Fra Lab til Langskip – med støtte fra CLIMIT

Støtten fra CLIMIT til SOLVit har vært avgjørende for utviklingen og testingen av teknologien som nå har startet fangst av CO₂ fra Heidelberg Materials sementfabrikk i Brevik.

SLB Capturi

SLB Capturi (tidligere Aker Carbon Capture) utviklet sin aminteknologi gjennom SOLVit- programmet. Etter omfattende testing ved Heidelberg Materials (tidligere Norcem) sitt testsenter i Brevik, ble teknologien valgt som den foretrukne løsningen for fullskala demonstrasjon av CO₂-fangst fra sementfabrikken. Fangstanlegget utgjør en sentral del av det norske Langskip CCS-demonstrasjonsprosjektet.

Akers testanlegg i drift hos Brevik CCS. Foto: Styrk Fjørtoft

SOLVit-programmet

SOLVit-programmet (2008 – 2015) var et betydelig forsknings- og utviklingsprogram som fokuserte på forbedring av solvent- og prosessteknologi for CO₂-fangst. Programmet ble ledet av Aker, med forskningsaktiviteter utført av SINTEF Industri i Trondheim i samarbeid med Aker og Institutt for kjemi ved NTNU. Flere industripartnere og mulige sluttbrukere av karbonfangstteknologier, inkludert EnBW, E.ON, Scottish Power og Statkraft, , bidro aktivt i ulike deler av SOLVit.

Programmet ble delvis finansiert av CLIMIT og Norges Forskningsråd, med et budsjett på 332 millioner kroner, hvorav 132 millioner kroner (40 prosent) kom fra CLIMIT.

Målsettinger for SOLVit

Hovedmålet var å redusere kostnadene ved CO₂-fangst fra avgass gjennom utvikling av mer energieffektive solventsystemer og tilpasset prosessteknologi. Andre mål inkluderte utvikling av mer miljøvennlige solventer og demonstrasjoner av ytelsesforbedringer av de nye solventene i pilotskala.

Programoversikt

SOLVit-programmet ble gjennomført i tre faser, hvor hver fase bygde på erfaringer fra den forrige:

• Fase 1 (2008-2010): Utvikling av funksjonelle solventer, etablering av laboratoriefasiliteter og et stasjonært pilotanlegg ved SINTEF Tiller.
• Fase 2 (2011-2012): Karakterisering og pilottesting av første generasjons solventer, med fokus på utvikling av nye banebrytende miljøvennlige solventer og reduksjon av miljøpåvirkning fra CO₂-fangst prosessen.
• Fase 3 (2013-2015): Kvalifisering av solventer gjennom pilottesting på ulike industrielle avgasser, demonstrasjon ved Teknologisenter Mongstad, samt utvikling av teknologi for kostnadsreduksjon ved CO₂-fangst.
  

Organisering og utdanning

Arbeidet i SOLVit var organisert i fire hovedområder: Grunnleggende studier, Modellering, Teknologiutvikling, og Pilotanleggstesting og demonstrasjon. I SOLVit-prosjektet ble det også utviklet svært sensitive LCMS-metoder for å kvantifisere nedbrytningsprodukter i solventer, med sensitivitet under 1 ng/ml. Metoder er utviklet for over 50 aminer, samt spesifikke metoder for alkylaminer, nitrosaminer, nitraminer og andre nedbrytningsprodukter.

I tillegg ble det gjennomført et utdanningsprogram ved NTNU, som bidro med grunnleggende forskning på solventbaserte fangstprosesser. Flere doktorgrads- og mastergradskandidater fullførte sine studier gjennom dette programmet, noe som bidro til utdanning av kvalifiserte forskere innen CO₂-fangstteknologier.

SOLVit ga betydelige resultater

Pilottesting viste at SOLVit-solventene var robuste, energieffektive og miljøvennlige. Det ble demonstrert opptil 35 prosent forbedring i energiforbruk sammenlignet med MEA (Mono Ethanol Amine), samt betydelig lavere solventforbruk og nedbrytningsrater. Utslipp av aminer og nedbrytningsprodukter kunne holdes på svært lave nivåer, noe som reduserte usikkerhetene knyttet til miljøpåvirkningen fra aminbaserte fangstprosesser.

Oppsummert ga det åtte år lange SOLVit-programmet økt forståelse av solventbaserte fangstprosesser på både grunnleggende og industrielt nivå. Flere nye solventer for CO₂-fangst fra avgasser ble utviklet. Programmet bidro betydelig til å modne Akers CO₂-fangstteknologi, og reduserte risikoen knyttet til oppskalering og storskala implementering.

Se mer informasjon om SOLVit her:

• SOLVit- climit.no

Testsenter Norcem (Heidelberg Materials Brevik)

Hovedmålet med testsenteret var å evaluere og sammenligne utvalgte CO₂-fangstteknologier for å finne den mest egnede for utslipp fra Heidelberg Materials sementfabrikk i Brevik. Prosjektet hadde et totalbudsjett på 93 millioner kroner og mottok ca 70 millioner kroner (75 prosent) av CLIMIT demo. ESA (European Surveillance Authority) godkjente den høye statlige støtten. Prosjektet varte fra 2013 til 2015.

Prosjektet fokuserte på fangstdelen av CCS-kjeden, med vekt på CO₂-fangstkapasitet, energiforbruk, påvirkning av forurensninger, og kostnader. Utnyttelse av restvarme fra fabrikken var også viktig.

Testsenter-prosjektet besto av to hoveddeler:
1) Pilottesting: Testing under reelle forhold med avgass fra sementfabrikken i Brevik  
2) Fullskala evalueringer: Felttesting og modelleringer for fullskala implementering
I fase I ble fire teknologier valgt: Aker Carbon Capture Amine Technology, RTI Solid Sorbent Technology, KEMA GL/NTNU & Yodfat Engineers Membrane Technology, og Alstom Power Regenerative Calcium Cycle. I fase II ble RTI Solid Sorbent Technology Phase II og Air Products & NTNU Membranteknologi studert.

Resultater og videreføring

Testing avdekket behov for tekniske optimaliseringer. Akers aminteknologi ble identifisert som den mest modne og klar for fullskala demonstrasjon. Som et resultat ble SLB Capturi (tidligere Aker Carbon Capture) valgt som teknologileverandør til Heidelberg Materials sitt fullskala CO₂-fangstprosjekt, som i dag er en del av Langskip.

Se mer informasjon her om testsenteret til Norcem (Heidelberg Materials i Brevik)

• Testanlegg for CO₂ Fangst ved Norcem Brevik, Prosjekt Fase II, Test trinn 1 – Climit