Infångning av koldioxid kan rädda parisavtalet

2021-06-04

I Göteborg pågår ett unikt samarbete för att snabba på den gröna omställningen. Initiativet har nu tagit fram ett koncept för att fånga in och lagra 2 miljoner ton koldioxid om året. Det motsvarar fyra procent av Sveriges totala utsläpp.

Världen har i och med Parisavtalet förbundit sig att begränsa den globala uppvärmningen. Infångning och lagring av koldioxid (CCS, Carbon Capture and Storage) har, av bland andra FN:s klimatpanel IPCC, identifierats som ett nödvändigt verktyg för att lyckas att minska utsläppen av växthusgaser i tillräcklig takt. Deras bedömning är att CCS har potential att stå för uppemot 55 procent av den nödvändiga minskningen av de globala koldioxidutsläppen under detta århundrade.

STÖDJER BÅDE KLIMAT OCH KONKURRENSKRAFT

CCS-tekniken passar särskilt väl inom industrin och kraftvärmeproduktion, då dessa i regel genererar stora punktformiga utsläpp av koldioxid som lämpar sig för infångning. Vissa av dessa verksamheter har få möjligheter att på kort sikt göra tillräckliga minskningar av sina koldioxidutsläpp på annat sätt genom till exempel omställning till hållbara råvaror eller produktionssätt. För dessa är CCS viktigt ur ett klimatperspektiv, men också ur ett ekonomiskt perspektiv. Eftersom koldioxidutsläpp med tiden troligen kommer att innebära allt högre kostnader, innebär den här tekniken förstärkt konkurrenskraft.

Tekniken är användbar inom till exempel olja- och gasindustrin, stålindustrin, cementindustrin, energiproduktion och avfallskraftvärmeverk. Trots ökad användning av förnybara bränslen och råvaror genererar dessa industrier fortfarande ett nettoutsläpp av CO₂. Kombinationen av CCS och en ökad andel biobränslen eller bioråvaror kan i teorin ge nettonegativa utsläpp. Det innebär att industrin kan fånga upp mer koldioxid från atmosfären än mängden fossil koldioxid som produktionen orsakar.

CCS innebär att koldioxid fångas in från till exempel rökgaser eller processgaser på en industri, transporteras och slutligen permanent lagras i geologiska formationer djupt nere i berggrunden. En av dagens utmaningar består i att hitta kostnadseffektiva lösningar för logistik och infrastruktur efter det att koldioxiden infångats vid källan.

Illustration: Göteborgs Hamn AB

Värdekedjan från infångning till lagring. 1.Infångning av CO₂ och potentiell förvätskning vid utsläppskällan. 2. Transport av CO₂ i gasform eller flytande genom rörledning, tankbil eller via järnväg 3. Mellanlagring och potentiell förvätskning vid CO₂-terminal. 4. Utlastning av flytande CO₂ till fartyg. 5. Mottagningsanläggning. 6. Geologisk lagring.

ETT UNIKT SAMARBETE

CinfraCap är ett unikt samverkansprojekt i Göteborgsområdet där flera aktörer tillsammans har haft ambitionen att ta fram en gemensam lösning för att få en betydande kostnadseffektivisering av värdekedjan för CCS, och på så sätt öka möjligheten för ett genomförande.

Bakom projektet står Preem, St1, Göteborg Energi, Renova, Göteborgs Hamn och Nordion Energi. COWI har genomfört en teknisk förstudie för att identifiera designförutsättningar och utvärderat två alternativa systemlösningar för förvätskning, transport och mellanlagring.

Den sammanräknade årsgenomströmningen för CO₂-terminalen beräknas öka från 400 000 ton per år 2025 till närmare 2 miljoner ton per år 2040. I dag släpper vi ut drygt 50 miljoner ton CO2-ekvivalenter per år, vilket innebär att projektet kommer att motsvara 4 procent av Sveriges utsläpp av koldioxid. Då anläggningen kommer vara öppen för tredjepartsanslutning kan den totala genomströmningen bli än högre än vad som antagits.

