Reduser klimafotavtrykket fra olje og gass med ny teknologi - Energi og Klima

Reduser klimafotavtrykket fra olje og gass med ny teknologi

Ny teknologi kan bidra til å redusere klimafotavtrykket fra olje- og gassektoren betydelig, uten at produksjonen reduseres.

1 kommentar
Statoils Valemon-plattform i Nordsjøen (foto: Harald Pettersen, Statoil)
Statoils Valemon-plattform i Nordsjøen (foto: Harald Pettersen, Statoil)

Debatten om det grønne skiftet handler i stor grad om hvordan og når en kan fase ut bruk av fossile brensler i det globale energisystemet, ettersom disse forårsaker utslipp av store mengder klimagasser. Fossile brensler representerer både en ressurs til produksjon av elektrisitet og en energibærer til bruk som drivstoff i transportsektoren.

For Norge er dette en særskilt utfordring. Vi har i dag verdens høyeste andel av fornybar energi (vannkraft) i det nasjonale fastlandsenergisystemet, men bruk av gass til kraftproduksjon på petroleumsinstallasjonene til havs gjør at totalbildet ser annerledes ut. Inkludert utslippene fra petroleumsinstallasjonene på norsk sokkel, utgjør Norges netto utslipp ca. 10 tonn CO2 per innbygger per år (kilde: SSB). Det er relativt høyt i global målestokk. Dersom vi i tillegg inkluderer de indirekte utslippene som forbrenningen av norskprodusert olje og gass forårsaker, så svarer det til 110 tonn CO2 per innbygger per år. Det er blant de høyeste per innbygger i verden.

Norge_i_EnergiskiftetArtikkelen er hentet fra rapporten «Slik kan Norge gjøre en forskjell», gitt ut av Norsk Klimastiftelse i juni 2015. Se flere artikler fra rapporten.

Norges store dilemma er betydningen av petroleumssektoren i forhold til verdiskaping (BNP) og sysselsetting. Olje- og gassnæringen i Norge har skapt verdier for rundt 9000 milliarder kroner, og den sysselsatte opp mot 330.000 personer i 2014. Det er en politisk hodepine hvordan en skal skape alternative arbeidsplasser i samme størrelsesorden, og hvordan, eller om, en kan realisere verdien av gjenværende olje- og gassressurser uten at det skaper et negativt klimafotavtrykk.

CO2-fangst og -lagring som klimatiltak

Det internasjonale energibyrået (IEA) anbefaler CO2-fangst og -lagring (CCS) som tiltak for å motvirke effekten av CO2-utslipp. Det forskes mye på ulike metoder for fangst og lagring av CO2. Teknologien er langt på vei tilgjengelig, men foreløpig til en (altfor) høy kostnad. Ved hjelp av CO2-kvotesystem og teknologiforbedringer, er den politiske tenkningen at kostnadene for CCS kommer ned på et nivå der de industrielle aktørene finner det lønnsomt å investere i stor skala verden over. I en fremtid med økt CO2-avgift, skattlegging eller risikopremie på petroleumsproduksjon, vil nøytralisering av utslipp fra forbrenning av norsk olje og gass gjennom CCS gi et konkurransefortrinn. Å sikre en næring som står for 25 prosent av Norges BNP, er god nasjonal strategi!

Men fangst og lagring av CO2 vil uansett representere en merkostnad sett fra oljenæringens ståsted. Foreløpig skjer det heller ikke mye, tiden går uten at CCS kommer forbi demonstrasjonsstadiet. Unntaket er om en kan anvende CO2 som fanges til industrielle formål. I USA og Kina brukes CO2 i stor skala til økt oljeutvinning. Det gir et bedre klimafotavtrykk enn om en produserer olje fra nye kilder.

Energien i fossile brensler utnyttes dårlig

Et poeng som imidlertid sjelden kommer fram, er at vi med dagens teknologi utnytter energien i fossile brensler dårlig, i kraftproduksjon så vel som forbrenningsmotorer til biler. La oss ta et eksempel: Et moderne gasskraftverk uten CO2-rensing har en virkningsgrad på i underkant av 60 prosent. Det vil si at kraftverket klarer å konvertere i underkant av 60 prosent av den totale energimengden i gassen til elektrisk energi. Resten blir omgjort til varme og forsvinner med avgassene som resultat av ufullstendig forbrenning.

Noen kraftverk utnytter riktignok noe av varmen til fjernvarmeanlegg, slik at den totale virkningsgraden blir noe høyere, men svært mange kraftverk er ikke tilkoblet fjernvarmenett. Dersom en renser CO2, reduseres virkningsgraden ned mot 50 prosent. Generelt kan en si at jo mer CO2 en ønsker å ta ut, jo mer energikrevende er prosessen. For tilnærmet 100 prosent CO2-rensing kan virkningsgraden reduseres til godt under 50 prosent.

