Artikkel

Fra marshmallows til månelanding: Hvordan CO₂-lagring egentlig fungerer

Mongstad
Mongstad skulle det bli det første stedet i Europa der man fanget CO₂ i stor skala. Slik gikk det ikke, men det er blitt verdens største senter for testing og utvikling av ny teknologi innen CO₂ -fangst. Foto: Technology Centre Mongstad

Fra marshmallows til månelanding: Hvordan CO₂-lagring egentlig fungerer

Husker du månelandingen? Ikke Neil Armstrongs, men Jens Stoltenbergs: Vi skulle fange CO₂ på Mongstad. Like før startstreken fikk regjeringen kalde føtter. Men var det virkelig hele historien?

Nylig tok jeg en doktorgrad i geofysikk, og temaet for oppgaven var CO₂ -lagring i stein. Under arbeidet med doktorgraden kom det stadig spørsmål om jeg trodde vi kom til å prøve på det igjen her i Norge. Syntes jeg ikke det var demotiverende at vi ga opp hele CO₂ -lagringen før vi fikk begynt? For det er det folk husker.

Anne Schad Bergsaker
Verdien av CO₂ ser ut til å bli glemt blant el-biler og fornybar energi, mener Anne Schad Bergsaker. Foto: Benjamin Ward/UiO

Den såkalte månelandingen til Jens – som ikke gikk helt etter planen. Mongstad skulle være først i landet, ja først i Europa til og med, til å fange CO₂ i så stor skala. Men slik gikk det ikke. Inntrykket mange satt igjen med, var at prosjektet ble avlyst fordi ingen trodde det ville være mulig å gjennomføre. Derfor ga vi opp, låste døren på Mongstad og fant oss noe annet å gjøre.

Det er omtrent så langt fra sannheten som det er mulig å komme.

Fangst av CO₂ er gammelt nytt

Det finnes mange ulike metoder for å fange CO₂, eller karbondioksid om du vil. Vi fant ut hvordan vi skulle gjøre det allerede på 1930-tallet. Naturgass er gjerne blandet med en del CO₂, slik at når man utvinner naturgass, får man med CO₂ på kjøpet. Naturgass brenner veldig godt og inneholder masse energi. CO₂, derimot, brenner ikke i det hele tatt, og vi kan ikke få noe energi fra det.

Derfor trengte vi en måte å skille CO₂ fra andre gasser på.

En kjemisk skilsmisse

Den eldste fangstmetoden vi har, går ut på å blande en type stoffer som kalles aminer sammen med naturgass og CO₂. Aminer fester seg til CO₂-molekylene, og sammen blir de så tunge at de synker til bunnen, mens naturgassen flyter på toppen og blir enkel å skille ut så den kan brukes til noe nyttig. Resten av blandingen kan vi varme opp, slik at aminene slipper CO₂ -en, som vi da kan fange opp og kvitte oss med.

Nøyaktig den samme metoden kan brukes på eksosen som produseres ved et gass- eller kullkraftverk.

Nedprioritering ble til krasjlanding

Det er ikke på langt nær så vanskelig å fange CO₂ som mange kanskje fikk inntrykk av da krasjlandingen til Jens akkurat var blitt et faktum. Det var heller ikke en skikkelig krasjlanding, men ganske enkelt et kutt i finansiering. Mongstad fikk litt mindre penger enn opprinnelig lovet.

Prosjektet kostet nok mer enn det smakte for Jens, for CO₂ -fangst er dyrt så lenge avgiften på CO₂ -utslipp er lav.

Resultatet ble at full fangst av omtrent all CO₂ på gasskraftverket på Mongstad måtte avlyses. Likevel er Mongstad fortsatt verdens største senter for testing og utvikling av ny teknologi innen CO₂ -fangst. Innenfor fagmiljøet, både i Norge og i andre land, regnes fortsatt historien om teknologisenteret på Mongstad som en suksess.

Historien om Mongstad er heller ikke avsluttet, men pågår i beste velgående.

LES OGSÅ: Bakterier kan overvåke karbonlagring og redde klimaet

Superkritisk CO₂

Når CO₂ først er blitt fanget, kan det transporteres enten i rørledninger eller tankskip til et egnet lagringssted. Før CO₂ lagres, må den pakkes sammen så den tar minst mulig plass. Dypt under bakken er trykket mye høyere enn her ved overflaten. Hvis man kommer under en dybde på ca. 800 meter, vil trykket komme over 74 bar, altså omtrent 74 ganger så høyt trykk som ved overflaten. Dette er en slags magisk grense for CO₂. Ved så høyt trykk, og en temperatur på over 31°C, er gassen i en tilstand som kalles superkritisk.

Dette er ikke på langt nær så farlig eller kritisk som det kan høres ut som på navnet. Det vil rett og slett si at CO₂ er nesten like tett som når det er flytende, men det strømmer nesten like lett som når det er gass. Dette er veldig gunstig når vi skal pumpe CO₂ inn i trange hulrom og kanaler så effektivt som mulig, og samtidig få puttet inn så mye som mulig på liten plass. Det eneste som må til for å holde CO₂ i denne fasen, er høyt nok trykk.