GODA FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR EFFEKTIV LOGISTIK

Studien visar att möjligheterna för att bygga en fungerande och effektiv infrastruktur för infångad koldioxid i Göteborgs hamn ser mycket goda ut, rent tekniskt sett. Inom studien har flera koncept för utformning av CCS-värdekedjan studerats där olika mycket av systemets anläggningsdelar och transportsystem samordnas. Vid separat förvätskning sker förvätskning lokalt hos varje part och transport till ett gemensamt mellanlager sker antingen i rörledning eller med tankbil. Vid delvis gemensam förvätskning transporteras koldioxid i gasfas till en gemensam förvätskningsanläggning i huvudsak via rörledningar.

BÅDA ALTERNATIVEN ÄR MÖJLIGA

Förvätskning av koldioxid är en energiintensiv process och studiens uppskattning visar på ett elbehov på 9,5-13 MW respektive 13-16 MW för delvis gemensam förvätskning, samt ett kylbehov på 30-40 MW. Kapitalinvesteringskostnaden för alternativen anges med en noggrannhet på ±40 procent och har uppskattats till 2,8 miljarder SEK för separat förvätskning respektive 2,5 miljarder SEK för delvis gemensam förvätskning. I ett så här tidigt skede gör osäkerheten att det inte går att utesluta något av alternativen.

Studien visar också att hela värdekedjan behöver studeras vidare för att nå en optimerad lösning. Det är centralt att alla ingående delar från infångning till gemensam infrastruktur, transport och lagring tas fram parallellt så att tillräckligt säkra underlag finns tillgängliga för samtliga delar när investeringsbeslut ska tas.

Det krävs en kedja av processer och transporter innan den CO₂ som fångats in vid till exempel en industri landar i ett säkert slutligt lager där det är tänkt att lagras i geologiska formationer under mark. Denna värdekedja kommer att se olika ut beroende på var och hur koldioxiden fångas in samt vilka möjligheter som finns för säker slutlig lagring i närområdet. Gemensamt för alla är att CO₂ fångas in, renas och sedan transporteras till och placeras i ett slutligt lager.

TEKNIKEN MÅSTE SKALAS UPP

Det arbete som hittills gjorts inom projektet har visat att det är tekniskt fullt möjligt att förvätska transportera, mellanlagra och exportera koldioxid till fartyg. I Göteborgs hamn har en yta som lämpar sig väl för den tänkta CO₂-terminalen identifierats. Terminalen som är tänkt att innefatta mellanlager av koldioxid, export till fartyg samt eventuellt en gemensam förvätskningsanläggning har en optimal placering i förhållande till parterna och nära tillgång till kaj för utlastning till fartyg.

Göteborgsområdet har unika förutsättningar för ett samarbete mellan industrier och en befintlig hamninfrastruktur som lämpar sig väl för export av koldioxid. Hantering av koldioxid är brukligt inom andra sektorer av industri och livsmedelsproduktion, men utmaningarna ligger i att hantering i den skala som krävs för CCS är ny. Detta gäller såväl vid riskhantering som i tillståndsprocessen för den tänkta verksamheten.

Infångning av koldioxid ses av många industrier som en möjlighet för framtiden, där de första aktörerna ser start redan år 2025 som sitt mål. Andra aktörer kommer sedan ansluta allt eftersom. Den infrastruktur som byggs måste vara dimensionerad för framtiden men för att den initiala investeringen skall vara hanterbar föreslås en skalbarhet där det är möjligt. Utbyggnad i steg lämpar sig väl för till exempel förvätskning och mellanlagringskapacitet medan rörledningar och allokering av ytor måste ta höjd för framtida kapaciteter.

När projektet CinfraCap, en hubb för export av infångad koldioxid, står färdigt kommer det vara en av få i sitt slag i världen.