Fjerner miljøfaren for aminer i CO2-fangst

project-news Hugo Ryvik
04. juni 2013

Usikkerhet om negative miljø og helseeffekter kunne satt en stopper for CO2-fangst med aminteknologi. Nå er det meste av tvilen ryddet av veien.
 
SOLVit.jpgMålet i det store forskningsprosjektet SOLVit er å utvikle bedre kjemikalier og prosesser for CO2-fangst i etterbrenningsanlegg. Fase to av prosjektets tre faser er nå ferdig, og de fleste målene er nådd.

Et av de viktigste resultatene er at forskerne i dag forstår hvilke degraderingsprodukter som kan oppstå når aminer blir brukt i CO2-fangst, og har fått kontroll på utslippene til luft.

Mindre energi og lavere utslipp

Utgangspunktet for det åtte år lange SOLVit-prosjektet er at CO2-fangst med aminteknologi er energikrevende. Hovedmålet er å oppnå en 50 prosent reduksjon av energiforbruket.

Etter at miljø- og helseproblematikken ble kjent, ble imidlertid målet for fase to justert.

– Vi har jobbet mer med å redusere usikkerhetene om miljø og helseeffektene enn det opprinnelig var tenkt. Resultatet er at vi nå kan oppnå veldig lave utslipp til luft, sier Jacob Knudsen, prosjektansvarlig for SOLVit ved Aker Clean Carbon.

Mange testsekvenser er kjørt på testanlegget som er bygd opp på Tiller ved Trondheim. Foto: SINTEF

Miljøvennlige solventer

Forskerne har funnet fram til to nye aminløsinger som er miljøvennlige, og samtidig kan gi en betydelig reduksjon av energiforbruket.

I tillegg har de kommet fram til ny teknologi som gjør at prosessanlegget kan bli designet for minst mulig utslipp til luft.

Miljøvennligheten har imidlertid gått litt på bekostning av energibehovet. Dette er det eneste målet i fase to som ikke er helt eller delvis nådd.

Med de nye aminsolventene er reduksjonen i energiforbruket 25-30 prosent i forhold til en referanse på 4.2 GJ/tonn CO2. Målet var 35 prosent, hvilket var innen rekkevidde med aminløsninger som ble utviklet i fase 1. De nye aminløsningene som er utviklet i fase 2 har imidlertid forbedret miljøeffekt i forhold til de som ble utviklet i fase 1.

Dokumentert i testanlegg

http://www.gassnova.no/frontend/files/CONTENT/Jacob%20Knudsen%20225x300-v01.jpg

De miljømessige forbedringene med de nye aminløsningene er dokumentert gjennom tester i Aker Clean Carbons mobile CO2-fangst-anlegg ACC Mobile Test Unit (MTU).

Jacob Knudsen.jpg– SOLVit-resultatene er basert på forsøk på mange forskjellige røykgasser fra kull- og gasskraftverk, og i flere forsøksanlegg. Det øker troverdigheten for teknologien og resultatene, sier Jacob Knudsen.

I fase 2 er det kjørt 3 500 testtimer med MTU. I fase en ble det kjørt 10 500 testtimer.

Den mobile testenheten har blitt flyttet rundt på anlegg i Europa og USA. Sist sto den i ett år på et kullkraftverk ved National Carbon Capture Center (NCCC) i Alabama, USA.

Fra høsten 2012 har MTU vært i drift på testsenteret på Mongstad (TCM), hvor det henter inn røykgass fra gasskraftverket.

Jacob Knudsen leder prosjektet for Aker Clean Carbon. Foto: Aker Clean Carbon

Testerfaringer fra flere anlegghttp://www.gassnova.no/frontend/files/CONTENT/Torbjorn%20Pettersen%20225x300.jpg

Torbjørn Pettersen.jpgTil sammen er det kjørt tester i cirka 20 000 timer. I tillegg til MTU har et testanlegg på Tiller med fangstkolonne i full høyde, men mindre diameter, blitt kjørt i cirka 8000 timer. Der kommer røykgassen fra en gassbrenner, og det kan simuleres røykgass fra kullkraft.​

Dessuten er det kjørt 2 000 timer i et pilotanlegg for CO2-fangst som EnBW AG har ved kullkraftverket Heizkraftwerk Heilbronn i Tyskland.

