Kampen mot CO2-klokka

26.06.2013
For at verden ikke skal bli opphetet, må karbondioksid (CO2) fanges og lagres. På Mongstad jobbes det med å gjøre fangsten billigere og mer effektiv.
  • Astri Sivertsen og Marit Hommedal (foto)

Vibeke Namstvedt

Testing.
Laboratorietekniker Vibeke Namstvedt analyserer
aminoppløsningen fra anlegget.

 

Mellom oljeraffineriet og kraftvarmeverket på Mongstad ligger utskytingsrampen til Norges månelandingsprosjekt. På veggen nedenfor administrasjonsbygget står det «catching our future» med store, blå bokstaver.

Det er to anlegg på tomta til testsenteret: Et som bruker en oppløsning av amin og vann, og et som bruker nedkjølt ammoniakk. Begge fanger karbondioksid fra eksosen fra gasskraftverket og fra krakkeranlegget på oljeraffineriet.

Ammoniakkanlegget står stille på grunn av ombygging, så akkurat nå er det bare aminanlegget som er i drift. Det fanger 3,4 tonn karbondioksid i timen fra gasskraftverket, men er i stand til å fange 15.

Begge anleggene kan hver fange 80 000 tonn karbondioksid i året, noe som gjør senteret til det største demonstrasjonsanlegget for karbondioksidfangst i verden i dag. Så langt er det såkalt «post-combustion»-teknologi som har blitt testet ut, altså etterrensing av avgasser. Og begge rensemetodene baserer seg på væskeformede absorbenter.

Ifølge direktør for anlegget, Frank Ellingsen, er det ingen ting i veien for å teste ut andre metoder, og det er ledig plass på tomta for nye testanlegg.

«Vår styrke er tilgjengelig eksosgass fra to ulike kilder, og vi er i front med å evaluere og teste ulike teknologier,» sier han.

Aker Clean Carbon har designet og bygget aminanlegget og Alstom ammoniakkanlegget, og det er også de som eier resultatene av testene. Senterets oppgave er altså ikke å utvikle teknologi, men å legge til rette for at andre kan gjøre det.

«Vi tester ut på vegne av samfunnet, i samarbeid med eierne,»
sier Ellingsen.

Direktør Frank Ellingsen 

< Direktør Frank Ellingsen,
testsenter Mongstad.


Senteret eies av Statoil, Shell og det sørafrikanske kjemi- og energiselskapet Sasol. Den norske regjeringen ved Gassnova er den største eieren med en andel på vel 75 prosent. Eierne kan ikke utnytte kunnskapene fra testsenteret til å utvikle egen teknologi, men de skaffer seg verdifull erfaring ved å være med å bygge ut og drive fangstanleggene, forklarer Ellingsen.

 

Oppdagelse

I løpet av det halve året som har gått siden oppstarten, har testsenteret allerede gjort en viktig oppdagelse. I samarbeid med flere forskningsinstitusjoner har det nemlig dokumentert at konsentrasjonene av aminer som slippes ut i lufta under renseprosessen, er så små at de ikke har negative følger.

Aminrensing er den mest utbredte metoden for fjerning av karbondioksid, og frykten for at stoffet kan skade helse og miljø når det slippes ut i lufta, har lenge vært en showstopper, ifølge Ellingsen.

Eksosen fra gasskraftverket inneholder 3,5 prosent karbondioksid, mens den fra raffineriet inneholder 13 prosent – like mye som avgassen fra et kullkraftverk. Dermed kan erfaringene herfra overføres til den mest utbredte energi- og forurensningskilden i verden.

 

Desorpsjonstårnene på aminanlegget



< Større dimensjoner.
Desorpsjonstårnene på aminanlegget.
 

 

I dag er det åtte CCS-anlegg (Carbon capture and storage) i drift. Fem av disse ligger i Nord- Amerika, og alle bruker karbondioksid til å øke utvinningen fra oljefelt. To av de tre resterende anleggene er norske, og de opereres begge av Statoil. Siden 1996 har selskapet hvert år injisert om lag én million tonn karbondioksid i undergrunnen i Sleipner-området i Nordsjøen, etter at den har blitt utskilt fra gassen som transporteres til kontinentet.

Og for å hindre at karbondioksid fra Snøhvit-feltet slipper ut i lufta, har den siden 2008 blitt skilt ut fra brønnstrømmen og lagret i undergrunnen. Sammen med BP og statsoljeselskapet Sonatrach er Statoil også involvert i karbondioksidlagring på gass- og kondensatfeltet In Salah i Algerie.

 

Lars Skov Olsen

Gutten i røyken.
Lars Skov Olsen sjekker kjøleanlegget.

 

Økt utvinning

I Norge har det flere ganger blitt vurdert å ta i bruk karbondioksid for å øke utvinningen fra oljefelt. Grane, Statfjord, Oseberg Øst og Gullfaks har alle blitt utredet med tanke på å ta metoden i bruk.

