Koldioxidlagring kan lösa klimatkrisen – men hur?

2019.07.11 / Ole Martin Moe

Dagens teknik och energikällor räcker inte till på långa vägar för att uppfylla klimatmålen i Parisavtalet. Samtidigt växer koldioxidlagring fram som en möjlig nyckel till lösningen. Här är ett exempel på hur det kan genomföras.

Tre år har gått sedan Parisavtalet undertecknades för att förhindra att den globala medeltemperaturen ökar med mer än två grader Celsius. Över hela världen fortsätter den intensiva jakten på kostnadseffektiva metoder för att minska utsläppen av växthusgaser (GHG).

Användningen av förnybar energi ökar visserligen, men det är ändå osannolikt att vi kommer att klara den här globala utmaningen utan att utveckla och sprida ny, avancerad teknik.

Koldioxidlagring har nämnts som en av flera möjliga åtgärder som kan användas för att uppfylla målen i Parisavtalet och FN:s reviderade mål för hållbar utveckling. Enkelt uttryckt handlar det om att samla in koldioxid och lagra den under havsbotten.

Hur fungerar det – och vilka utmaningar finns det?

Upp till 98 procent koldioxid samlas in på pilotanläggning

I samhället Klemetsrud vid E6:an i närheten av Oslo finns energiåtervinningsanläggningen Fortum Oslo Varme. Hit transporteras avfall från kommunerna i Oslo-området, företag och industrier och sorterat hushållsavfall från Storbritannien.

Det som inte kan återvinnas förbränns, och energin som genereras under förbränningsprocessen samlas upp och används för fjärrvärme- och elproduktion. Rökgaserna från avfallsförbränning renas noggrant från alla miljöskadliga komponenter, men koldioxidutsläppen blir ändå stora.

Energiåtervinningsanläggningen i Klemetsrud släpper ut omkring 400 000 ton koldioxid per år, och fossilandelen i dessa utsläpp utgör omkring 14 procent av Oslos koldioxidutsläpp. Det är det största utsläppet från en enskild aktör i den norska huvudstaden – motsvarande de årliga utsläppen från 200 000 bilar.

2016 inledde vi ett projekt för koldioxidlagring i Klemetsrud. Arbetet med att fånga in och lagra koldioxid i den nybyggda pilotanläggningen påbörjades i februari. Sedan dess har anläggningen varit i stabil drift och 90–98 procent av koldioxiden har fångats in. Resultatet är alltså minst sagt lovande.

Och Fortum har uppnått sitt mål: att visa att det går att fånga in koldioxid. I framtiden kommer de även att kunna använda den här tekniken vid andra energianläggningar. Det finns dock en del utmaningar för aktörerna bakom de största utsläppen. Bland annat är det i dagsläget ont om ekonomiska incitament för att tekniken ska kunna accepteras och spridas.

Vi återkommer till de ekonomiska faktorerna senare. Men först: Hur går det till att fånga in koldioxid?

Tekniken bakom koldioxidinfångning

För att få svar på den frågan återvänder vi till Klemetsrud.

Så här fungerar anläggningen:

1. Vid avfallsförbränning bildas rökgaser och koldioxid som stiger uppåt. Rökgaserna förs in i en 40 meter hög cylinder.
2. Uppifrån i denna cylinder tillsätts en vätska: amin. När rökgaserna stiger binder aminen vid koldioxidmolekylerna. Koldioxidmolekylerna sjunker till botten av anläggningen. Omkring 95 procent av koldioxiden fångas in på detta sätt.
3. Vätskan förs vidare till en destilleringsbehållare där den hettas upp så att aminen separeras från koldioxidmolekylerna. Resultatet blir ren koldioxid.
4. Aminen återförs till produktionen och koldioxiden avskiljs. Den måste sedan kylas ned till –20 grader Celsius och komprimeras med ett tryck på 15 bar – omkring 15 gånger högre än trycket i vår atmosfär.
5. Parallellt med detta renas aminen för att säkerställa att det norska Miljødirektoratets utsläppskrav uppfylls.
6. Koldioxid kan ha flera former – gasform, flytande form och i form av torris. I det här skedet måste vi se till att koldioxiden förblir flytande och inte övergår till torris. Flytande koldioxid som förvaras vid rätt tryck är stabil.
7. Därefter lagras koldioxiden på en mindre lagringsplats i Klemetsrud innan den transporteras till Oslo hamn med eldrivna lastbilar eller fordon som drivs med biobränsle. I Oslo hamn kommer det att finnas särskilda lastplatser där fordonen kan fyllas och tömmas under kontrollerade förhållanden.
8. Lasten skeppas sedan till Øygarden utanför Bergen. Där pumpas koldioxiden med högtryck till permanenta offshore-lagringsplatser i geologiska formationer som ligger 1–3 kilometer under havsbotten och som beräknas hålla i flera miljoner år.

