Agenda – 17. februar 2022 15.00 GMT

Introduction; James Craig, IEAGHG 
Short recap of CO₂DataShare; Grethe Tangen, SINTEF

• The portal, datasets published, types of data, what does it take to share data.

Value of sharing data; Darin Damiani, US Department of Energy

•  Strengthening research and development through data sharing
•  ACT – CO₂DataShare opportunity for collaboration 

Value for data owners; 

• Remarks from Philip Ringrose, Equinor, and Sallie Greenberg, University of Illinois.

Q/A – discussion

While the concept paper you received from Ragnhild provided some details about the CO₂ DataShare platform and the potential value of your participation, we expect you’ll want to understand better what this is all about. Therefore, we invite you to this ACT-CO₂DataShare webinar to provide you greater detail. In the webinar we will present what CO₂ DataShare is, what we mean by “data”, and why we think the curation of data for sharing to the international community of CCS stakeholders has great value. You will also hear from data owners who are currently sharing their data on CO₂ DataShare. And we will wrap up the webinar leaving time for your questions. 

As Ragnhild pointed out, participation in CO₂ DataShare is voluntary.  The aim of this webinar is to better inform you on the CO₂ DataShare concept and invite those who are interested to continue a dialog with us on how to participate. Feel free to forward this invitation if there are others that will coordinate the project.

CO₂ DataShare is not intended to be a simple repository of project data. Our quest is to curate selected high-value, high quality datasets for sharing globally with other researchers and stakeholders. What we seek is the opportunity to discuss with you the data your project has or will be generating and if these data meet that criteria from YOUR perspective. The choice to share these data will be yours. What we are offering is a highly visible data sharing portal that provides ease of access to quality datasets, which collectively will facilitate and expand upon the trend in data digitalization that is serving to accelerate the global clean energy transition.

Kombinert kalsinering og CO₂-fangst i eksisterende sementovnssystemer

Prosjektene er finansiert av CLIMIT-Demo og Heidelberg Materials (HeidelbergCement). Fase 2 av prosjektet startet i august 2020 og er planlagt med en varighet på ca. 3,5 år.

Målene med prosjektet er å:

1. Spesifisere i detalj et teknisk gjennomførbart konsept for kombinert kalsinering og CO₂-fangst i eksisterende sementovnssystemer
2. Verifisere nøkkelinndata gjennom laboratorieeksperimenter
3. Lage en skisse av et pilotanlegg

Heidelberg Materials er prosjekteier

Heidelberg Materials har med seg partnerne Universitetet i Sørøst-Norge, IFE, SINTEF Industri og Kanthal i prosjektet.

Dette viser resultatene

Prosjektet har produsert en rekke vitenskapelige artikler. I lenken til høyre kan dere se og lese det som er publisert i prosjektets historie.

