GE gjør forbedringer på teknologi for CO2-fangst

alstom; CO2-fangst; project-news; GE Hugo Ryvik
Fangstanlegg for CO2 i røykgass som er basert på kjølt ammoniakk, er kommersielt tilgjengelig. Nå har General Electric funnet forbedringsmuligheter som kan redusere kostnadene.
Utprøving av pakningselementer og måleinstrumenter ble gjort på SINTEFs testanlegg på Tiller i Trondheim. Foto: SINTEF

​​

Utprøving av pakningselementer og måleinstrumenter ble gjort på SINTEFs testanlegg på Tiller i Trondheim. Foto: SINTEF

Kjølt ammoniakk-prosessen er utviklet siden 2006 av Alstom, som i november ble overtatt av General Electric (GE). Teknologien ble testet med så gode resultater i et testanlegg på Teknologisenter Mongstad (TCM) at GE anser den som klar for markedet.

Forskerne så imidlertid at det fins forbedringspotensial, og har nå gjennomført et CLIMIT-støttet prosjekt sammen med SINTEF. Målet var å finne forbedringer som kan redusere energiforbruket og kostnadene både for selve anlegget og for driften.

– Jeg er veldig fornøyd med resultatene fra prosjektet. Det vi har kommet frem til vil bli brukt i design av store anlegg, sier Arne Ellestad, prosjektleder og ansvarlig for CO2-håndtering i GE Norway.

Ny innmat i ammoniakkvaskeren

En av tingene forskerne har sett på er mulighetene for å redusere investeringskostnadene og redusere kjemikalietap i fangstanlegget ved bruk av en annen type innmat (pakningselementer) i ammoniakkvaskeren. Denne ble testet i SINTEFs testanlegg for CO2-fangst på Tiller. ​

image

Arne Ellestad har ledet prosjektet for GE. Foto: GE

Innmaten fungerer bra, viste det seg, og er svært effektiv for å kontrollere utslipp av ammoniakk.

– Vi har nå kalibrert våre modeller slik at det kan benyttes i design av nye anlegg, og det vil være nyttig hvis pakningene testes videre på TCM, sier Ellestad.

Are Lund fra SINTEF Materialer og Kjemi forteller at forsøkene ble gjort i realistisk skala med tanke på oppskalering. Testanlegget på Tiller har takhøyde nok til å få inn kolonner med full høyde.

– Den relativt store skalaen på forsøkene med bruk av reservoartanker på 10.000 liter var en utfordring, men resultatene viser at prosjektet ble vellykket, sier Lund.

Bedre måling og styring

Et annet området som ble studert i prosjektet var metoder for å forbedre instrumentering for kontinuerlig måling av gass- og væskefasen i prosessen. Pålitelige måleinstrumenter i anlegget er nødvendig for å kunne minimalisere energiforbruket i fangstprosessen.

Det ble benyttet ulike spektroskopiske metoder i prosjektet, både med in-situ målinger (målinger direkte i prosessen) på tvers av kanaler, ekstraktive målinger og sondeteknologi. Denne delen av prosjektet ble også gjort hos SINTEF Materialer og Kjemi.

Prosjektleder hos SINTEF, Aslak Einbu, understreker at det er utfordrende å måle i en slik prosess, særlig i gassfasen hvor gassen kan inneholde mange væskedråper. For målingene i væskefasen var hovedutfordringen at konsentrasjonene av analytt er relativt lave i vaskeprosessen.

Både GE Power og SINTEF har tidligere utviklet metodikk for kontinuerlig måling av CO2-fangst-solventer med relativt høy konsentrasjon av analytter. Gjennom samarbeid med viktige bidrag fra begge parter i prosjektet, har SINTEF og GE lyktes med å demonstrere kontinuerlig måling av analytter også ved lave konsentrasjoner i vaskevannet i GEs prosess. Forskerne har demonstrert i testanlegget på Tiller at det fungerer.

– Dette vil også inngå i design av store anlegg, sier Arne Ellestad.

Bedre prosjekt med tett samarbeid

SINTEF-forskerne viser til at de har lært mye gjennom prosjektet.

– Vi hadde et tett samarbeid med GEs folk i prosjektet, og det gjorde prosjektet bedre. Folkene fra GE i Växjö besøkte hyppig Tiller-anlegget, og vi besøkte dem i Växjö. Når vi kom sammen, tror jeg begge parter lærte nye ting, forteller Einbu.

Han viser til at GE har en bred portefølje innen rensing av røykgass, og at det har vært interessant for SINTEF å se GEs ulike testanlegg i Växjo.

For testing av ulike metoder for forbehandling av røykgass foran et CO2-fangstanlegg, kan GEs testfasiliteter i Växjo og SINTEFs nye anlegg på Tiller produsere komplementære data. Disse er viktige for videre utvikling av flere ulike typer fangstteknologi, påpeker Einbu.

