80.000 tonn per år. Men salg og markedsføring av ferdige produkter skulle i all hovedsak skje gjennom IG Farben. Avtalen ga Hydro tilgang til know-how, dvs støtte til store utbygginger på Rjukan og Herøya. Dessuten ga det mulighet til å bytte ut Norgesalpeteren med et hvitere og tørrere produkt, som man forventet at ville slå enda bedre an hos kundene.
Teknologiskiftet og utviklingsplanene som nå tok form, samsvarte i store trekk med de anbefalinger Sam Eyde hadde gitt. Eydes rolle var likevel omstridt. Bjerke og enda mer Aubert mente at Eyde mottok ytelser fra den tyske kjemiindustrien. Aubert anså Eyde for å være inhabil da Hydros styre skulle ta sine endelige beslutninger i saken. Eyde deltok ikke i det viktige styremøtet i oktober. Han trådte så ut av styret og ble etterfulgt av et tysk styremedlem. Innholdet i avtalene med IG Farben ble endelig vedtatt på Hydros generalforsamling 3. november 1927.
1927 blir stående som året for de viktige veivalgene. Selv om Birkeland-Eyde-ovner fortsatt skulle brenne en del år både på Notodden og Rjukan, er 1927 året da Hydro satser sin framtid på ammoniakkmetoden og går helt og fullt for å hente ut hydrogen ved elektrolyse av vann. Når beslutningene var tatt, var tiden inne for å brette opp ermene og innlede en ny, stor og hektisk byggeperiode.
Utbyggingen på Herøya var det største løftet, fulgt av nyanleggene på Rjukan og hydrogenfabrikken på Vemork, men utbyggingene på Notodden lå lengst framme i løypa. Notodden fikk dermed også en tilleggsfunksjon, hvor stikkordene er opparbeiding av kompetanse og overføring av kunnskap og erfaring.
Bygg 55 på Notodden ga mulighet til både å teste såkalte Holmboe-celler og Pechkrantz-celler. Hydros teknologer kom etter hvert til at det lå best lønnsomhet i de sveitsiske Pechkrantz-cellene. I løpet av et drøyt år ble ikke mindre enn fire nye industribygg reist på Notodden; bygg 55 «Vannstoffen», bygg 135 «Minareten», bygg 135 «Kvelstoffen» og bygg 130 «Syntesen».
At byggingen foregikk på så kort tid, fremstår som nesten uforståelig i dag. I byggeperioden ble Telemark rammet av en 200-årsflom som blant annet førte til at vannstanden i Heddalsvannet steg fem meter i slutten av juni 1927. Hele Hydros industriområde lå under vann i flere uker. Det 63 meter høye luftinntaket, kalt «Minareten», ble støpt i den uvanlig kalde vinteren 1926/27. Det ble med stort hell benyttet såkalt glidende forskaling.
Den 9. februar 1928 kunne synteseanlegget på Notodden settes i drift. Det var samme uke som første spadetak ble tatt på Herøya. Eller mer presis; samme uke som de gikk i gang med å rydde én meter tung snø og felle skogen på Herøya. Når dét var gjort, kom spadene i jorda.
For byggingen av hydrogenfabrikkene på Vemork og Såheim ble det bestemt å velge Pechkrantz-teknologi, et heldig valg. Mye av materiellet til hydrogenfabrikkene på Vemork og Rjukan måtte lages ved norske verksteder. Den største utfordringen var å produsere det man kalte nikkeldiafragma, som deler cellen i et hydrogen- og et oksygenrom. Hydro måtte selv bygge forniklingsanlegg for å løse størstedelen av denne oppgaven. Avtalen med IG Farben tilsa at Hydro skulle utvikle diafragmaet i elektrolysøren.
Ett anlegg ble installert på Skøyen og ett på Notodden. Oppgaven ble løst innenfor de knappe tidsrammer som var til rådighet. Samlet ble det forniklet overflater som svarte til 150.000 m2. På Notodden var en arbeidsstyrke på rundt 400 mann i sving, og rundt 300 på Skøyen, hvorav 50 var kvinner. Den sterke satsingen på utviklingsarbeid innebar at Hydro bygde opp et fagmiljø som plasserte seg i tet-sjiktet for utvikling av elektrolyseteknologi. Og en erfarte snart at selv etter at en del krevende barnesykdommer var håndtert, var det fortsatt stort rom for å forbedre teknologien.
Elektrolysør-teknologien var fortsatt i en tidlig fase. Elektrolysører for bruk av store mengder energi var ennå ikke utviklet. En av Hydros ingeniører kom til at Pechkrantz-cellen kunne forbedres så mye at gassproduksjonen økte 40 prosent uten å øke strømforbruket. Teknologiutviklingen innebar at produksjonen av ammoniakk på Notodden kunne øke fra de planlagte 9 tonn per døgn til hele 25 tonn. Den siste Birkeland-Eyde-ovnen på Notodden ble slukket i 1934, og sluttstrek for den kjemiske produksjonen samme sted ble satt 34 år seinere; i 1968.
