CO₂ er en viktig drivhusgass som bidrar til den globale oppvarmingen. Det er et mål å holde denne oppvarmingen under 2°C, helst 1,5°C. Skal vi klare det, må vi redusere utslippene av CO₂. På lang sikt må det gjøres ved at det globale samfunnet begynner å bruke mer fornybar energi. I tillegg er det behov for ny teknologi i de deler av prosessindustrien som slipper ut CO₂. Her og nå er vi imidlertid fortsatt avhengig av energien fra fossile brensler, samt at prosessindustrien trenger tid til å utvikle nye produksjonsmetoder. Derfor er karbonfangst og –lagring viktig for å begrense de menneskeskapte klimaendringene.

CO₂ og industri

CO₂ er et uønsket produkt fra en rekke industrier. Ved forbrenning av fossile brensler som olje, gass og kull dannes mye CO₂. Uten noen form for fangstteknologi slippes alt ut i atmosfæren. Gassen som hentes opp fra havbunnen kan også inneholde en del CO₂, i noen tilfeller opp mot 50 prosent. For å unngå korrosjon på prosessutstyr og rørledninger må CO₂-andelen i naturgass-CO₂-blandingen reduseres til ca. 4 prosent ved å separere ut CO₂.

I noen tilfeller blir slikt separert CO₂ brukt til å øke oljeutvinningen fra eksisterende oljefelt (såkalt Enhanced Oil Recovery). Hvis det ikke er mulig, slippes den ut til atmosfæren. CO₂-rensing er altså ikke noe nytt i olje- og gassindustrien. Lagring av CO₂ i stor skala derimot, er nytt. Og det har vi gode forutsetninger for å kunne gjøre i bergformasjoner på den norske kontinentalsokkelen.

Selv om olje- og gassindustrien er den meste profilerte synderen når det kommer til utslipp av klimagasser, er den ikke alene. Også den mer tradisjonelle prosessindustrien må redusere sine utslipp.

I Norge foregår det nå tre studier for storskala CO₂-fangst fra industri. Det er planlagt at Stortinget skal ta stilling til hvor mange av aktørene som går videre til forprosjekteringsfasen i løpet av våren 2018. De tre aktørene er Norcem sin sementfabrikk i Brevik, Fortum Oslo sitt energigjenvinningsanlegg på Klemetsrud og Yara sin ammoniakkfabrikk i Porsgrunn.

I tillegg har man CO₂-utslipp fra metallindustrien. Biogassproduksjon har også utslipp, da CO₂ er et biprodukt fra råtningsprosessen. Men her er det snakk om en prosess som utgangspunktet er CO₂-nøytral, da det organiske materialet som brukes til å produsere biogassen allikevel vil råtne. Kombinert med CO₂-fangst, har biogassproduksjon muligheten til å oppnå et CO₂-negativt regnskap.

Forskjellige teknologier

Det er flere teknologier som gjør det mulig å fange CO₂ fra industrielle utslipp, men de er på forskjellige stadier i deres utvikling eller modning. Veldig grovt kan vi dele det inn i tre grupper. Pre-combustion, post-combustion og oxy-fuel.

Prefiksene pre og post relaterer til energiproduksjon fra fossile brensler og betyr henholdsvis at man tar bort CO₂ før (pre) eller etter (post) selve forbrenningen. Med pre-combustion omdannes brenselet til en blanding av hydrogen og CO₂, og CO₂ renses før forbrenningen av hydrogen.

I en oxy-fuel forbrenningsprosess brennes det fossile brenselet med rent oksygen istedenfor luft. Dette gir en røykgass som består av CO₂ og vann, noe som gjør separasjonen mye enklere. Hinderet her er å først separere oksygenet fra luft.

Hvor langt har vi kommet?

Pre-combustion- og oxy-fuel-teknologiene er en integrert del av et kraftverk og er dermed kun aktuelle for fremtidige kraftverk. Fordelen med post-combustion-teknologien er at den kan brukes på allerede eksisterende kraftverk eller industrianlegg. Med post-combustion-teknologien tar vi sikte på å fange 90 prosent av CO₂-en i røykgassen. Rent teoretisk kan vi fange mer, men på grunn av noen termodynamiske begrensninger vil det da bli vesentlig mer kostbart. Det er og slik at mengden CO₂ i røykgassen bør være høyere enn 4 prosent for at man mer effektivt skal kunne nå målet om 90 prosent fangst.