Lite å hente på energiforbruket​

image

Kristin Jordal fra SINTEF Energi var dypt inne i prosjektets analyser av energiforbruk. Foto: SINTEF

SINTEF Energi medvirket også i prosjektet, og gjorde et dypdykk inn i prosessen som tilsvarer den som ble brukt på Mongstad for å finstudere mulighetene til å redusere energiforbruket. Dette ble gjort med hjelp av exergi-analyse, som viser hvor stor del av en gitt energimengde som kan brukes. 

– Vi fikk verifisert at den simulerte prosessen allerede bruker energi på en effektiv måte i forhold til hva som er teoretisk mulig for kjølt ammoniakk, sier Kristin Jordal fra SINTEF Energi.

Ellestad fra GE understreker at forskerne likevel har noen forslag til forbedringer. En grundig vurdering må til for å avgjøre om det er aktuelt å implementere forbedringene i TCM-anlegget.

Jordal syns SINTEF har fått mye ut av sin deltakelse i prosjektet.

– Vi lærte veldig mye om metodikk for exergi-analyse i denne typen prosesser og analyse av måledata for å verifisere prosessimuleringer, og det var interessant å se resultatet. Når vi skal søke nye prosjekter, er dette nyttig kunnskap. Det var mye nytt for oss, mye som var annerledes, utfordrende og krevende, men også meget spennende og lærerikt, sier hun.

Har planer om videre utvikling

Arne Ellestad ser gjerne at videreutviklingen av teknologien fortsetter i et planlagt nytt prosjekt, men på grunn av markedutsiktene for fangsanlegg er det per i dag usikkert om dette blir noe av.

– Vi ønsker å kjøre nye forsøk på et ombygd testanlegg på TCM, og se om vi kan redusere forbruket av ammoniakk og svovelsyre. Om prosjektet blir noe av, blir neppe avgjort i år. GE gjør nå opp status etter overtakelsen av Alstom, og ser på strategier fremover, sier han.

Kjører tre teknologiløp

GE har utviklet tre teknologier for CO2-fangst som de anser som klare for markedet. For fangst av CO2 fra røykgass etter forbrenning har selskapet den omtalte kjølt ammoniakk-teknologien, som de kaller CAP (chilled ammonia process), og en aminbasert teknologi.

Begge disse skal være egnet for eksisterende gass-, kull- og kraftverk og utslipp i røykgass fra industri. I tillegg har de utviklet teknologi for nye kraftverk der forbrenningen skjer med rent oksygen, kalt oxyfuel.

– Kundens preferanser avgjør hvilken teknologi som passer best. CAP-teknologien er for eksempel best egnet i områder hvor klimaet ikke er for varmt, sier Ellestad.

Mangler kjøpere

Hvorvidt GE vil fortsette å satse bredt på flere teknologiløp for CO2-fangst er foreløpig ikke bestemt. Utfordringen for selskapet er at de har noe å selge, men i dag fins det ikke kjøpere for CO2-fangst-anlegg.

Ellestad peker på at det fins muligheter i USA og Canada, hvor CO2 blir brukt til å øke oljeutvinningen, men oljeprisen er ugunstig lav for tiden.

I tillegg ser de på industriproduksjon hvor CO2 benyttes i prosessen. Det er også håp om at det, i henhold til regjeringens ambisjon, vil bli ett eller flere fullskalaanlegg i Norge. Etter GEs vurdering vil kjølt ammoniakk- prosessen være interessant for disse prosjektene.

Bakgrunnen for at GE startet utvikling av fangstanlegg for CO2 er at selskapet leverer kraftverk for fossile brensler, og ønsket å kunne tilby sine kunder teknologi som kunne gi lavere CO2-utslipp. I tillegg så de muligheten for å utvikle et kommersielt salgbart produkt.

Gode insentiver

– Fra CLIMITs side er vi fornøyd med at prosjektet både har gitt økt kompetanse til norske forskningsmiljøer gjennom samarbeidet med en stor internasjonal teknologileverandør, og at en lovende teknologi for CO2-fangst  har blitt ytterligere optimalisert, sier Svein Bekken, teknologirådgiver i Gassnova.

Kjølt ammoniakk-teknologi fra GE er nå, sammen med Akers aminteknologi, under vurdering i forhold til et mulig fullskalaanlegg på Klemetsrud i Oslo.

– Dette viser at den norske satsingen med CLIMIT, TCM og arbeid med realisering av fullskala CO2-håndtering gir gode insentiver for både industrien, teknologileverandører og forskningsmiljøer, sier Bekken. 

Faktaark for prosjektet ­ Chilled ammonia Process Performance optimization Phase 1 (CHIPPER P1)​

alstom; CO2-fangst; project-news; GE


CLIMIT © 2017