Virkningsgraden må økes

Hva betyr det? Jo, for hver kubikkmeter gass som går med til konvensjonell kraftproduksjon med CO2-rensing, utnytter vi bare halvparten av energiinnholdet i råstoffet. Resten forsvinner ut av vinduet, bokstavelig talt. Det samme gjelder for andre fossile brensler, som olje og kull. Forunderlig nok er dette poenget fullstendig borte fra dagens energi- og klimadebatt. Dersom virkningsgraden i kraftverk drevet med fossilt brensel kunne økes til 80-90 prosent, ville vi bare trenge litt over halvparten så mye råstoff til samme kraftproduksjon som med dagens kraftverk. Det ville redusere utslipp av klimagasser vesentlig.

Dagens kraftverk er basert på forbrenning og roterende turbiner for elektrisitetsproduksjon, altså en konvertering av varmeenergi til bevegelsesenergi. Det gir et energitap. Over hele verden forskes det imidlertid på nye metoder for å konvertere energien i olje, gass og kull til elektrisk energi. Elektrokjemisk konvertering av fossilt brensel direkte til elektrisitet ved hjelp av brenselsceller er en spennende ny teknologi. Brenselsceller utnytter energien i fossilt brensel mye mer effektivt.

Forskning og teknologiutviklingsløp

Ved Institutt for energiteknikk (IFE) og Christian Michelsen Research as (CMR) er det utviklet en patentert teknologi for elektrokjemisk konvertering av olje/gass/kull direkte til elektrisitet og hydrogen, med integrert fangst av CO2. Teknologien «Zero Emission Gas technology» (ZEGTM) er testet på labskala og muliggjør en virkningsgrad på mer enn 80 prosent. Det arbeides med å få oppskalert teknologien. En demonstrasjonspilot står nå klar på Kjeller utenfor Oslo.

Ad

Norsk Klimastiftelse er Norges grønne tankesmie. Klimastiftelsen eier nettmagasinet Energi og Klima, gir ut notater og rapporter og holder frokostmøter og andre arrangementer.

Våre støttespillere:

Ad

På SINTEF forskes det på å separere CO2 fra røykgass gjennom membraner som har høy selektivitet for CO2. Det arbeides med å finne kostnadsoptimale prosesser og membraner, og en har oppnådd lovende resultater. Slike teknologier kan gi mindre tap av virkningsgrad og bedre utnyttelse av brenselet, og dermed mer effektiv fangst av CO2 til en lavere kostnad enn de teknologier for CO2-fangst som anvendes i dag.

Eksemplene her representerer lange teknologiutviklingsløp. Norge er langt fremme i forskning på disse områdene og vi har gode og innovative forskningsmiljøer. Men for å få det til, trengs det en betydelig innsats, fra det offentlige så vel som industri. Da må vi dreie forskningsinvesteringene mer i retning høyrisiko/høypotensial-teknologier for energiproduksjon og CO2-fangst.

Teknologi med industriøkonomisk potensial

Per i dag faller slike teknologiutviklingsløp ofte mellom to stoler: For langt utviklet til å søke forskningsmidler, og for tidlig til å fatte industriell-kommersiell interesse. Foreløpige analyser viser at for eksempel ZEG-teknologien har et betydelig industriøkonomisk potensial, og den samfunnsøkonomiske gevinsten er åpenbar. Det ville gi en vesentlig mer bærekraftig utnyttelse av ressursene, reduserte klimagassutslipp og en betydelig samfunnsøkonomisk gevinst. Det kunne bli en månelanding for Norge, det!

Olje, gass og kull er begrensete ressurser. Oljereservene er de mest knappe, mens gassreservene er mer omfattende. Og verden har kullreserver for flere århundrer fremover. I et historisk perspektiv – eller i forhold til de 10.000 år som er gått siden siste istid og de første menneskene innvandret til Norge –, så er dette en kort horisont. Så vil sikkert flere hevde at det er greit nok, at grønn energi må og skal ta over for olje, gass og kull. Men olje og gass brukes også i stor skala i industriell produksjon, i alt fra plast til mat. Vi har en moralsk plikt overfor fremtidige generasjoner å utnytte disse ressursene på en best mulig måte, ved å la minst mulig gå til spille.

Bli abonnent!

Én kommentar

  1. Kjell Traa

    Kjell Traa

    Nøttvedt skriver at virkningsgraden ved gasskraft må økes, «…. utnytter bare halvparten av energiinnholdet i råstoffet. Resten forsvinner ut av vinduet, bokstavelig talt».
    Gasskraft er den suverent beste måten å utnytte naturgass på, men denne anvendelsen er også underlagt termodynamikkens 2. hovedsetning, som betyr at det er temperaturfallet som utnyttes, som bestemmer hvor høy virkningsgrad som kan oppnås. Med dagens materialteknologi er maks. temperatur inn på gassturbinen begrenset til rundt 1200 grader C og med utløpstemperatur fra dampsyklusen på rundt 100 grader C, kan oppnås termisk virkningsgrad på nær 60%.
    Nøttvedt skriver videre om konsekvensen av økning av virkningsgraden til 80 -90 %. Dette er selvsagt bare utopi, ettersom innløpstemperaturen til gassturbinen derved måtte minst dobles.
    Det er viktig å ha klart for seg fysikkens lover om hvilke begrensninger som gjelder, ved utnyttelse av termisk energi.

Kommentarfeltet er stengt.