Fant bedre oksygenbærere

project-news Atle Abelsen
29. februar 2012

SINTEF utvikler neste generasjon karbonfangst fra fossile brensler. Forskerne har funnet enda bedre oksygenbærere enn jern til den lovende CLC-prosessen. (Prosjekt 189984)
 

​Karbonfangst fra fossilfyrte kraftverk er energikrevende, kostbart, plasskrevende og har miljømessig uheldige sider. Derfor har forskere jobbet på spreng for å utvikle mer effektive metoder som griper inn tidlig i forbrenningsprosessen. En av disse er Chemical Looping Combustion (CLC), som utnytter et kjent kjemisk prinsipp: En del materialer, særlig metaller, oksiderer lett. Denne prosessen kan også reverseres, ved å tilføre energi og et materiale som kan transportere oksygen – i dette tilfellet brensel.

Oksygenbærer.jpg
 

Metallpulver med så fine korn at det nærmest blir «flytende», eller fluidisert, vil skille oksygenet fra lufta og avgi det til forbrenningsprosessen. Ill: Morten Gulden

I en CLC-prosess vil metallet skille oksygenet fra nitrogenet i lufta ett sted i prosessen, og avgi det til forbrenningsprosessen slik at det danner CO2 seinere i prosessen. På den måten splittes brenngassen (luft pluss brennstoff) i tre deler ved hjelp av den metalliske «oksygenbæreren»: Nitrogenet, som utgjør fire femdeler av lufta, skilles ut tidlig i forbrenningsprosessen, men CO2 og vanndamp skilles ut seinere. Vanndampen er enkel å kondensere og lede vekk, mens resten er så å si rein CO2.

Modig satsing

– Denne prosessen har et potensial for å bli mer energieffektiv enn dagens røykgassrensing, tror prosjektleder og seniorforsker Marie Bysveen hos SINTEF Energi AS. Hun har ledet fase 1 og 2 av CLC-prosjektet, som etter planen skal vare ut 2013.

– Jeg må berømme Forskningsrådet og CLIMIT, som har vist stort mot når de har støttet CLC-prosjektet. Dette var en relativt ukjent teknologi da vi startet opp i 2006. Gjennom denne tunge satsingen har vi fått bygd opp et av Europas ledende forskningsmiljøer på området. Vi har blitt invitert til å bidra i vitenskapelige komiteer i EU, som ser på CLC som et av satsingsområdene innen karbonfangst, sier hun.

Teoretisk mer effektivt

Seniorforsker Marie Bysveen er prosjektleder for CLC fase to, mens Øyvind Langørgen er en av de sentrale forskerne i prosjektet. Foto: Harald Danielsen/SINTEF Energi

Bysveen.jpgFase 1 gjennomgikk også grundig mulighetene for å bruke ilmenitt (jern) som oksygenbærer, og fant andre metaller og tilsatsmidler med enda mer lovende perspektiver.I fase 1 regnet SINTEF-forskerne ut at virkningsgraden for et kullfyrt kogenereringskraftverk med CLC, kan være 51 prosent Dette ligger flere prosentpoeng over virkningsgraden for et anlegg med konvensjonell CO2-rensing. I tillegg kan det tenkes at teknologien blir spesielt hensiktsmessig i tilknytning til industri som kan utnytte restvarmen fra prosessen, i form av damp.

– Den største fordelen med ilmenitt, er at det er billig. Norge har dessuten et av verdens rikeste forekomster, sier Bysveen. Derfor har blant andre gruveselskapene Titania og Hessjøgruva vært svært interesserte i dette.

Men også andre mineraler og metaller har vært under lupen.

– Vi har testet blandinger med mangan, og vurderer i tillegg kopper og nikkel, i tillegg til jern og titan. Manganblandinger med tilsetninger av for eksempel kalsium virker for øyeblikket svært lovende, sier Bysveen.

En framtidig anvendelse vil bruke ulike oksygenbærere, avhengig av om brennstoffet er basert på kull, olje eller naturgass.

Testrigg

I fase 2 skal prosjektet designe en testrigg i løpet av året. CLC er en del av BIGCCS, et av de 11 forskningssentrene for miljøvennlig energi (FME). Gjennom BIGCCS har prosjektet også mottatt ekstra infrastrukturmidler på sju millioner kroner for å bygge en annengenerasjon testrigg på 150 kW i Trondheim. SINTEF er partner i EU-prosjekter hvor man oppskalerer denne teknologien til en megawatt, som er bygd i tilknytning til universitetet TUD i tyske Darmstadt.

Når prosjektet avsluttes i 2013, vil det også ha produsert rundt 20 vitenskapelige artikler gjennom fase 1 og 2. To studenter vil ha tatt doktorgraden, og rundt ti forskere vil ha vært involvert i prosjektet

FAKTA OM PROSJEKTET

Navn: BIGCLC Phase I/BIGCLC Phase II
 

Tidsperiode: 2006-2009 / 2009 –2013
 

Budsjett: ca 60 millioner kroner, inkludert infrastrukturmidler
 

CLIMIT-støtte: Ca. 80 prosent
 

Partnere: BIGCO2/BIGCCS

Prosjektbeskrivels​e

​​​

project-news


CLIMIT © 2017