Prosjektet MACH-2 har vært et samarbeid mellom SINTEF Industri, SINTEF Energi og NTNU. CLIMIT støttet prosjektet med 7,5 millioner kroner.

Viktig energibærer

Hydrogen er en viktig energibærer i omstillingen til et lavutslippssamfunn. For å redusere klimagassutslippene knyttet til hydrogenproduksjon fra naturgass, må CO₂ fanges og håndteres effektivt. MACH-2-prosjektet, som pågikk i perioden 2019 til 2024, utviklet en ny prosess som integrerer to etablerte fangstteknologier. – Vår tilnærming har vært å kombinere hydrogenproduksjon gjennom protonisk membranreformer (PMR)-teknologi, og lavtemperatur CO₂-fangst gjennom flytendegjøring i en ny, integrert prosess der begge teknologiene brukes innenfor sitt optimale driftsområde, sier Thijs Peters, prosjektleder i SINTEF Industri.

CO₂-renhet og brennverdi

Membranteknologien utnytter keramiske materialer til å produsere hydrogen fra naturgass som reformeres på membranene. Prosessen drives ved hjelp av elektrisk strøm og intern varme som genereres når hydrogenet separeres ut gjennom membranen. Restgassen som ikke passerer gjennom membranen, inneholder CO₂, vanndamp og noe gjenværende hydrogen. – Membranene fungerer godt til å hente ut hydrogen, men det er en grense for hvor mye vi bør ta ut før det går ut over effektiviteten. Derfor lar vi en andel bli igjen og fanger CO₂ i neste trinn, sier Peters videre. Restgassen behandles deretter i en separat enhet der CO₂ gjøres flytende ved hjelp av kjøling og trykkøkning.

Modellvalidering

I løpet av prosjektperioden ble det gjennomført flere eksperimenter. Membranstabilitet ble blant annet testet i opptil 1800 timer, med variasjoner i gass-sammensetning og hydrogenuttak. Flytendegjørings-eksperimenter ble gjennomført med gassblandinger som inneholdt hydrogen, metan og karbonmonoksid. Av den grunn ble Cold Carbon Capture Pilot-riggen i Trondheim oppgradert for å håndtere disse eksperimentene. De viste at CO₂ kunne separeres med opptil 99,9 % renhet, med trykk mellom 40 og 70 bar og temperaturer ned mot -55 °C. – Vi sammenlignet resultatene med simuleringsmodeller. Modellene samsvarte godt med eksperimentene, noe som gir oss tillit til videre bruk av simuleringer i design av fremtidige systemer, sier prosjektlederen i SINTEF Industri.

Lavt energitap og høy fangstrate

Gjennom simulering og optimalisering har MACH-2 utviklet en flytskjemamodell for hele prosessen. Den viser at en integrert prosess gir høyere energieffektivitet og lavere CO₂-utslipp, sammenlignet med mer konvensjonelle prosesser for hydrogenproduksjon med fangst av CO₂. Det indikerer at konseptet er økonomisk konkurransedyktig.

Klar for neste fase

Resultatene videreføres nå i nye prosjekter, blant annet et planlagt demonstrasjonsanlegg med hydrogenproduksjon på 50 kg per dag. Teknologien benyttes også i europeiske prosjekter der membranene brukes til fangst fra biogass.

Prosjektet «Disruptive CO₂ Capture» (CO₂-adsorpsjonsteknologi) har et totalbudsjett på 24 millioner kroner, der 50 % er finansiert av CLIMIT.

Selv om CO₂-fangst med solventer nå er den dominerende metoden, er metoden både kostbar og energikrevende. Adsorpsjon kan være et alternativ i fremtiden. Målet er å redusere både investeringskostnader (CAPEX) og driftskostnader (OPEX) med minst 20 % sammenlignet med dagens systemer. – Vi prøver å finne den beste kombinasjonen av materiale og prosess. Ambisjonen er å optimalisere prosessene for å redusere kostnader og forbedre effektiviteten, sier Dr. Shreenath Krishnamurthy, seniorforsker og prosjektleder i SINTEF.

Hvorfor adsorpsjon?

Solventbaserte absorbsjonssystemer benytter kjemikalier for å binde CO₂. Adsorpsjon derimot, er en metode der CO₂ fanges ved at gassmolekylene bindes fysisk eller kjemisk til overflaten av et fast materiale, kalt et adsorbent. Dette skjer uten at CO₂ går inn i selve materialet, i motsetning til absorpsjon, der CO₂ tas opp i et væskemedium. Adsorpsjon er ennå ikke en moden teknologi for punktutslipp av CO₂, og det gjenstår mange tekniske utfordringer.

Et teoretisk rammeverk

Kjernen i prosjektet er en avansert simuleringsmodell som skal teste ulike kombinasjoner av materialer og prosesser. DCC3 har som mål å evaluere temperaturvekslings-adsorpsjonsprosesser for røykgass fra gasskraftverk (NGCC). Teamet bygger et fleksibelt matematisk rammeverk og et kostnadsrammeverk som kan simulere ulike typer adsorpsjonsprosesser; fra faste sjikt og roterende sjikt til fluidiserte og bevegelige sjikt, ved å slå spesifikke parametere av og på. Simuleringene er forankret i gassfasetermodynamikk, adsorpsjonskinetikk og likevekts-data.

Modellen vil hjelpe teamet med å optimalisere hver prosess og sorbent for ytelse og kostnad, validere nøkkelparametere og til slutt velge det mest lovende adsorbent- og prosessoppsettet for fremtidig pilotutprøving. – Det handler ikke bare om det beste materialet, men også om å finne riktig prosessdesign. Vi gjør omfattende simuleringsarbeid for å beregne CAPEX og OPEX, og vi samler og mater inn eksperimentelle data for å forbedre modellene våre, fortsetter Dr. Shreenath Krishnamurthy.

Tette kunnskapshull

En av de største utfordringene er mangelen på offentlig tilgjengelige data – særlig knyttet til hvordan sorbenter reagerer med vanndamp i røykgass. Dette har krevd nye eksperimenter og forsinket enkelte deler av prosjektet. – I mange tilfeller har vi ikke de dataene vi trenger fra litteraturen. I stedet måler vi enkelte egenskaper selv. Vi tester hypotetiske ideelle sorbenter for å forstå ytelsesgapet og identifisere forskningsmål, som kan redusere kostnadene ved karbonfangst, sier Dr. Heng. Ved å utforske både eksisterende og hypotetiske materialer, kan teamet kartlegge hvordan et ideelt system ville sett ut – og hva som må forbedres for å komme dit.