• 11 ulike reaktorkonsepter har blitt evaluert med tanke på teknisk gjennomførbarhet, energieffektivitet og arealbehov. Evalueringen har blitt gjort med prosjekteier Heidelberg Materials’ kalsinator i Brevik som referanse-reaktor. Det å elektrifisere en ordinær kalsinator, der partiklene fraktes gjennom en rørreaktor ved hjelp av en varm gass, er ikke særlig gunstig fordi dette vil kreve betydelig resirkulasjon av CO₂, noe som er lite energieffektivt. Dessuten vil et slikt system være sårbart med tanke på slitasje og vedlikehold av et stort antall varmeelementer som trengs for å tilføre varmen. Man bør derfor heller benytte et reaktorkonsept som trenger lite resirkulasjon av gass. Tre konsepter har blitt valgt ut for videre studier: i) roterende kalsinator med intern strålingsbasert oppvarming via et aksielt plassert varmeelement, ii) roterende kalsinator med konduksjonsbasert ekstern oppvarming og iii) virvelsjiktsreaktor med bruk av en binær partikkelblanding oppvarmet med varmeelementer i kontakt med et fluidisert partikkelsjikt.
• Den roterende kalsinatoren med aksielt varmeelement er et nytt reaktorkonsept utviklet i ELSE-prosjektet basert på en idé av USN. Dette konseptet blir nå grundig studert teoretisk av USN, både med tanke på varmeoverføring og krafttilførsel. Kanthal, som har ekspertise på utstyr for høytemperatur varmeoverføring, og som også deltar i ELSE-prosjektet, har bidratt med engineering for praktisk implementering av konseptet. Det pågår nå forberedelser til pilotforsøk i en testovn på Gotland i løpet av våren 2022. Forsøket vil skje i nært samarbeid med Cementas CemZero-prosjekt, der varmeoverføring med bruk av plasmateknologi er i fokus. Synergieffektene mellom ELSE og CemZero har vært betydelig og vil bli enda sterkere gjennom disse forsøkene.
• IFE, som også er med i ELSE-prosjektet, har dessuten startet forsøk med kalsinering i en roterende lab-reaktor med oppvarming via mantelen. Forsøkene har indikert at dette varmeoverføringskonseptet også vil fungere, men det trengs ytterligere testing, og visse forbedringer av apparaturen, før man kan konkludere med hensyn til materialvalg og effektiviteten av varmeoverføringen.

2021-01 Biorefineries with CCS

Negative utslipp blir stadig mer fremtredende og det er nødvendig å ha bedre forståelse av negative utslipp på kostnader, utslipp og nødvendige ressurser. Bærekraftig konvertering av biomasseråstoff til biomasseavledet drivstoff og kjemikalier blir ofte referert til som «bioraffinering». I tillegg til biodrivstoff produserer slike «bioraffinerier» typisk også biprodukter og CO₂. CO₂ fra biomasseprosessering blir normalt ventilert til atmosfæren, men hvis den ble fanget og sikkert sekvestrert i geologiske formasjoner (BECCS), vil det produserte biodrivstoffet kunne karakteriseres av netto negative klimagassutslipp på grunn av lagring av biogen CO₂. Målsettingen er at denne rapporten kan være av interesse for utviklere av bioraffineri og CCS prosjekter samt for beslutningstakere.  Studien gir en teknisk økonomisk evaluering av bioraffineri med og uten CCS og en sammenligning med 1. og 2. generasjon bioraffineri. Med annen generasjons biodrivstoff menes avansert biodrivstoff fra råvarer som ikke er næringsmidler som er i stand til å gi betydelige utslippsbesparelser uten å konkurrere med mat- og fôravlinger for bruk av landbruksarealer. Les rapporten her

2021-05 Global Assessment of DACCS

Denne studien tar sikte på å forbedre den nåværende DACCS-kostnadsoversikt ved å syntetisere data fra nyere litteratur og teknologiutviklere og utforske den økonomiske gjennomførbarheten av forskjellige DACCS-teknologier (både væske- og faste systemer) på tvers av tidsskalaer, kapasiteter, konfigurasjoner og en rekke globale lokaliseringsfaktorer. Den gir også anbefalinger om integrert vurderingsmodellering (IAM) og til beslutningstakere om neste skritt for DACCS-implementering. 

2021-03 CO₂ Utilization: Hydrogen pathways

Målsettingen med dette studier er å vurdere gjennomførbarheten av utvalgte ruter for karbonfangst og -utnyttelse (CCU) basert på CO₂-konvertering gjennom hydrogenering, med tanke på deres potensial for å redusere klimaendringer. Råvarene valgt for undersøkelse var metanol, maursyre og mellomdestillathydrokarboner (syntetisk drivstoff: diesel, bensin, jetdrivstoff). Les rapporten her

