Lyst til å prøve UngEnergi spillet?

Sjekk ut vårt nye spill her.

Karbonfangst og -lagring

20. oktober, 2022
Underjordisk lagring av CO2Illustrasjon: UngEnergi

Karbonfangst og -lagring (CCSCarbon Capture and Storage) er en miljøteknologi som innebærer å fange karbondioksid (CO2) for så å lagre det på en permanent måte. Hensikten er å begrense mengden CO2 i atmosfæren for å motvirke uønskede klimaendringer. Når man snakker om CCS er det som regel snakk om en metode der CO2 fanges fra avgassenGassen som slippes ut ved en forbrenningsprosess fra et forbrenningsanlegg, men det finnes også andre metoder som innebærer å skille CO2 fra biomasse eller luft. Ved bruk av CCS kan man altså i noen tilfeller fortsette å brenne fossile brensler som olje og gass, men likevel kutte utslippene. FNs klimapanel anser bruken av CCS som uunngåelig dersom klimamålene skal nås. Teknologien har potensiale til å gi energisektoren mer tid til å omstille seg til å bli fornybar, samtidig som den kutter utslipp der det enda ikke er mulig å ta i bruk fornybar energi.

Sammendrag

Det finnes flere former for karbonfangst og -lagring, men den vanligste går ut på å rense gassen som slippes ut ved et forbrenningsanlegg. Når man har skilt ut CO2-en gjøres den flytende og transporteres dit den skal lagres. Det er da vanlig å ta i bruk gamle olje- og gassreservoarer for lagring. 

 

Karbonfangst- og lagring har lenge vært kostbart og vanskelig å få til i stor skala. I dag finnes det flere vellykkede anlegg rundt omkring i verden, men den totale mengden CO2 som lagres er liten sammenlignet med de årlige klimagassutslippene. Det har også blitt ytret noen bekymringer rundt teknologien. Likevel er det stadig utvikling innenfor karbonfangst og -lagring, og FNs klimapanel har erklært at vi ta det i bruk dersom vi skal ha sjans til å nå klimamålene. 

 

Norge er et av landene som satser på karbonfangst og -lagring, og vi har blant annet et anlegg for testing og utvikling av teknologien på Mongstad. Teknologi som DACCS har et særlig stort potensiale for innovasjon i årene som kommer, og karbonfangst og -lagring som helhet vil kunne spille en viktig rolle på veien mot netto nullutslipp.

 

Prosessen

CCS kan deles inn i fire faser. Den første av disse er selve karbonfangsten; her skilles CO2 fra resten av avgassene ved forbrenningsanlegget. Et slikt anlegg kan for eksempel være en oljeplattform eller et kullkraftverk. I den andre fasen gjøres CO2-gassen om til væskeform før den i fase tre transporteres dit den skal lagres. Fjerde og siste fase er lagring, og her pumpes CO2 ned under jorda i såkalte reservoarer. 

 

Fase 1

Det finnes flere teknologier for å fange CO2-gass fra et forbrenningsanlegg før den slipper ut i atmosfæren. Den vanligste er kjemisk rensing av avgass. I denne prosessen tilsettes kjemiske stoffer, kalt aminer, avgassen fra forbrenningen. CO2-molekyler binder seg så til disse kjemiske stoffene. Senere kan dette varmes opp for å frigjøre ren CO2, og aminene kan brukes på nytt. Ved bruk av denne metoden kan ca. 80% av karbonutslippet til atmosfæren reduseres.

 

Fase 2

Etter at CO2-gassen er blitt fanget gjøres den flytende. Dette gjøres fordi væske tar opp mindre plass enn gass, noe som gjør senere transport enklere. For å omdanne CO2-gassen til væske utsettes den for høyt trykk og nedkjøling. 

 

Fase 3

Når man har fått flytende CO2 er neste steg å frakte den dit den skal lagres. Dette kan enten gjøres via rør direkte fra fangstanlegget, eller ved hjelp av skip som frakter det til en mottaksterminal der det videre pumpes ned under havbunnen. 

 

Fase 4

CO2 som pumpes ned under havbunnen. Illustrasjon: UngEnergi

Lagring av CO2 innebærer å sprøyte det inn i store reservoarer dypt under bakken. For å lykkes med dette må det først og fremst være en reservoarbergart til stede. En slik bergart kjennetegnes ved at den er porøs, noe som vil si at det er store nok hulrom i steinen til at en væske kan trekke inn. De vanligste reservoarbergartene er sandstein og kalkstein. I tillegg må det være en takbergart over reservoaret. Som navnet tilsier vil denne ligge som et tak over og passe på at CO2 ikke lekker ut. Skifer er et eksempel på en slik takbergart. Reservoaret burde ligge dypere enn 800 meter under havet. På den måten vil trykket og temperaturen være på et punkt som gjør at CO2-en for det meste forblir i flytende form. Tomme olje- og gassfelt er eksempler på reservoarer som kan brukes til karbonlagring. Her pumper man CO2 ned igjen der man tidligere har hentet olje og gass fra. 