Bredere betydning

Selv om prosjektet fokuserer på fangst fra røykgass (Post Combustion) fra gasskraftverk med kombinert syklus (NGCC), kan resultatene få betydning for andre CO₂-fangstapplikasjoner, inkludert CO₂-fangst fra luft. Samarbeidet har allerede resultert i to nye prosjekter mellom SINTEF og TotalEnergies, med fokus på karbonfangst. Prosjektene koordineres av SINTEF og finansieres av Clean Energy Transition Partnership (CETP). TotalEnergies spiller en aktiv rolle i arbeidet.

Et teknisk mål som peker seg ut, er å minimere det fysiske fotavtrykket til fremtidige karbonfangstenheter. Dersom adsorpsjonsteknologi kan oppnå både kostnads- og plasseffektivitet, blir det realistisk å etter-montere på eksisterende anlegg – spesielt på eksisterende anlegg med begrenset plass. – Ved nybygde energi- eller industriprosjekter har vi mer fleksibilitet. I prosjekter på eksisterende anlegg er integrasjonen svært kompleks. Derfor trenger vi kompakte, effektive løsninger, sier Dr. Heng i TotalEnergies.

Veien videre

Prosjektet har som mål å nå Teknologimodenhetsnivå (TRL) 4 innen fire år. Ved prosjektets slutt skal partnerne gjennomføre en grundig sammenligning mellom den nyutviklede adsorpsjonsteknologien og dagens løsemiddelbaserte systemer. Dette vil danne grunnlaget for en «go/no-go»-beslutning om videre utvikling. Dersom prosjektet lykkes, kan det bane vei for en pilotinstallasjon, som er et viktig steg mot kommersiell implementering.

For å bli klimanøytrale er det ikke tilstrekkelig å stoppe alle utslipp, det må også fjernes CO₂ fra atmosfæren (karbonfjerning), ifølge FNs klimapanel (IPCC). CLIMIT-programmet vil nå bidra til å realisere dette gjennom verdiskaping i Norge. Har du en prosjektidè? Ta kontakt!

Økt behov for karbonfjerning (Carbon Dioxide Removal – CDR) frem mot 2050

Interesse for karbonfjerning øker, og CLIMIT har derfor valgt å sette av egne midler til prosjekter innenfor denne kategorien i 2025. CLIMIT-programmet behandler søknader løpende, og alle søkere må følge CLIMITs vanlige prosedyre. Mer informasjon finner du her.

Eksempler på teknologiske løsninger innen CDR:

• DACCS – Fangst av CO₂ fra luft (Direct Air Capture- DAC) med geologisk lagring
• BioCCS – fange og geologisk lagre CO₂ fra industri som har biologisk råstoff/brensel
• Biokull (biochar) – til bruk i industri og landbruket med langtidslagring i jorden (som jordforbedring).
• Mineralisering (dannelse av karbonater som gir varig lagring av karbon)

BioCCS den mest modne løsningen

Per i dag er bioCCS den mest modne løsningen som kan gi størst utbytte i form av tonn CO₂ lagret per år. Industrien ser på bioCCS som en muliggjører for CCS, da fangst og lagring av biogene CO₂-utslipp kan gi mulighet for salg av karbonkreditter, noe som styrker forretningsmodeller.

I Norge er det mest aktivitet innenfor bioCCS og biokull/biochar. Samtidig har norske selskaper som Removr, Climeworks Norway og Carbon Removal fått støtte av Enova til studier på fangst direkte fra luft (DAC).

Formålet med midler til karbonfjerning i CLIMIT-Demo

Det er et økende behov for kunnskap om CDR i industri og forskning. Det er derfor viktig at CDR løsninger (teknologier, metoder, verdikjeder) testes ut og evalueres i god tid før 2050, slik at disse løsningene skal spille en større rolle for å holde temperaturøkningen under to-graders målet (ref. IPCC).

Per i dag finnes det muligheter for økonomisk støtte til CCS-prosjekter gjennom det norske virkemiddelapparatet som Enova, Forskningsrådet, Innovasjon Norge og Gassnova. Imidlertid har det ikke vært noe spesifikt søkelys på CDR.

Åpen utlysning i 2025

CLIMIT-Demo gir støtte til industriprosjekter og forskningsprosjekter i samarbeid med industri innenfor følgende temaer:

• BioCCS
• Biochar/biokull med søkelys på langvarig lagring til nytte i industri og eventuelt landbruk
• DAC med CCS
• Mineralisering ved injisering av CO₂ i berggrunn
• Utvikling og evaluering av metoder i henhold til EUs regelverk – for avklaring om et prosjekt bidrar til karbonfjerning, som for eksempel LCA (livsløpsanalyser), TEA (tekno-økonomiske analyser) og MRV (Måling/Monitorering- Rapportering-Verifisering)

Søker oppfordres til å vurdere nordisk- eller internasjonalt samarbeid med industri og/eller anerkjente forskningsinstitusjoner.

Med to tiår som drivkraft for innovasjon, har CLIMIT-programmet vært viktig i utviklingen av norske og internasjonale løsninger for CO₂-håndtering. Programmet er et samarbeid mellom Gassnova og Norges Forskningsråd.

Utvikling, testing og kommersialisering

Siden 2005 har CLIMIT bidratt til å utvikle, teste og kommersialisere CO₂-håndteringsteknologi. CLIMIT Summit 2025 blir en viktig markering av denne reisen, og en arena for å diskutere veien videre. Med et sterkt faglig program og mulighet for ulike anleggsbesøk, gir konferansen en unik mulighet til å knytte kontakter og utveksle kunnskap på tvers av fagdisipliner og landegrenser.

Delkonferanse om CDR og anleggsbesøk

I år har CLIMIT Summit en del-konferanse om Carbon Dioxide Removal (CDR), i samarbeid med Mission Innovationn CDR. Det arrangeres også besøk til Langskip-aktørene og Teknologisenter Mongstad (TCM). TCM er verdens største og mest fleksible testsenter for verifisering av teknologier for CO₂-fangst.

Arena for kunnskapsdeling

CLIMIT Summit har vokst siden oppstarten i 2010 og samler nå nærmere 350 deltakere fra mer enn 20 forskjellige land.

