Stort potensial for CO2-fangst i industrien

Industri; CO2-fangst Sigurd Aarvig
Kunnskapsgrunnlaget for CO2-fangst fra kraftintensiv industri er betydelig styrket gjennom et CLIMIT-støttet prosjekt som nå avsluttes. Blant annet er ulike fangstmetoder og en ny metode for gjenbruk av aminavfall vurdert.
(Hydros aluminiumsfabrikk på Sunndalsøra)

​​​

 

​​​​​CO2 kan fanges fra kraftintensiv industri, viser studier som er gjennomført blant annet ved Hydros aluminiumsfabrikk på Sunndalsøra. Foto: Atle Johnsen/Hydro​

Både sementfabrikken Norcem Brevik og elektrolysehallen i Hydros aluminiumsfabrikk på Sunndalsøra har vært viktige og bidratt til forskningen i det kompetansebyggende prosjektet. To doktorgrader er utført i løpet av prosjektet.

– Vi har trengt dypere inn i det å fange CO2 fra punktutslipp i prosessindustri og fra kraftverk, sier Hans Aksel Haugen fra Tel-Tek, som har ledet det fireårige prosjektet «Industrial CCS». På et seminar i Porsgrunn 3. juni ble forskningsresultatene oppsummert av forskere og kommentert av representanter for industrien.

Hans_Aksel_Haugen1 405.jpg
 

– Når teknologien for CO2-fangst utvikles, vil kostnadene drives nedover, sier Hans Aksel Haugen, prosjektleder for Industrial CCS. Foto: Sigurd Aarvig

Utfordringer med aminer

Et hovedmål for prosjektet har vært å undersøke hvordan post combustion CO2-fangst kan integreres i kraftintensiv industri, som sement-, aluminiums- og petrokjemisk industri. Den mest vanlige metoden for CO2-fangst, MEA (monoetanolamin), er sammenlignet med bruk av avkjølt ammoniakk som alternativ absorbent. Begge prosessene skiller seg ut som fordelaktige avhengig av driftsbetingelser på industrianleggene.

Et annet hovedmål har vært å utvikle metoder for å håndtere farlig avfall som dannes når CO2 fanges ved MEA-metoden, og få avfallet kjemisk karakterisert. Slikt avfall, på fagspråket kalt ARW (amine reclaimer waste), dannes som biprodukt og er en utfordring som må løses når karbonfangst skal etableres i stor skala. Flere metoder for avfallshåndtering er utprøvd i prosjektet.

Har levert

Hans Aksel Haugen slo på seminaret fast at prosjektet har levert det de fikk i oppdrag å levere.

– Vi har vist hvordan en fangstprosess kan optimaliseres og forskjellen mellom metodene MEA og avkjølt ammoniakk. Degradering av aminer er studert, og prosjektet har utviklet en ny mulig biologisk metode for behandling av aminavfall, sier Haugen.

Videre har forskerne i prosjektet for første gang vist at ARW i forbrenningsovn kan utnyttes til å redusere NOx-utslipp.

Industripartnere

Et annet positivt trekk ved prosjektet, som Haugen trekker frem, er industripartnernes aktive deltakelse. Ineos, Norsk Hydro, Norcem, NOAH, Aker Clean Carbon, Elkem og E-ON har vært partnere. Prosjektet har bygd opp et nettverk med forsknings- og utdanningsinstitusjoner på CO2-fangstområdet. Mye arbeid er utført ved laboratoriene til Høgskolen i Telemark, som samarbeider nært med Tel-Tek i Porsgrunn.

Spesialrådgiver Åse Slagtern i Forskningsrådet understreker den kompetansebyggende effekten av prosjektet. Industrien har fått innspill, og industrien har gitt innspill tilbake til forskerne. Internasjonalt samarbeid er utviklet, og utdanning av nye PhD-kandidater er viktig for forskning og utvikling av CO2-fangst.

– Fra vår side har dette vært et vellykket prosjekt, sier Slagtern.

Viktige PhD-arbeider

Wang_Shuai_Henrik_Jilvero 810.jpg
 PhD-kandidatene Wang Shuai og Henrik Jilvero syns det har vært inspirerende å kunne bidra til en renere industri med sine forskningsoppgaver i prosjektet. Foto: Sigurd Aarvig



 ​PhD-kandidat Henrik Jilvero fra Chalmers tekniske högskola i Gøteborg har målt resultater og kostnader ved bruk av henholdsvis MEA og avkjølt ammoniakk til CO2-fangst ved Hydros aluminiumsproduksjon. Studien viser blant annet at kostnaden vil reduseres vesentlig dersom konsentrasjonen av CO2 i røykgassen heves fra dagens 1 prosent til minst 3–4 prosent, noe som er fullt mulig gjennom energieffektivisering av industrielle prosesser. Jilvero har fått gode tilbakemeldinger på sin avhandling knyttet til prosjektet.

– Å bidra til en renere industri har vært et av incitamentene for meg. Ja, jeg har en følelse av å være på linje med fremtidens behov, sier Jilvero.

Wang Shuai er den andre PhD​-kandidaten. Han disputerte i vår ved Høgskolen i Telemark og arbeider i dag hos Biowater Technology i Tønsberg. Avhandlingen hans tar for seg biologisk behandling av aminavfall, også den har vært et viktig bidrag i prosjektet.

Elektrolyse CO2-fangst 810.jpg
  

Skissen til venstre viser dagens elektrolyseprosess med lav konsentrasjon av CO2 i røykgassen i Hydros aluminiumsfabrikk på Sunndalsøra. Skissen til høyre2 viser hvordan konsentrasjonen av CO2 kan økes. Illustrasjon: J. Aronsen og H. Bjørk​​

Industrien har ambisjoner

Industripartnerne var godt representert på avslutningsseminaret. De har fulgt prosjektet med interesse og merker seg resultatene. Gjennomgangstonen er at de har ambisjoner om lavkarbonutslipp og miljøvennlig produksjon. Utvikling av CO2-fangst og hvordan den kan integreres i prosessene, er en viktig del av dette. Men i dag ligger ikke økonomiske forholdene til rette for å bygge fangstanlegg ved deres virksomheter. Aker har på sin side utviklet fangstteknologi og er klar til å levere fullskala anlegg.

Karbonpris et problem

Både prosjektleder Hans Aksel Haugen og administrerende direktør i Tel-Tek, Marit Larsen, venter nå på neste trekk fra politisk hold.

– Det er en viktig melding til politikerne når industrien sier at de er klar til å sette i gang, sier Larsen.​

Haugen peker på at politisk handling er nødvendig for å få høyere pris på CO2-utslipp. – Politisk evne og handling må til. Klimaproblemet er ikke blitt mindre. Videre teknologisk utvikling er også nødvendig. Teknologien for CO2-fangst er i sin spede industrielle begynnelse. Når den utvikles, vil kostnadene drives nedover.


Industri; CO2-fangst


CLIMIT © 2017