CO₂-fangst fra prosessindustri er gunstig fordi her er mengden CO₂ i røykgassen høyere enn 4 prosent. I metallindustri som aluminium- og silisiumproduksjon er CO₂-mengden i røykgassen kun på opp mot 1 prosent. Dette betyr ikke nødvendigvis at teknologien ikke kan brukes i de tilfellene, men det krever at man oppkonsentrerer CO₂-mengden i røykgassen. Alternativet er å utvikle nye produksjonsmetoder, og det foregår en del forskning på dette området.

Den største kostnaden tilknyttet driften av et post-combustion CO₂-fangstanlegg kommer fra energiforbruk. Dette er og noe som taler til fordel for CO₂-fangst fra prosessindustrien, da denne industrien ofte har restvarme som kan brukes.

Post-combustion CO₂-fangst med absorpsjonsteknologi er en moden teknologi, og per i dag den eneste som er klar for å oppskaleres til et fullskala anlegg. Den er allerede tatt i bruk ved SaskPower sitt kullkraftverk i Saskatchewan, Canada. Absorpsjonsteknologien planlegges også å brukes i de tre fullskala CO₂-studiene i Norge. I grove trekk går teknologien ut på å la røykgassen komme i kontakt med en væskefase som fanger (absorberer) CO₂. Denne væskefasen kan så regenereres for en ny runde med CO₂ absorpsjon. Samtidig forskes det på andre typer post-combustion-teknologier, som membranteknologi og en kombinasjon av membran og absorpsjon.

Er det lønnsomt å fange CO₂?

Det kommer helt an på hvordan du ser på det. Fra perspektivet til eier av et kraftverk eller et industrianlegg som slipper ut CO₂, er det ikke lønnsomt. CO₂ gir ikke noe merverdi i de tilfellene, og er kun en ekstra kostnad. Man kan argumentere for at CO₂-fangst øker bærekraftigheten til kraftproduksjon fra fossile brensler og dermed kan være lønnsomt. Det er nok tankegangen til Boundary Dam-kraftverket i Saskatchewan.

Det samme argumentet brukes imidlertid mot at vi skal bruke ressurser på å fange CO₂. Altså at vi bare skal la bruk av fossile brensler dø ut og ikke prøve å forlenge levetiden deres. Det krever at vi har et fullverdig energi-alternativ klart til å ta over, men fornybar energi er ikke der ennå. Jeg er veldig optimistisk og tror fornybar energi vil ta helt over, men det vil ta tid. Inntil det skjer, trenger verden fortsatt energi og da er CCS den beste løsningen.

Hvis man bytter til et globalt perspektiv og ser på kostnadene klimaendringene har, både målt i økonomi og menneskeliv, er det helt klart at CO₂-fangst er lønnsomt. Og det begynner å haste. Det som mangler, er investeringsvilje.

Hva kan vi gjøre med CO₂-en?

Dette er CCS sin hellige gral. Løser du dette problemet, skal du ikke se bort ifra at det lurer en Nobelpris i kjemi i din fremtid. Det er mye forskning på temaet hvor man prøver å omdanne CO₂ til mer verdifulle kjemikalier. Foreløpig er problemet at det koster mer enn verdien på sluttproduktet. I dag er det beste alternativet å komprimere gassen og lagre den i egnede bergformasjoner.

Men også lagring har sine utfordringer. Det er mye motstand i befolkningen, spesielt nedover i Europa og i USA, mot å ha et slik CO₂-depot i nærheten av bostedet deres. Det handler om bekymringer rundt muligheten for fremtidige lekkasjer. Det er en helt forståelig bekymring, men vi må huske på at gassen ikke lagres et par meter under oss. Det er snakk om lagring i formasjoner så dypt som 2-3 km under bakken, og på denne dybden vil ikke lenger CO₂ oppføre seg som en gass.

I Norge har det ikke vært stor motstand i befolkningen mot CO₂-lagring. Det henger sammen med at det ikke er planer om lagring på fastlandet. I stedet skal CO₂-lagres dypt under havbunnen. Vi har faktisk så store lagringsmuligheter at vi kan ta imot CO₂ fra hele Europa. Det kan vise seg å bli en lukrativ business for Norge.