20 år med teknologiutvikling

Programmet har støttet mer enn 800 prosjekter innen forskning, utvikling og demonstrasjon av karbonfangst- og lagring (CCS). Mange har resultert i konkrete industrielle løsninger.

CLIMIT og CO₂-verdikjeden

CLIMIT har samarbeidet tett med forskningsmiljøer, samt industripartnere. Koblingen mellom forskning og industri gjør Norge til ledende aktør på området. CLIMIT er også sentral i utviklingen av forretningsmodeller for CCS, og legger til rette for samarbeid mellom aktører i ulike industrisektorer. Et helt sentralt eksempel er Langskip, der tidligere CLIMIT-støttede prosjekter har vært banebrytende for realiseringen av det som er Norges første storskala CCS-prosjekt. Langskip er også Norgeshistoriens største industrielle klimaprosjekt. Med Langskip på vei inn i operativ fase vil det høstes betydelige læringseffekter herfra. Dette vil bidra til ytterligere kostnadsreduksjoner og teknologiforbedringer for etterfølgende CCS-prosjekter.

Prosjektet er støttet med drøyt 4,8 millioner kroner fra CLIMIT. DNV samarbeider her med Equinor, Shell, TotalEnergies og Gassco. Arbeidet er planlagt avsluttet sommeren 2025.

Bakgrunnen

Klas Solberg er DNVs prosjektleder og forteller hvordan arbeidet startet.

«Safe & Sour»

I sammenheng med karbonfangst og -lagring (CCS) er «safe» å sørge for at CO₂ håndteres på en trygg måte som reduserer risiko for lekkasje, eller skade på miljøet og mennesker. Dette inkluderer riktig design og drift av lagringssteder. «Sour» er et begrep fra olje -og gassindustrien som relateres til tilstedeværelse av H₂S. H₂S har en vemmelig lukt av råtne egg.  

Strenge krav til renhetsgrad for CO₂ kan bidra til økte kostnader, fordi fjerning av H₂S og andre urenheter både er komplisert og kostbart. DNV-prosjektet undersøker nå om grensene for H₂S kan økes på en trygg måte, og hvilke materialvalg som må til for å hensynta tilstedeværelsen av H₂S. Dette kan gjøre CCS mer økonomisk gjennomførbart for flere aktører. Temaet er spesielt aktuelt i utviklingen av prosjekter tilsvarende Langskip, der rørledningene er viktig del av infrastrukturen. Ved å forstå hvordan H₂S påvirker materialene, kan dette forskningsprosjektet bidra til oppdaterte og mer kostnadseffektive design- og driftsstandarder.

Målsettingen

Anbefalingene fra prosjektet blir brukt til å oppdatere DNVs Recommended Practice – DNV-RP-F104 “Design and operation of carbon dioxide pipelines”. Dette er en veiledning som benyttes av industrien til design og drift av CO₂-rørledninger. – Her kan vi gi industrien verktøyene som trengs for å balansere sikkerhet og kostnader på en god måte, sier Klas Solberg.

«Joint Industry Project»

– Prosjektet drives som et «Joint Industry Project», der vi samarbeider med aktører representert
i CCS-verdikjeden. Partnere som IFE, Wood og DNV USA bidrar med sin ekspertise innen materialtesting og analyse, forteller Klas.Hovedfokuset er tester av hvilke konsentrasjoner av H₂S man kan ha, uten at rørledningen skades.

Prosjektet handler også om å overføre erfaringene fra olje- og gassindustrien, og benytte kunnskap og etablerte metoder for å løse CCS-utfordringer. – Ved å kombinere kunnskap og erfaring på tvers av sektorer, kan vi bidra til en trygg og kostnadseffektiv ramme for CCS. Her har energinasjonen Norge mange og store fortrinn, som dette aktuelle DNV-prosjektet benytter seg av. I sin tur gjør det CCS bedre tilgjengelig for flere aktører globalt. Dette er gevinstrealisering i form av kunnskapsdeling ut over landegrensene, sier Ernst Petter Axelsen. Han er Gassnovas rådgiver i DNV-prosjektet, som er en del av CLIMIT-bidraget.

CLIMIT gir legitimitet

– Bredt og tillitsfullt samarbeid er avgjørende i et prosjekt som dette, sier Klas Solberg.
DNV har en viktig rolle som tilrettelegger og uavhengig part. Selskapet hjelper industripartnerne med å finne felles forståelse og utvikle standarder og praksiser, som hele industrien kan enes om. CLIMIT-støtten gir prosjektet økt legitimitet, spesielt internasjonalt.

Resultatene hittil

– Så langt har vi utviklet testprosedyrer som kartlegger mekanismene som gjør at rørledningene kan ta skade av for høye H₂S konsentrasjoner. Dette har gitt verdifull innsikt i hvordan materialene påvirkes under ulike forhold. Selv om det eksperimentelle arbeidet fortsatt pågår, har prosjektet allerede lagt viktig grunnlag for videre forskning og utvikling. Anbefalingene så langt kan gi industrien nye perspektiver på hvordan H₂S håndteres i CO₂-strømmer, avslutter DNVs prosjektleder Klas Solberg.

Gassnova har omtalt relaterte temaer i sakene Lavtrykk CO₂; Større transportvolumer og økt kapasitet» og CO₂-transport; norsk kompetanse setter grenseverdier for urenheter.

Som en del av energiomstillingen handler prosjektet om å utvikle trygge, effektive løsninger som kan oppfylle klimamål på gigatonnskala. Forskningssjef ved NORCE og professor II Sarah Gasda forteller her om MuPSI-prosjektets målsettinger. Sammen med vitenskapelige funn presentert under GHGT-17-konferansen i Calgary, gir hun et bilde av MuPSI-prosjektets arbeid med trykkhåndtering og risikominimering ved CO₂-lagring.

CLIMIT-programmet har i en årrekke satset på internasjonalt samarbeid. Først gjennom Accelerating CCS technologies (ACT), og nå via det nye internasjonale partnerskapet Clean Energy Transition Partnership (CETP). MuPSI-prosjektet støttes gjennom CETP, som betyr at norske partnere får finansiell støtte fra CLIMIT, mens utenlandske partnere finansieres av virkemiddelaktører i deres egne land.