2021-02 CO₂ as a Feedstock Comparison of CCU Pathways

I tillegg til å lagre CO₂ i geologiske formasjoner, er det økende interesse for kjemisk konvertering av fanget CO₂ til verdiskapende produkter, som byggematerialer, kjemikalier, polymerer og syntetisk brensel. Dette er delvis drevet av mål om å øke bærekraften, lavere utslipp og utviklingen mot mer sirkulære produksjonsruter. For mange bruksveier er CO₂-binding bare midlertidig, og brukt CO₂ slippes ut til atmosfæren ettersom produktet forbrennes eller brytes ned ved slutten av levetiden. Drivstoffprodukter kan vare i mindre enn ett år, kjemikalier i mindre enn 10 år og polymerer i mindre enn 100 år. Ved slutten av produktets levetid kommer karbonatomene i disse produktene ofte inn i atmosfæren som CO₂, med unntak der dette karbonet fanges opp og lagres permanent, f. eks. i byggematerialer.

I absolutte termer er disse re-emitterende CCU-rutene derfor i beste fall karbonnøytrale, men typisk netto-positive i utslipp når hele livssyklusen vurderes. Målet med denne studien er å presentere en helhetlig vurdering av levedyktigheten (både teknisk og fra et markedsperspektiv) av karbonfangst og -utnyttelse (CCU) samt å identifisere områder med styrke og svakheter, sammenligne forskjellige CCU-veier, identifisere drivere og barrierer. Studien har vurdert varer på tvers av fire forskjellige CCU-kategorier (byggematerialer, kjemikalier, polymerer og drivstoff) med hensyn til deres avbøtende potensial, markedsopptakspotensial, teknisk skalerbarhet og andre påvirkninger. Resultatene av denne studien vil være av interesse for det tekniske miljøet, så vel som industri og produsenter. Les hele rapporten her

Viktigheten av verdens lagringskapasitet

CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum) Teknisk gruppe hadde sitt andre virtuelle møte i 2021 den 8. desember. På møtet var det fokus på viktigheten av verdens lagringskapasitet av CO₂ og kvalifisering av lager. OGCI (Oil and Gas Climate Initiative) presenterte sin CO₂ lagrings katalog hvor lagerkapasitet er registrert og klassifisert etter både teknisk og kommersiell modenhet. USGS (US Geological Survey) presenterte sitt arbeid på å estimere og vurdere globale CO₂ lagringsressurser for å hjelpe utviklingsland til å estimere CO₂ lagringskapasitet i deres arbeid for å nå sine klima-mål.

Samarbeider om infrastrukturen

På møtet ble også ECCSEL ERIC presentert – den europeiske CCS forskningsinfrastrukturen som er ledet fra Norge. Frankrike, Italia, Nederland, Storbritannia og Norge samarbeider om infrastrukturen og har blant annet med støtte fra Horisont 2020 utviklet infrastrukturene, hatt fokus på høy kvalitet, fått til utveksling mellom landene og bedre utnyttelse av infrastruktur.

DAC og BECCS

På møtet ble det også rapportert fra CEM CCUS, IEAGHG, CO₂-Geonet og Global CCSI. Disse organisasjonene utfyller hverandre i sitt arbeid innen CCS og har framover bl. a  fokus på neste Clean Energy ministermøte (CEM-13) og Mission Innovation møte våren 2022. Viktige tekniske tema innen CCS i tillegg til CO₂-lagringskapasitet og modning av lagre, er blant annet fangst av CO₂ direkte fra lufta (DAC), bio-CCS (BECCS) og CO₂ fangst fra industri. I tillegg er finansiering og økt engasjement for CCS fra flere land av betydning. For CSLF Teknisk gruppe betyr dette at de vil prioritere arbeid med DAC og deling av teknisk kunnskap om CCS.

Desembermøtet til CSLF teknisk gruppe hadde 59 registrerte fra 18 forskjellige land. Av disse var det 49 som logget inn på møtet, hvorav 19 er nasjonale delegater. 