Med inspiration från Kanada

Det finns endast ett fåtal referensprojekt för koldioxidlagring. I Norge finns ännu inga fullskaliga anläggningar, men däremot anläggningar som fångar in koldioxid från den gasproduktion som sker i gasfälten Sleipner och Snøhvit. Det finns också två pågående pilotprojekt som bygger på olika tekniker: det ena vid Fortum Oslo Varme i Klemetsrud och det andra vid Norcem i Brevik. Gassnova äger de två pågående projekten i Norge, som finansieras av norska staten.

Utöver de här lagringsprojekten pågår ett parallellt projekt inom Northern Lights-initiativet för att möjliggöra transport och lagring av den infångade koldioxiden. Även detta projekt finansieras av staten via Gassnova.

Pilotprojekten avslutas den 1 september 2019, och resultaten av dem avgör huruvida någon av eller båda infångningsanläggningarna kommer att drivas vidare i full skala.

Det finns också ett par internationella referensprojekt för koldioxidlagring. I Kanada finns två fullskaliga anläggningar, varav den ena används tillsammans med ett koleldat kraftverk. Kanada har använt den teknik som Fortum Oslo Varme nu utvärderar sedan 2016. På COWI har vi dragit nytta av erfarenheterna från den kanadensiska anläggningen.

Tack vare att vi har fått tillgång till driftdata från anläggningen har vi kunnat identifiera en del utmaningar som vi kan dra lärdom av i planeringen av vår egen anläggning. Det är också inspirerande att se att den teknik som vi har valt faktiskt fungerar. Kunskapsutbytet har varit väldigt nyttigt och givande. Framöver kommer vi också att dela med oss av erfarenheterna från vår egen anläggning.

Det största hindret: Priset

Det är dyrt att släppa ut koldioxid.

För varje ton koldioxid som släpps ut i atmosfären måste den ansvariga sektorn betala en avgift inom EU:s utsläppshandelssystem, EU ETS. ETS-priset för en utsläppsrätt för koldioxid är drygt 20 euro per ton. Att fånga in och lagra samma mängd koldioxid är betydligt dyrare än så. Dessutom tillkommer extra kostnader för transport och mellanlagring.

Totalkostnaden för att fånga in, lagra och transportera koldioxid under hela processen vid Fortum Oslo Varmes anläggning i Klemetsrud under en femårsperiod beräknas till 11,8 miljarder NOK. Detta motsvarar ett ETS-pris på 3 000-5 000 NOK per ton, det vill säga 15–25 gånger högre än ETS-priset.

I dagsläget är koldioxidlagring alltså inte ekonomiskt livskraftigt.

Pilotanläggningar ger hopp om lägre kostnader för koldioxidlagring

I dagsläget finansierar norska staten de anläggningar för koldioxidlagring som planeras i Norge, och jag bedömer att kostnaderna för koldioxidlagring kan minskas betydligt på lång sikt. Ingen kommersiell aktör skulle kunna genomföra ett sådant projekt utan ekonomiskt stöd. Norge vill finansiera de här projekten för att visa att koldioxidlagring är en fungerande teknik och för att sätta fart på processen för att sänka kostnaderna för anläggningarna. När vi har anläggningar på plats med fullskalig drift och kan ”kopiera” dem kommer kostnaden att minska betydligt. Det är förmodligen inte möjligt att komma ned till ETS-prisnivån men kanske kan vi nå det dubbla, det vill säga omkring 40-50 euro per ton för den aktuella anläggningen.

Det finns en enorm potential. I Europa finns 450 förbränningsanläggningar som liknar den i Klemetsrud, så om projektet blir framgångsrikt kan mycket värdefull kunskap spridas vidare. I många länder används dessutom fortfarande avfallsdeponier. Det är dock inte hållbart vare sig miljö- eller utrymmesmässigt och antalet förbränningsanläggningar kommer därför sannolikt att öka.

Jag är optimistisk. Det här ger Norge stora möjligheter att ta täten. Vi behöver bara jobba vidare i våra projekt och fortsätta tänka långsiktigt. Det kommer att stärka miljöarbetet i hela vårt land, som så länge har präglats av oljan och dess betydelse för vårt välstånd. Nu kan vi åtgärda en del av de problem vi har orsakat och bidra till att sprida tekniken bakom koldioxidlagring till andra länder och aktörer.