Bakgrunn og hovedmålene med MuPSI

MuPSI-prosjektet er organisert i samarbeid med partnere fra blant annet USA, Skottland, Spania og Nederland – der teknisk ekspertise og erfaringer deles for å utvikle standardiserte og skalerbare løsninger. Prosjektets norske del starter over nyttår. Sarah Gasda understreker at de tekniske aspektene av MuPSI er krevende, og at godt samspill er avgjørende for å oppnå en trygg implementering av metodene.

MuPSI er designet for å muliggjøre karbonlagring på gigatonnskala, noe som er nødvendig for å nå de internasjonale klimamålene IPCC har satt. For å oppnå denne skalaen må det utvikles delte CO₂-hubber, som gjør det mulig for flere aktører å utnytte felles lagringsområder og overflateinfrastruktur på en kostnadseffektiv måte. Slike hubber vil også kunne redusere logistiske kostnader og forenkle den overordnede håndteringen av CO₂-lagringen. Samtidig innebærer deling av lagringsinfrastruktur nye utfordringer, ettersom trykkøkninger fra en aktør kan påvirke nabolisensene. Dette kan skape komplekse ringvirkninger som krever nøye risikohåndtering, overvåkning og modellering.

Teknologiske og geologiske utfordringer

CCS baseres på muligheten for å trygt lagre CO₂ i underjordiske formasjoner. MuPSI-prosjektet er spesielt fokusert på hvordan trykk fra CO₂-injeksjon kan håndteres når flere aktører opererer i samme område. Gasda beskriver at aldring av lagringsfeltene, utvikling av fornybare energikilder og integrering av bærekraftige løsninger står sentralt i MuPSI. – Vi må sikre at de tekniske og miljømessige kravene overholdes i alle aspekter av lagringen, sier Gasda. Dette innebærer grundig testing og modellering for å sikre at lagringen kan skje trygt og pålitelig over tid.

Forskning viser at trykk fra CO₂-injeksjon kan forflytte seg raskere og over større avstander. Dette er en avgjørende faktor fordi trykkforflytningen kan føre til at nærliggende lisenser påvirkes – og kan redusere den tilgjengelige lagringskapasiteten på grunn av økt risiko for lekkasje og jordskjelv. I MuPSI utvikles hierarkiske modeller som kombinerer regional trykk- og spennings- analyse med detaljerte, lokale simuleringer. Dette gjør det mulig å overvåke trykkforholdene i større områder, samtidig som spesifikke geologiske trekk på lokalt nivå blir hensyntatt. Det er viktig for å kunne evaluere risikoen forbundet med trykkøkninger, slik at operatørene får en nøyaktig vurdering av hvor mye CO₂ de trygt kan injisere, uten å påvirke andre aktører i området negativt.

Infrastruktur og trykkpåvirkning

Ifølge Gasda er en av fordelene med å hensynta overordnet infrastruktur for CO₂-lagring at det muliggjør å injisere og lagre store mengder CO₂, fra flere aktører på en kostnadseffektiv måte.

Northern Lights er et eksempel på hvordan felles ressurser kan brukes til CO₂-injeksjon. Northern Lights fungerer som en hub som kan motta CO₂ fra flere kilder, og lagre det i underjordiske formasjoner i Nordsjøen. Slike hubber krever avanserte modeller for trykkhåndtering, ettersom trykket fra én aktør kan påvirke kapasitetsplanene til nabolisensene.

MuPSI-prosjektet undersøker hvordan CO₂-injeksjon fra flere aktører i samme område kan føre til overlappende trykksoner. Dette kan påvirke lagringskapasiteten til de ulike aktørene. – I praksis betyr dette at naboinjeksjoner kan påvirke den kapasiteten en operatør tror den har til rådighet, sier Gasda videre. Hvis en aktør har solgt lagringskapasitet og senere oppdager at naboinjeksjoner endrer trykkforholdene, kan det være nødvendig å justere avtalene. For å redusere risikoen for uforutsette endringer i kapasiteten, skal MuPSI se hele regionen som en samlet ressurs, og planlegge lagringskapasiteten som én enhet. Dette gir bedre risikohåndtering, bedre kostnadsstyring og mer formålstjenlig planlegging over tid.

Erfaring fra olje- og gassaktiviteter

I tillegg til nye CO₂-injeksjoner må MuPSI ta hensyn til tidligere olje- og gassaktivitet i området. Ifølge Gasda kan trykkendringer som følge av olje- og gassproduksjon påvirke hvor mye CO₂ som kan lagres trygt over tid. Forskning viser at geologiske formasjoner som tidligere har vært utsatt for utvinning, kan ha helt andre trykkforhold enn uutnyttede områder. – Dette gjelder spesielt i områder der man har hentet ut store mengder hydrokarboner, sier Gasda. Hun forklarer at trykkforholdene i slike felt kan kreve tilpassede modeller, for å forstå endringene som oppstår når nye CO₂-injeksjoner starter i samme område.

Langsiktige prediksjoner og risikohåndtering

Sarah Gasda forklarer at tidsperspektivet for prediksjonene i MuPSI er flere tiår, noe som er essensielt for et prosjekt som skal lagre store mengder CO₂ over tid. – Hvis vi har grundig forståelse av geologien, kan vi utarbeide prediksjoner som gir et realistisk bilde av trykkforholdene fremover, med en spredning som dekker alle potensielle scenarier, sier hun. Forskning viser at langsiktige modeller gir mer robust planleggingsstøtte, slik at aktørene kan basere sine beslutninger på mer pålitelige prognoser.

Internasjonalt samarbeid og kunnskapsdeling

Det internasjonale samarbeidet i MuPSI-prosjektet er sentralt. Gasda presiserer verdien av å samarbeide med partnere fra blant annet Skottland og USA. Skotske partnere bidrar med kompetanse innen geomekanikk og feltmålinger. Forskningspartnere fra Spania har god teoretisk kompetanse. De deltar for å lære fra prosjektet og bygge opp egen kunnskap om CO₂-lagring.
– For spanjolene er dette en anledning til å lære av våre erfaringer med ekte modeller og prosjekter, og dermed få praktiske erfaring som kan bidra til CO₂-lagringsprosjekter i Sør-Europa. Der er denne teknologien er mindre utviklet, sier hun.