Tekst og foto: Hydro

I forbindelse med lanseringen av sine nye bærekraftambisjoner har Hydro kunngjort at selskapet har planer om å levere sine første kommersielle volumer av aluminium med nær null karbonutslipp i 2022. Hydro fortsetter også sin teknologisatsing for å etablere et pilotanlegg i industriell skala for produksjon av karbonfri aluminium innen 2030.

Uten CO₂-utslipp

I Norge slippes det ut over to millioner tonn CO₂ pr år fra elektrolyseverkene. Globalt er det snakk om over hundre millioner tonn. CO₂ som slippes ut skyldes reaksjon mellom aluminiumoksid og karbonanoder. Under elektrolyseprosessen tilsettes aluminiumoksid som spaltes til flytende aluminium metall på katoden og CO₂ på anoden. I den alternative prosessen vil aluminiumoksidet først konverteres til vannfri aluminiumklorid, AlCl₃, som deretter elektrolyseres. I denne elektrolyseprosessen spaltes aluminiumklorid til flytende metall på katoden og klorgass på anoden. Selve elektrolyseprosessen foregår dermed uten CO₂-utslipp. Men vannfri aluminiumklorid finnes ikke naturlig og må lages som en integrert del av prosessen.

I stor skala er eneste utprøvde metode såkalt karboklorering av aluminiumoksid ved rundt 700°C: Al₂O₃(s) + 1.5C(s) + 3Cl₂(g) = 2AlCl₃(g) + 1.5CO₂(g). Klor til denne reaksjonen vil komme fra elektrolysen av AlCl₃. Selv om det ikke dannes CO₂ i selve elektrolyseprosessen vil det altså dannes CO₂ under karbokloreringen. Men denne CO₂ kan fanges opp langt lettere enn den fra dagens elektrolyseprosess siden den er bortimot konsentrert. Det er også mulig å resirkulere den i denne prosessen. Det er kjent at man kan bruke CO-gass istedenfor karbon for produksjon av AlCl₃. CO₂ fra karbokloreringen kan altså konverters til CO og således resirkuleres. Konvertering av CO₂ til CO kan for eksempel skje ved hjelp av hydrogen eller elektrolyse. Alternativt kan CO lages fra naturgass med hydrogen som biprodukt. Da må CO₂ fra produksjon av AlCl₃ sendes til lagring (CCU). Et ytterligere alternativ er å bruke biomasse til å lage CO. Da vil produsert CO₂ kunne slippes ut klimanøytralt eller, hvis den lagres, gi netto fangst av CO₂. Alle disse alternative skal vurderes i prosjektet. I tillegg skal karboklorineringsprosessen studeres inngående og det skal utvikles en tekno-økonomisk modell for hele prosessen.

Søknader må møte en eller flere av prioriteringene i programplanen

Vi har laget en ny programplan som er veldig lik den gamle. Men vi har oppdatert planen på flere områder. De viktigste oppdateringene er:

• Tydelig poengtering av at CLIMIT skal støtte opp om gevinstrealisering av Langskip
• Avkarbonisering av industri- og energiressurser er nytt satsingsområde
• Hydrogenproduksjon kombinert med CO₂-håndtering er høyt prioritert
• Økt satsing på CO₂-fangst fra luft og på bioenergi kombinert med CO₂-håndtering.
• Samfunnsvitenskapelig forskning har fått en tydeligere posisjon

I all CLIMITs utlysninger fremover vil det være en føring om at søknader må møte en eller flere av prioriteringene i programplanen.

Tekst: Preem

Programmet Preem CCS

Med CLIMIT-støtte

Kilde: gemini.no

CO₂-fangst skal testes ut på røykgass fra Bergens søppelforbrenning

Ny og energibesparende teknologi for CO₂-fangst skal testes ut på røykgass fra Bergens søppelforbrenning. Får teknologene bak prosjektet det som de vil, skal CO₂-en omformes til fast stoff og lagres i nedlagte gruver.