 

Det er flere faktorer som gjør at CO2 forblir i et reservoar. For det første er væsken fysisk fanget av takbergarten, og over tid vil CO2-gass kunne løses opp i vann som befinner seg i reservoaret. Noe vil også kunne reagere med mineralene som er i bergarten og bli en del av dens oppbygging. 

 

Utbredelse av teknologien

CCS har tradisjonelt sett vært kostbart og vanskelig å få til i stor skala. I 2007 snakket statsminister Jens Stoltenberg om planer for et fullskala-anlegg for CO2-håndtering i sin nyttårstale. Det skulle finne sted på et raffineri på Mongstad, og det skulle vise hva Norge var i stand til å gjøre. Stoltenberg omtalte det derfor som vår “månelanding”. Planen var å starte med fangst og lagring av CO2 i 2014, men prosjektet ble avsluttet i 2013 fordi det ble for vanskelig og dyrt å få til. Likevel ledet prosjektet til et vellykket testsenter på Mongstad, som anses å være verdens første anlegg for testing og utvikling av CCS-teknologi.

 

Per 2022 finnes det i underkant av 30 aktive anlegg for CCS i verden, deriblant på petroleumsfeltene Sleipner og Snøhvit i Norge. På Sleipner-feltet blir CO2 separert fra naturgass før det blir lagret tusen meter under havbunnen. Naturgass fra Snøhvit-feltet blir først fraktet til et anlegg på land der CO2 skilles ut, og så blir det fraktet tilbake og lagret i en sandsteinformasjon i gassfeltet. I 2021 ble det til sammen lagret ca. 40 millioner tonn CO2 globalt, noe som kun utgjør 0,1% av de årlige CO2-utslippene som er på ca. 35 milliarder tonn.

 

Bekymringer

CCS som miljøteknologi har blitt møtt med noe skepsis. Noen er bekymret for om det er trygt å lagre så store mengder CO2 under bakken, eller om det er fare for lekkasjer. Forskere mener at det er trygt så lenge man velger de riktige områdene for lagring. Mange reservoarer har holdt på olje og gass i millioner av år, og det er dermed god grunn til å tro at de skal klare å bevare CO2 på samme måte. Det at man bruker gamle olje- og gassreservoarer er også en fordel fordi boringen allerede er unnagjort, og fordi man har bred kunnskap om området. Ytterligere kunnskap om reservoarene kan man få fra overvåkningsprogrammer og simuleringer. I tillegg finnes det flere vellykkede prosjekter som har lagret CO2 på en trygg måte i flere tiår allerede. Et eksempel er anlegget på Sleipner-feltet som har lagret 1 million tonn CO2 hvert år siden 1996.

 

En annen bekymring ved CCS er at det kan forlenge vår avhengighet av fossil energi i en tid der vi desperat trenger å omstille oss til fornybart. Dersom oljeselskaper tar i bruk CCS på sine anlegg finnes det en sjanse for at de bruker dette som en rettferdiggjøring for å lete etter mer olje. Om man ikke passer på kan dette totalt sett føre til mer utslipp istedenfor mindre. Samtidig har FNs klimapanel sagt at vi ta i bruk CCS dersom klimamålene skal nås, men det er viktig å understreke at dette er i kombinasjon med en omstilling til fornybar energi. CCS vil ikke kunne implementeres i alle sektorer, som for eksempel transportsektoren, ettersom det kun fungerer på store anlegg. Derfor må vi uansett avvikle bruken av fossil energi. For å løse klimakrisen behøves mange løsninger, og CCS er én av dem. Det vil kunne gi energisektoren mer tid til å omstille seg, og samtidig kutte utslipp for produkter som er umulige å produsere uten at det slippes ut CO2. Sement er et eksempel på et slikt produkt, så her vil bruk av CCS være et godt alternativ.