Langskip og Northern Lights

MuPSI har relevans for Northern Lights, som et knutepunkt for offshore CO₂-injeksjon i Norge – og en viktig del av Langskip-prosjektet. Gasda peker på at MuPSI skal gi kunnskap om hvordan aktiviteter fra andre operatører kan påvirke lisensene rundt Northern Lights-området. – Vårt arbeid gir innsikt i hvordan man kan planlegge og sikre optimal bruk av felles infrastruktur i stor skala, forklarer Gasda. Dette bidrar til å maksimere utnyttelsen av tilgjengelige ressurser, samtidig som risikoen reduseres for at én operatørs aktiviteter påvirker en annen negativt.

MuPSI-prosjektets arbeid med trykkstyring er en viktig brikke for at karbonlagringen skal kunne skaleres til gigatonn-nivåer. Ved å utvikle en struktur som gir alle aktører tilgang til pålitelig og oppdatert informasjon om trykkforholdene, kan MuPSI bidra til å gjøre karbonfangst og -lagring enda mer trygt og effektivt.

CLIMIT sin hovedmål er å bidra til å utvikle teknologi og løsninger for CO₂-håndtering. Programmet finansierer forskning, utvikling og innovasjon som kan bidra til at CO₂-håndtering på sikt kan bli et klimatiltak hvor milliarder av tonn CO₂ fanges og lagres verden over.

Forskningsrådets del av CLIMIT-programmet vil bidra med midler til følgende utlysninger høsten 2024 og gjennom hele 2025:

Utlysning	Tilgjengelige midler	Søknadsfrist	Lenke til utlysninger
Internasjonale prosjekter gjennom CETP Joint Call 2024	40 mill. kr.	21. November 2024	Lenke
Samarbeidsprosjekter (KSP-S)	40 mill. kr.	5. mars 2025	Lenke
Internasjonale prosjekter gjennom CETP Joint Call 2025	30 mill. kr.	Høsten 2025	Utlysningen vil bli lagt ut på CETPs hjemmeside våren 2025

I tillegg vil også Gassnovas program, CLIMIT-demo, ha utlysning i 2025. Mer detaljer om mulighetene gjennom Gassnovas del av CLIMIT er tilgjengelig her.

Begrenset budsjett

CLIMIT har begrenset budsjett, og av den grunn prioriteres kun samarbeidsprosjekter og internasjonale prosjekter i 2025.

Det betyr at det ikke vil bli øremerkede midler til CO₂-håndtering i Forskningrådets utlysninger av innovasjonsprosjekter (IPN) og kompetanseprosjekter (KSP-K) i 2025.

Søkere som er interessert i innovasjonsprosjekter henvises til CLIMIT-Demo sin utlysning.

Samarbeidsprosjekter

CLIMIT har i en årrekke prioritert utlysning av kompetanseprosjekter (KSP-K), samtidig som det er flere år siden CLIMIT hadde utlysning av Forskningsprosjekter. Dette har ført til at CLIMITs portefølje i flere år har hatt en synkende andel av grunnforskning. I 2025 utlyses derfor samarbeidsprosjekter (KSP-S) hvor det åpnes opp for søknader om nye konsepter. Hensikten med denne prioriteringen er å øke CLIMIT-porteføljens andel av grunnforskning som kan ha god relevans for næringslivet.

Viktige kjennetegn ved samarbeidsprosjekter (KSP-S) er:

• Prosjektene utvikler ny kunnskap og bygger forskningskompetanse som samfunnet og/eller næringslivet trenger for å møte viktige samfunnsutfordringer.
• Prosjektene ligger i eller nær forskningsfronten.
• Prosjektene skal ha minimum to norske samarbeidspartnere som ikke er forskningsorganisasjoner. Dette er samfunns- eller næringsaktører som bidrar med erfaring og kunnskap, og sikrer at prosjektet og dets målsetning treffer reelle utfordringer. Søknaden må vise til at minimum 10 prosent av prosjektets totalkostnader skal forbrukes hos disse aktørene. Det er imidlertid ikke krav om kontantbidrag fra industripartnere.

Mer detaljer om samarbeidsprosjekter er tilgjengelig på Forskningsrådets hjemmeside.

CETPs internasjonale utlysninger

Internasjonalt samarbeid er viktig for å lykkes med implementering av CO₂-håndtering i stor skala. Gjennom CETP-samarbeidet settes det hvert år opp internasjonale fellesutlysninger for forskning- og innovasjonsprosjekter. Her må det være med partnere fra minst tre av landene som deltar i CETP.

CETPs 2024-utlysning har skissefrist allerede 21. november 2024.

CETPS 2025-utlysning publiseres våren 2025 med skissefrist november 2025.

Kontakt oss

Kontakt gjerne Aage Stangeland hos Forskningsrådet dersom du har spørsmål om utlysningene.

Målet er å redusere både risiko og kostnader og øke kunnskapen om takbergarten på norsk sokkel. Prosjektet er støttet av CLIMIT med 400 000 kroner. Gassnovas CLIMIT-representant Ernst Petter Axelsen er prosjektets rådgiver.

Formålet

Et sentralt mål er å redusere risikoen og kostnadene knyttet til CO₂-lagring. Ved å øke forståelsen for hvordan sedimentene og takbergarten oppfører seg ved CO₂-injisering, reduseres risikoen for lekkasjer og sikrer trygg og effektiv lagring av gassen. Dette bidrar til forutsigbarhet og færre hendelser som kan føre til uforutsette utgifter. Kvaliteten eller integriteten til takbergarten er en kritisk faktor for sikker, permanent og trygg CO₂-lagring i undergrunnen.

Ved å utvikle og teste en ny modell for hvordan sedimentene endrer egenskaper over tid, håper Brit Thyberg å kunne forutsi hvilke områder som egner seg best for CO₂-lagring. Målet er å dele undergrunnen inn i systemer og identifisere hvilke områder og intervaller som har god nok kvalitet på takbergarten. Dette bidrar til trygg og effektiv injeksjon og lagring av CO₂.

– Kunnskapen fra dette prosjektet, og alle mineral dataene vi har samlet, kan brukes til å utvikle AI-algoritmer, digitale kart eller atlas, slik at vi kan predikere systemene og bruke informasjonen aktivt i våre analyser og som beslutningsgrunnlag i sanntid, sier Brit, som gjerne inviterer til samarbeid om dette.