– Vi får ny erfaring fra hvert sted vi tester. Det har stor verdi å teste på ulike røykgasser, sier Torbjørn Pettersen fra SINTEF Materialer og Kjemi, som er prosjektleder for SOLVit.


 

Torbjørn Pettersen er prosjektleder for SINTEF i SOLVit. Foto: SINTEF

Fire delprosjekt

SOLVit-prosjektet er delt i fire grener:

1. Utvikling av kjemikalier for CO2-fangst. I dette delprosjekt utvikles nye, mer miljøvennlige aminløsinger og tredje generasjons kjemikalier. I tillegg er der jobbet med identifisering av degraderingsprodukter.

2. Matematisk modellering av kjemikalier og fangstanlegg. Her var målet å videreutvikle dataverktøyet CO2SIM slik at det kan simulere og predikere prosessen nøyaktig nok, og bli brukt til designstudier og konsekvensanalyser. Det er oppnådd god nøyaktighet, og delprosjektet er i mål på de fleste punktene.

3. Tester i pilot- og demonstrasjonsanlegg. Se oppsummering over.

4. Kompetanseoppbygging ved NTNU, med blant annet fem doktorgradstillinger. Denne delen får støtte fra Norges Forskningsråd, og resultatene blir brukt i de CLIMIT-støttede delene av prosjektet.

Siste fase starter nåhttp://www.gassnova.no/frontend/files/CONTENT/MTU%20at%20NCCC%20Alabama%20300-v01.jpgkonstruksjon.jpg

I juni starter fase tre i prosjektet, den avsluttende fasen som varer ut 2016.

Da skal konseptene bli validert og demonstrert i testsenteret på Mongstad, hvor et større aminfangstanlegg fra Aker Clean Carbon er installert. Forskerne skal også forsøke å trimme solventene og prosessen for de miljøvennlige aminene for å få ned energiforbruket ytterligere.

Samtidig skal de prøve å finne måter å gjøre de aminløsningene som gir størst energireduksjon mer miljøvennlige ved å kontrollere de skadelige komponentene i prosessanlegget.

Prosjektet legger også mer vekt på utvikling av tredje generasjons kjemikalier og tredje generasjons fangstanlegg.

– Det er ikke urealistisk å oppnå en reduksjon i energiforbruket på 50 prosent, men vi kan ikke garantere det. Jeg har likevel god tro på at vi når målene i prosjektet, sier Jacob Knudsen.

Det mobile pilotanlegget til Aker Clean Carbon under testing på et kullkraftverk ved NCCC i Alabama, USA. I dag står det på Mongstad. Foto: Aker Clean Carbon

Årevis foran

Knudsen og Pettersen tror aminteknologi vil være levedyktig i mange år, selv om det blir rapportert om lovende resultater fra andre teknologier for CO2-fangst som det blir forsket på.

– Vi ser ikke i dag noen teknologi som kan fortrenge aminer. Modningsprosessen har kommet langt, og har flere års forsprang, påpeker Knudsen.

Han viser til at firma som investerer i CO2-fangst må ha stor visshet om at det vil fungere og er pålitelig, og dette taler til aminteknologiens fordel.

Fakta om prosjektet
Navn: SOLVit

Prosjektleder SINTEF: Torbjørn Pettersen, SINTEF Materialer og Kjemi

Prosjektansvarlig Aker Clean Carbon: Jacob Knudsen

Partnere fase 2: Aker Clean Carbon, SINTEF, NTNU, E.ON, EnBW

Budsjett totalt: 317 millioner kroner

Budsjett fase 2: 84 millioner kroner

Støtte fra CLIMIT demo til fase 2: 37 prosent​

Faktaark SOLVit fase ​2

​​​

project-news


CLIMIT © 2017