Men planene har strandet på grunn av manglende tilgang på karbondioksid og/eller fordi det blir ansett å koste for mye.

Økonomiske avveininger er også grunnen til at det ikke har blitt bygget nye CCS-anlegg i de siste fem årene, og at flere planlagte prosjekter har blitt utsatt eller lagt bort for godt.

Det regenes ikke som spesielt vanskelig å fange karbondioksid. Ulike typer industri har brukt deler av de vanligste fangst- og renseteknologiene i mange år. Men det anses som avskrekkende dyrt å ta metoden i bruk, med mindre investeringen betaler seg selv i form av for eksempel økt utvinning av olje.

Et fangstanlegg installert på et kullfyrt kraftverk, utgjør alene opp til 80 prosent av de samlede utgiftene til et komplett CCSanlegg. På et gasskraftverk synker investeringene til omtrent det halve, har Global CCS Institute i Canberra regnet ut. Instituttet dokumenterer også et faktum som kan synes opplagt, nemlig at kraftverk og industrivirksomheter som slipper ut karbondioksid produserer billigere uten CCS enn med CCS. I hvert fall så lenge det ikke koster noe å slippe ut denne klimagassen.

Halvparten av utgiftene til et fangstanlegg er investeringskostnader. Den andre halvparten er driftsutgifter. Derfor er det mye å hente på å effektivisere driften, forklarer teknologidirektør på testsenteret, Olav Falk-Pedersen.

For noen år siden var han med på å utrede muligheten til å innføre karbondioksidhåndtering på Kårstø, og rapporten fra Norges vassdrags- og energidirektorat fra 2006 viser hva det koster å ta metoden i bruk.

«Et moderne gasskraftverk har cirka 59 prosent energieffektivitet. Hvis et fangstanlegg kommer i tillegg, faller det til 50-51 prosent, inkludert transport og lagring,» sier han.

Virksomheten på Mongstad handler derfor ikke bare om å finne ut hvilke løsemidler som egner seg best til å ta opp karbondioksid. Det handler like mye om å gjøre driften av prosessanleggene mest mulig effektiv. Hvis vann- og energiforbruket blir mindre kan virkningsgraden økes til 52-53 prosent, ifølge Falk-Pedersen.

«Vi jobber med å fine-tune og optimalisere prosessanlegget. Det er derfor det er så mye måleutstyr montert på anlegget,» sier han.

 

Mekanikere inspiserer desorpsjonstårnene på aminanlegget

< Halvveis til månen.
Mekanikere inspiserer desorpsjonstårnene på aminanlegget.

 

Hver dag blir det tatt 100 manuelle prøver ute på anlegget, og 4000 målinger foretatt ved hjelp av datasystemene som overvåker prosessene. Teknologisenteret nyter også godt av naboskapet med oljeraffineriet. Det gir tilgang til erfarne operatører som er vant til å styre prosessanlegg, og som kan gi råd om hvordan ting kan gjøres bedre.

«Det er alltid usikre faktorer forbundet med å skalere opp fra et lite testanlegg til full skala. Vi reduserer risikoen gjennom de erfaringene vi får ved å drive anlegget,» sier Ellingsen.

 

"For at temperaturen i verden ikke skal stige med mer enn to grader, må 100 CCS-anlegg være i drift innen 2020, og over 3000 innen 2050. I dag er tallet åtte."
(Kilde: IEA)

 

Utbygging

Ifølge det internasjonale energibyrået IEA er det umulig å nå målet om å begrense den globale oppvarmingen til to grader med mindre karbondioksidfangst og –lagring blir tatt i bruk i stor skala. Ved siden av energieffektivisering og fornybar energi, skal CCS alene bidra til at verdens karbondioksidutslipp reduseres med 20 prosent innen 2050. Det betyr at om lag 100 CCS-anlegg må være i drift innen 2020, og over 3000 innen 2050. Uten CCS kan det koste 70 prosent mer å oppnå reduksjonsmålene, advarer byrået.

Fatih Birol, sjeføkonom i IEA, har også uttalt at teknologien ikke blir tatt i bruk med mindre det finnes økonomiske insentiver til å investere i den, og at utslipp må koste penger. Så lenge det ikke er tilfelle, og lave priser på karbondioksidkvoter heller ikke bidrar til å sparke i gang bygging av CCSanlegg, er interessen laber.

«Det er klimautfordringene som er driveren for å ta i bruk CCS. Ikke økonomi,» sier Ellingsen.

Fallende gasspriser kan føre til at flere gasskraftverk blir bygget. Og IEAs ønske om at det skal koste penger å slippe ut karbondioksid, kan fort bli en realitet. Da kan det lønne seg å være forberedt og å stå klar med løsninger som har vist seg å fungere i praksis.

 

Skrifta på veggen

Skrifta på veggen.
Temperaturen på jorda kan ikke holdes i sjakk
uten bruk av bruk av CO2-fangst og –lagring.