Et naturlig laboratorium

– Vi som jobber med Nordsjøens geologi er heldige, da vi har et naturlig laboratorium med regionale og stratigrafiske variasjoner, som gir ekstra gode muligheter til å studere de geologiske, mekaniske og kjemiske prosessene som påvirker sedimentenes egenskaper i undergrunnen, sier Brit Thyberg. Hun forklarer at disse sedimentene representerer både muligheter og utfordringer.

Den kenozoiske lagpakken (overburden) i Nordsjøen består av flere ulike sedimentære enheter. Dette inkluderer paleogene marine leirer, sandige turbiditter/injektitter/synkitter og neogene deltaiske sandavsetninger samt offshore marine leirer. Selv om variasjonene representerer muligheter for CO₂-lagringsreservoarer i de grunnere lagene i Nordsjøen, innebærer de også utfordringer knyttet til forseglingsevnen til leire og leirsteiner (takbergarten). Leire og leirsteiner består hovedsakelig av ulike typer leirmineraler (for eksempel smektitt, illite, kaolinite, kloritt), samt silt, biogent og organisk materiale. Den primære sammensetningen av leirmineralene varierer som en funksjon av erosjon fra ulike kildeområder, klima, avsetningsmiljø og variasjoner i tilførsel av vulkansk og klastisk materiale. Variasjoner i mineral sammensetning kan påvirke hvordan sedimentene reagerer på økende trykk og temperatur under økende begraving. De regionale og stratigrafiske variasjonene gjør det spesielt viktig å forstå tetthet og forseglingsevnen til leire og leirsteiner over reservoarene.

For å kunne forutsi hvilke områder og intervaller som har gode takbergartsegenskaper for CO₂-lagring, understreker Brit viktigheten av regional forståelse og kartlegging.

Dedikert faglig innovatør

I over 20 år har Brit Thyberg vært engasjert i arbeid med Nordsjøens geologi, digitalisering, teknologiutvikling og utforskning, ofte i fronten av innovasjonslandskapet. – Med en doktorgrad i «overburden» med fokus på leire og leirsteiner i Nordsjøen, ser jeg et stort potensial i å systematisere og bruke denne kunnskapen innenfor CO₂-lagring.

Brits karriere innen leirforskning startet da hun på midten av 1990-tallet ble involvert som stipendiat i et omfattende EU-prosjekt ledet av professor Knut Bjørlykke ved Universitetet i Oslo. Målet var å integrere mineraldata fra cuttings med seismikk og brønnlogger for å forstå den kenozoiske lagpakken i Nordsjøen bedre. Tverrfaglighet og integrering av flere datatyper i et stort regionalt prosjekt var en nyskapende arbeidsmåte den gangen. – Det nye var også at vi utvidet kunnskapsgrunnlaget om sedimentenes sammensetning i den grunne kenozoiske lagpakken i Nordsjøen. På den tiden var det mest fokus på olje, gass og egenskaper ved dypere reservoarbergarter, sier Brit. Hun legger til at Universitetet i Oslo, ved Institutt for geofag, på mange måter ble spesialister på leire og leirsteiner gjennom flere store forskningsprosjekter.

Takbergartens kvalitet

– I det store EU-prosjektet fant vi ut at leirmineralene har ulike kjemiske og fysiske egenskaper som påvirker den mekaniske sammenpressing (kompaksjon) til leirsteiner i undergrunnen. For eksempel dokumenterte vi at grovkornet glasial pliocen leire gjennomgår relativt rask mekanisk kompaksjon, mens finkornede eocene smektittrike leirer dannet fra vulkansk materiale, eller finkornede pliocen marine smektittrike leirer, kompaktes mye langsommere. Vi fant også et regionalt utbredt leirlag bestående av en miks av diatomeer og leirmineraler fra oligocen i nordlige Nordsjøen, sier Brit Thyberg.

Diatomeer er små mikroskopiske organismer som består av silika. Diatomeer blandet med leire endrer sedimentenes egenskaper, inkludert evnen til å fungere som forseglende lag ved CO₂-lagring. Egenskapene endres imidlertid med økende begravningsdyp. Professor Bjørg Stabell fant den gang også en «ny» diatomee i Nordsjøen som fikk navnet etter Brit Thyberg: «Paralia Thybergii». Mikrofossilet ligner på Colosseum i miniatyr.

Brit peker på hvordan ulike leirtyper kan påvirke tettheten til takbergarten. Takbergarten må være tett nok til å holde på gassen, men også kunne tilpasse seg mekanisk trykk og kjemiske endringer uten «å sprekke opp». – For eksempel kan tilstedeværelsen av diatomeer i leire og leirsteiner endre kvaliteten på takbergarten, noe som kan påvirke hvor godt den holder på CO₂.

Ved å forstå hvordan leire, diatomeer og ulike leirmineraler påvirker takbergarten, kan forskerne i større grad forutsi hvilke områder som vil være best egnet for CO₂-lagring.

I 2012 mottok Brit og tidligere kollega professor Jens Jahren en forskningspris for sitt arbeid på leirforskning. Brit koblet geologi med kunnskap fra nettverksteorien hun tidligere lærte på sin master i teknologiledelse, slik at vi så på leirstein «med nye øyne». Funnene fra denne forskningen har stor betydning for det Brit jobber med i CLIMIT-prosjektet. Det store industri-samarbeidsprosjektet «NOROG Digital Cuttings» har også hatt spilt en stor rolle.

Digitalisering av data

I 2018 startet industrien et omfattende, treårig samarbeid for å digitalisere cuttings-data som tidligere kun var lagret for eksempel hos Sokkeldirektoratet. Cuttings er små biter av undergrunnen som tas ut når en brønn bores. Over 700 000 prøver fra 1934 utforskningsbrønner på norsk sokkel ble digitalisert og analysert. – Prøvene gir verdifull informasjon om sammensetningen av undergrunnen, spesielt informasjon om sediment-sammensetningen og lagpakker som kan være aktuelle for CO₂-lagring, sier Brit. Hun sammenligner prosessen med å bore gjennom en vegg: – Først treffer du tapetet, så gipsplaten og deretter mursteinen. På samme måte kan vi bruke cuttings til å analysere forskjeller i sammensetningen av lagene i undergrunnen, og få informasjon om hva som befinner seg der. Cuttings gir forskere innsikt i hele boreintervallet, ikke bare på steder hvor kjerner er tatt ut. Digitaliseringsprosjektet åpnet et nytt landskap for forskning og forståelse av undergrunnen, særlige av de grunnere lagene relevant for CO₂-lagring i Nordsjøen. Flere aktører på norsk sokkel har inkludert det store datasettet i sine digitale løsninger. Videreutvikling og integrering av cuttings-dataene blir en viktig del av Brit Thybergs arbeid med å øke kunnskapen om takbergartens egenskaper.