Stein på stein

For å kunne lagre CO₂ et sted, trenger vi et par ting. Vi trenger god plass, og vi trenger at gassen blir hindret fra å rømme opp til overflaten igjen. Porøs stein med en tett stein rundt, kan gi oss begge deler.

Har du noensinne prøvd å skylle marshmallows ned i do? Prøv, det er ganske morsomt. Du vil fort merke at det er lettere sagt enn gjort. De vil ikke synke, men blir liggende og flyte rundt i vannet. Grunnen er at de er fulle av luft som ikke slipper ut. En marshmallow er et lager for luft.

Vi vil ha et tilsvarende lager for CO₂. Her kommer porøs stein inn i bildet. Så lenge en god del (10-50 %) av steinen er hulrom, såkalte porer, vil vi kunne lagre mye CO₂ i steinen.

Taket må være tett

Dessverre holder det ikke bare at steinen er porøs, for vi må også hindre CO₂ i å stikke av. Akkurat som luften i en marshmallow. Derfor trenger vi en veldig tett bergart over lageret. Dette kalles en takbergart (caprock på engelsk) og fungerer som et fysisk stengsel for CO₂. Så lenge gassen blir holdt på plass inne i den porøse steinen lenge nok, vil kjemiske prosesser til slutt føre til at CO₂ blir til stein. Da ligger den i hvert fall trygt lagret.

Månelandingens historie

Når jeg blir konfrontert med månelandingen til Jens som om dette skulle være starten på noe nytt som vi aldri har prøvd før, må jeg innrømme at jeg blir litt skuffet. For det ville på ingen måte vært første gang CO₂ ble fanget eller lagret, hverken i verden generelt eller på norsk sokkel.

CO₂ blir allerede fanget på enhver gassplattform der naturgassen inneholder CO₂ ved utvinning. To steder i Norge blir også denne gassen lagret: På Sleipner-feltet har Statoil fanget og lagret CO₂ i Utsiraformasjonen siden 1996. Det andre stedet er Snøhvit-feltet, der CO₂ -lagring har pågått siden 2007.

Er du interessert i forskningsnyheter om realfag og teknologi? Abonner på vårt ukentlige nyhetsbrev(link is external) eller følg oss på Facebook.

Mer enn bare et eksosfilter

CO₂ -fangst både kan brukes og blir brukt i andre former for industri. Det er for eksempel er lite pilotprosjekt i gang på sementfabrikken til NorCem, der CO₂ fra sementproduksjonen fanges fremfor å slippes rett ut i atmosfæren. Dette prosjektet avsluttes dessverre i 2017, men om prosjektet viser seg å ha vært vellykket, vil det kunne bane vei for større og mer langvarige CO₂ -fangstprosjekter.

Prosjektet på NorCem illustrerer den store muligheten fangst og lagring av CO₂ kan tilby. Ved å fange CO₂ under sementproduksjon kan vi også redusere utslipp av klimagasser fra byggebransjen. Dette er en industri som det ikke snakkes så mye om i klimasammenheng, men som slipper ut mye CO₂, spesielt gjennom sementproduksjon. Derfor vil det være veldig gunstig å få redusert utslipp herfra.

Karbonnegativ teknologi

Når vi dyrker skog, tar trærne opp CO₂ fra lufta gjennom fotosyntese. Hvis vi deretter brenner trærne for å lage energi, slippes den samme CO₂ -en ut igjen, som en del av forbrenningen. Slik energiproduksjon kalles gjerne karbonnøytral. Vi skaper ikke noe mer CO₂ enn vi bruker.

Hva om vi hadde fanget den gassen som ble frigjort når vi brant trærne, istedenfor å slippe den ut? Da ville det være mindre CO₂ igjen i atmosfæren enn det var da vi begynte. Dette kalles karbonnegativ teknologi, og gir oss en enda bedre mulighet til å redusere klimagasser – en mulighet til å rette litt opp i noen av de feilene vi allerede har gjort.

En dyr, men viktig teknologi

CO₂ -fangst og -lagring er et mektig verktøy som vi har utviklet over mange tiår. Teknologien er klar til bruk og har vært det lenge.

Det som har stoppet oss så langt, er faktisk ikke annet enn mangel på penger og politisk vilje. For det koster å gjennomføre CO₂ -lagring i stor skala. Det er nødt til å skje i en mye større skala enn det vi gjør i dag, hvis det skal utgjøre noen forskjell. Muligheten er der hvis vi tar oss råd til det.

CO₂ -fangst og -lagring er en nøkkel til å redusere klimagassutslippene som er i ferd med å bli glemt eller undervurdert sammenlignet med elbiler og fornybar energi, men som kan være til stor hjelp hvis vi husker å bruke den.

Artikkelforfatteren har en doktorgrad i geofysikk fra UiO. Hun jobber som senioringeniør i USIT. Denne artikkelen ble først publisert i Argument.

Mer på Titan.uio.no:

Tags: 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Henrik Svensen

Steinbra formidler

Henrik Svensen ble tidlig bergtatt av steiner og Jordens eldgamle mysterier. Nå er han hedret for sitt arbeid med å bringe denne kunnskapen ut til folk.