 

Karbonfangst fra biomasse

En annen form for karbonfangst- og lagring er fangst av CO2 ved forbrenning av biomasse. Dette kalles bio-karbonfangst (BECCSBioEnergy with Carbon Capture and Storage). Biologisk materiale som planter, trær, frukt og grønnsaker binder CO2 fra atmosfæren når det vokser. Når dette materialet etterhvert råtner frigjøres denne CO2-en igjen. Denne prosessen anses derfor å være klimanøytral, men ved å fange CO2-en før det slippes ut i atmosfæren vil man få et negativt karbonutslipp. Dette skiller seg fra tradisjonell CCS fordi CO2-en som fanges allerede befinner seg i naturens kretsløp, og den ville dermed blitt sluppet fri på et eller annet tidspunkt uansett. Bruk av denne teknologien er derfor et forsøk på å redusere den totale mengden CO2 i atmosfæren heller enn å begrense fremtidige utslipp. 

 

Dersom man skal implementere BECCS er det viktig å sørge for at det ikke får negative konsekvenser for det biologiske mangfoldet. Plassering av et BECCS-anlegg vil også være viktig ettersom man vil få utslipp forbundet med transport av det biologiske materialet. Plasseres anlegget for langt unna kilden til biomassen vil gevinsten fra karbonfangsten reduseres. I likhet med andre forbrenningsprosesser skapes det energi når biomasse brennes, og denne energien kan vi mennesker utnytte.

 

Du kan lese om biomasse som energikilde her (UngEnergi.no).

 

Karbonfangst fra luft

Prinsippskisse av DACCS. Illustrasjon: ©iStock.com/VectorMine

Karbonfangst og -lagring fra luft (DACCSDirect Air Carbon Capture and Storage) er en teknologi der man fanger CO2 direkte fra luften. I likhet med BECCS vil også dette være en aktuell teknologi uavhengig av om det brukes fossile brensler, fordi den fjerner CO2 som allerede er i atmosfæren. Det finnes to metoder for DACCS. Den ene er væskebasert, og innebærer å la luft passere gjennom kjemiske løsninger som fjerner CO2. Den andre metoden bruker fysiske filtre som binder CO2 kjemisk. Etter det er blitt fanget kan det lagres på samme måte som CO2 fanget på andre måter. DACCS skiller seg ut fordi fangsten ikke foregår ved et punkt der det er spesielt mye utslipp, slik som ved et forbrenningsanlegg. CO2 fanges heller fra luften som er omkring oss, men siden luft består av mindre enn 0,1% CO2 er dette en vanskelig og energikrevende prosess. 

 

DACCS er foreløpig en svært ung og kostbar teknologi. Per 2022 finnes det ca. 20 systemer som til sammen lagrer “kun” ti tusen tonn CO2 årlig, men det er planlagt et system i USA som skal klare å lagre 1 million tonn CO2 per år. Det internasjonale energibyrået anser DACCS som en av de miljøteknologiene med størst potensiale for innovasjon i årene som kommer, og det vil trolig bli en viktig teknologi på veien mot netto nullutslipp.

 

CCS i fremtiden

CCS er foreløpig lite utbredt grunnet relativt høye kostnader og umoden teknologi, men i de seneste årene har teknologien blitt bedre. Norge er et av landene som satser på CCS. Langskip er et planlagt prosjekt der CO2 skal fanges fra en sementfabrikk og et avfallsforbrenningsanlegg på Østlandet. Videre skal det fraktes med skip til et mellomlager nordvest for Bergen. Derfra vil det pumpes gjennom rør for lagring 2600 meter under havbunnen. Til å begynne med skal det lagres 1,5 millioner tonn CO2 i året, men rørene er dimensjonert til å klare å frakte hele 5 millioner tonn årlig. Planen er å øke til denne kapasiteten ved å skaffe flere kunder og fortsette utbygging. Dette har Norge gode forutsetninger for, blant annet gjennom erfaring fra testsenteret på Mongstad.

 

Det store spørsmålet rundt CCS er om man burde satse på teknologien til tross for at den ikke er helt på plass, eller om man heller burde putte penger i løsninger som er mer kostnadseffektive og tilgjengelige i dag. Svaret er vel egentlig at man må gjøre begge deler. Det vil kreve en enorm innovasjon for å oppnå netto nullutslipp, og med videre utvikling vil CCS kunne spille en viktig rolle. Særlig BECCS og DACCS vil trolig utvikle seg mye i årene som kommer. CCS skal ikke brukes som en unnskyldning for å fortsette å bruke fossil energi, men heller eksistere parallelt med annen miljøteknologi. På den måten vil vi ha størst mulig sjanse for å nå klimamålene.


Test deg selv

Husker du alt du har lært i denne teksten?

Start quiz

Kilder Nyttige lenker
Bruk som kilde
Denne artikkelen skrevet av UngEnergi er lisensiert under en Creative Commons Navngivelse-Ikkekommersiell-DelPåSammeVilkår 3.0 Norge Lisens.
UngEnergi.no benytter informasjonskapsler for å gjøre brukeropplevelsen bedre Lukk Les mer