I dette CLIMIT-prosjektet har Brit brukt dataene til å screene etter brønner med leirrike diatomee-lag, tilsvarende de som ble funnet på 1990-tallet. Det viser seg at mange av disse NOROG-brønnene inneholder miksen av leire og diatomeer i spesifikke lag, også i flere brønner i nærheten av nåværende CCS-lisenser på norsk sokkel. Økt kunnskap om leire og den mekaniske og kjemiske kompaksjonen kan være nyttig for andre ulike typer prosjekter, fra infrastrukturutvikling til sikker lagring av avfall, havvind og det grønne skiftet innen olje og gass.

Veien videre

Forretningsutvikling har sine utfordringer, spesielt når det gjelder å sikre eierskap til eget arbeid. For å få på plass avtaler og sikre eget kommersielt eierskap, sier Brit at det føles trygt å ha rådene fra Ernst Petter Axelsen og CLIMIT i ryggen. – Jeg har allerede erfart at det å ha CLIMIT på lag styrker prosjektets integritet. Dette blir viktig fremover, spesielt i dialog med potensielle industripartnere og flere samarbeidspartnere, sier Brit. Ved å fortsette arbeidet håper hun å kunne utvikle modeller, systemer og AI-algoritmer som gir enda bedre forståelse av hvordan undergrunnen kan benyttes til CO₂-lagring. Brit Thybergs drivkraft er å gjøre lagring av CO₂ enda tryggere og mer kostnadseffektiv, og øke kunnskapen om takbergarten, basert på forskningsdrevet innovasjon.

Behovet for nøyaktige og skalerbare massestrømmåling, som fra Cignus Instruments, i CCS-prosjekter er stort, siden dagens teknologi ikke fullt ut dekker spesifikke krav fra industrien. Tradisjonelle Coriolis-målere har utfordringer ved oppskalering til større dimensjoner, og drift under høye trykk. I tillegg kan Coriolis-teknologien føre til betydelig internt trykkfall. Det kan skape problemer ved måling av væsker nær kokepunktet, noe som igjen øker måleusikkerheten.

Prosjektet er støttet av CLIMIT med 1,7 millioner kroner. Gründer og daglig leder Martin Nese er prosjektansvarlig hos Cignus Instruments AS.

Målsettingen

Målet med prosjektet er å demonstrere fordelene ved Cignus-teknologien i storskala CCS-anlegg. Teknologien skal tilby en mer nøyaktig og enklere metode for massestrømmåling av CO₂. – Vi gjennomførte en testkampanje ved Equinors P-Lab ved Herøya i Porsgrunn. Der fikk vi se at trykkfallet gjennom Cignus-måleren er begrenset til omtrent en tidel av trykkfallet gjennom en rettrørs Coriolis-måler med samme kapasitet, sier Martin Nese. – Det lave, permanente trykkfallet er spesielt viktig for å redusere risikoen for koking – og dermed minimere måleusikkerheten ved måling av CO₂ i væskefase. Lavere trykkfall betyr lavere energiforbruk. Dette understreker potensialet for Cignus-teknologien i storskala-applikasjoner.

Leveransene i prosjektet

Prototypen demonstrerte funksjon og nøyaktighet for Cignus-massestrømmåleren i CO₂, både i gassfase, flytende fase og superkritisk fase ved relevante industrielle betingelser. Testkampanjen ved Equinor P-Lab var opprinnelig planlagt gjennomført i første kvartal 2023, men ble utsatt til oktober samme år. Utsettelsen ga bedre tid til å karakterisere og gjennomføre ulike tester av CO₂-prototypen.

Prototypen er nå testet i korrekt medium, i en installasjon som er tilnærmet lik et reelt prosessanlegg – og viser at instrumentet fungerer som det skal, også når pådraget varieres over et stort område. Ved måling av massestrøm og fluidtetthet har Cignus-måleren nøyaktighet sammenlignbar med Coriolis-målere montert i serie.

Oppskalering

Neste trinn i utviklingen er bygging og kvalifisering av en full-størrelse CO₂-måler med kapasitet på 1000 tonn/time og designtrykk 300 bar, for installasjon i et storskala CCS-pilotanlegg innen 2026. – Vi planlegger å teste teknologien i en fullskala installasjon så tidlig som mulig, for å samle mest mulig felterfaring under kontinuerlig drift over tid. Parallelt vil vi etablere en leverandørkjede og kapasitet for å produsere endelig produkt for storskala CCS-anvendelser fra 2026, forklarer Martin Nese. Dette vil være et stort steg fremover, ikke bare for Cignus, men også for hele CCS-industrien. Ved å kunne tilby en mer nøyaktig og pålitelig metode for måling av CO₂, spesielt i store rørledninger og under vanskelige driftsforhold, kan teknologien bli en industristandard.

Godt posisjonert

– Cignus Instruments er godt posisjonert til å lede utviklingen av fremtidens massestrømmålere, med et spesielt fokus på CCS-industrien. Vi ser dessuten stort potensiale i å implementere slike målere subsea, der det er viktig å vite nøyaktig mengde CO₂ fordelt til hver enkelt brønn. Samlet gir dette en spennende fremtid for Cignus Instruments og deres bidrag til CO₂-reduksjon globalt, sier Ernst Petter Axelsen – Gassnovas representant i CLIMIT-programmet og Cignus-prosjektets rådgiver.

Fremtidsperspektiver

– Vi planlegger å produsere målerne i samarbeid med leverandørindustri i Stavanger-området, som har erfaring fra olje- og gassindustrien. På sikt ser vi også muligheter for samarbeid med DNV, som skal etablere en kommersiell kalibrerings-lab for CO₂-målere i Nederland. Dette vil gi oss muligheten til å tilby kalibreringstjenester i stor skala, noe som er essensielt for å oppnå den nødvendige tilliten i industrien, sier Martin videre.

Martin forteller også om mulighetene for å utvide forretningsmodellen. – Vi vurderer å tilby datainnsamlingstjenester som en del av vår forretningsmodell, i stedet for kun å levere selve instrumentene. Dette er noe vi vil se på videre når det foreligger et ferdig kvalifisert produkt. Vi tror at tilgang til sanntidsdata og muligheten til å gjøre helsesjekk av instrumentene under drift, kan være verdifulle tjenester for kundene våre.

Når det gjelder internasjonalt samspill, forklarer Martin at de samarbeider med flere miljøer, både norske og internasjonale. – Norge er ledende innen lagringsteknologi for CO₂, og det er en forventning at innsikten fra norske CCS-prosjekter deles internasjonalt, spesielt i Europa. Cignus Instruments ser derfor på muligheter for å ekspandere internasjonalt, med bakgrunn i flere referanseprosjekter fremover.

Teknologien har potensial til å styrke både sikkerheten og økonomien ved CO₂-lagring. Prosjektet er støttet av CLIMIT med i underkant av 4,8 millioner kroner. Ansvarlig i qWave er administrerende direktør Jan Ove Nesvik. 

Sikkerhet og økonomi

Effektiv og sikker lagring av CO₂ krever god forståelse av de horisontale spenningene i toppbergarter. De fungerer som forseglingselementer for å hindre lekkasje fra lagringsreservoarer. Caprock er en kritisk komponent i disse prosjektene, og hindrer CO₂ fra å migrere ut av lagringsområdene. For å kunne vurdere hvor mye CO₂ som kan injiseres er det viktig å forstå spenningene som påvirker bergartene. Bedre forståelse av caprockens egenskaper kan bidra til økte CO₂-injeksjonsvolumer per brønn. Ved å minimere risikoen for lekkasje vil dette redusere lagringskostnadene og styrke sikkerheten,

Dagens metoder for å måle horisontale spenninger, som Leak-Off-Test (LOT) og bruk av utstyr med straddle-packers, har flere begrensninger. Metodene kan gi upålitelige resultater, som gjør det nødvendig med gjentatte målinger for å sikre nøyaktige data. Dette er utfordrende når målingene foregår på dypt vann, der kostnadene eskalerer raskt. De eksisterende løsningene er også begrenset til bestemte dybder, og kan være utilstrekkelig ettersom spenningene i bergformasjonen kan variere med dybden. Dermed blir det utfordringer med å gi en nøyaktig vurdering av lagringsegenskapene, som igjen gjør prosjektene både kostbare og komplekse.

Inspirert av medisinsk vitenskap

qWave har hentet ideer fra medisinsk teknologi, spesielt Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL). Den benyttes til å knuse nyrestein ved hjelp av akustiske sjokkbølger, uten bruk av kirurgiske inngrep. Ved å overføre prinsippene fra ESWL til brønnteknologi, har qWave utviklet en metode med fokuserte sjokkbølger for å skape et svakt punkt i bergformasjonen. Dette muliggjør mer presis måling av horisontale spenninger, som er nødvendig for å vurdere CO₂-lagringskapasiteten. Teknologien inkluderer en sjokkbølge-generator med kapasitet opptil 30,000 volt. Ved å i tillegg fokusere sjokkbølgene klarer qWave å lage en flere centimeters perforering i borehullveggen. Egenutviklet pumpe og utstyr brukes til å sprekke opp formasjonen der perforeringen er gjort, og deretter til gradvis å lukke den igjen til minste horisontale spenning er målt. Dette muliggjør at qWave kan foreta bedre målinger på kortere tid.  

Teknologien har allerede vist lovende resultater. Prototypen er testet med suksess. Sjokkbølgeteknologien er utviklet i samarbeid med Harald Eizenhöfer, tidligere forskningsdirektør ved Dornier MedTech Systems GmbH, og Hartlauer Präzisions Elektronik GmbH, Første demonstrasjonen av prototypen skjedde i september 2023 ved NORCE/Ullrigg i Stavanger. Der viste verktøyet seg å være både robust og funksjonelt under realistiske brønnforhold. En ny demonstrasjon i november 2023 bekreftet dette inntrykket.

Industripartnerskap

qWave har etablert et Joint Industry Project med industripartnere som Equinor, Vår Energi, DNO og OMV. Selskapene bidrar med ekspertise og finansiering, og definerer samtidig teknologibehov og utviklingsmål. Partnerskapene ser et potensiale i qWaves teknologi – ikke bare ved å forbedre sikkerheten og kostnadseffektiviteten i CO₂-lagringsprosjekter, men også for bruksområder innen olje- og gassboring.

Den neste store milepælen for qWave og industripartnerne er å demonstrere teknologien i en offshore brønn. Dette er et viktig skritt mot kommersialisering av teknologien. En vellykket demonstrasjon offshore vil også bidra til å styrke tilliten til teknologien, og åpne for flere muligheter i markedene – både i Norge og internasjonalt. Det vurderes også flere tester og demonstrasjoner før teknologien blir demonstrert offshore.

– CLIMITs bidrag har vært avgjørende for prosjektet vårt. Støtten til å demonstrere teknologien har bidratt til utviklingen av en avansert prototype, og muliggjort omfattende testing ved NORCEs testsenter i Stavanger. Slike tester er kostbare, men samtidig helt nødvendige for å demonstrere at teknologien som blir utviklet og testet i qLab, også opererer som forventet under tilnærmede brønnforhold. Ikke minst tar vi lærdom og tilegner oss kunnskap vi ikke hadde tidligere, sier Jan Ove Nesvik i qWave.

– Med et sterkt engasjement for innovasjon, samarbeid og fokus på å møte industristandarder, er qWave i posisjon til å gjøre en betydelig forskjell. Videreutvikling og kommersialisering av denne teknologien vil være en viktig brikke fremover, for bærekraftige og sikre CO₂-lagringsløsninger. Fokuset her på innovasjon og partnerskap kan sette nye standarder i bransjen, sier Kirsten Haaberg. Hun er Gassnovas representant i CLIMIT, og prosjektets rådgiver.

Veien videre

Planen er å utvikle en kommersiell 2.0-versjon av verktøyet, som skal tilby enda bedre løsninger for måling av horisontale spenninger i brønner. Dette kan bli standarden for både CO₂-lagringsprosjekter og olje- og gassboringer. Målet er å forbedre sikkerheten og effektiviteten, og å være et betydelig fremskritt innen geomekanisk analyse.