Anlegget som står i et av SINTEFs laboratorier fanger CO₂ fra røykgass. Gassen inneholder store mengder CO₂ og er et resultat av nesten alle industrielle prosesser. Nå skal forskernes løsning fange CO₂ fra forbrenning av søppel i Bergen.

– Dette er helt nytt. Det unike med denne løsningen er at den faktisk kan brukes på nær sagt alle industrianlegg. Enten det er sementfabrikker, kullkraftverk eller søppelforbrenning. Og den er en av de billigste kjente løsninger for CO₂-fangst, sier forsker Abdelghafour Zaabout i SINTEF.

Lagret trygt i årevis

I Utsira-formasjonen i Nordsjøen har CO₂ blitt lagret trygt i årevis. Her er det pipestrukturer som gjør at CO₂ kan flyte mellom ulike sedimentære lag. I Utsira er det også observert pipestrukturer i det forseglende laget over Utsira-formasjonen. Utsira er et tett og trygt lager, men for å kunne finne nye og trygge lagringssteder er det er viktig å forstå hvordan disse pipestrukturene fungerer.

I figuren under er pipestrukturer forklart. Dypt under havbunnen ligger flere sedimentære lag horisontalt. Pipestrukturene er vertikale kanaler som gir en forbindelse mellom de ulike sedimentære lagene. I prinsippet kan en væske flyte i pipestrukturene og dermed bevege seg fra lag til lag.

All CO₂ forblir liggende

Selv om det er observert pipestrukturer i det forseglende laget over Utsira-formasjonen, er det er ingen ting som tyder på at CO₂ beveger seg ut av lageret. All CO₂ som er injisert i Utsira-formasjonen forblir liggende der den skal være.

Figuren nedenfor viser at pipestrukturer er vanlig i tette sedimentære lag.

Viktig å forstå pipestrukturen

CO₂-lageret på Utsira holder tett, men når nye lagringssteder skal tas i bruk er det viktig å forstå pipestrukturer slik at vi kan være sikre på at nye lagringssteder også holder tett.

I prosjektet CO₂-PATHS har forskere fra IFE og NIVA studert pipestrukturer. Forskerne har laget fysiske modeller for hvordan pipestrukturer oppstår, og hvilke egenskaper de har. Prosjektleder Magnus Wangen sier dette har gitt ny og viktig kunnskap.

– Vi har konkludert med at pipestrukturer har såpass «lav» permeabilitet at de vil gi ubetydelig flyt av CO₂ fra et lager. Men for å sikre trygg lagring er det nødvendig å overvåke pipestrukturer som befinner seg over eller i nærheten av CO₂-deponier, påpeker Wangen.

Ny forståelse

Pipestrukturene vi ser i dag har oppstått tilbake i geologisk tid som følge av høyt væsketrykk. Reservoarfluider kan bevege seg i pipestrukturene, og de letteste komponentene vil bevege seg oppover. I prosjektet har forskerne studert hvordan glasiale prosesser skapte høyt poretrykk i sedimentære lag i Utsira-formasjonen. Dette har gitt en ny forståelse for hvordan fluider beveger seg i pipestrukturer. Prosjektet har hatt et spesielt fokus på hvordan pipestrukturene forplanter seg inn i takbergarten som skal hindre at CO₂ kan flyte ut i havet. Forskerne har bygget modeller for trykkoppbygging drevet av glasiale prosesser og de har studert hvordan viskøse deformasjoner kan danne pipestrukturer i sedimentære bassenger.

De nye fysiske modellene som er etablert i CO₂-PATHS vil være nyttige både for forskere og operatører for CO₂-lagre.

– Det vi har lært i CO₂-PATHS vil være til stor nytte når nye lagringssteder skal undersøkes. Vi vet nå mer om pipe-strukturer, og dette vil være nyttig for å forstå hvordan CO₂ kan bevege seg i nye lagringssteder, sier Wangen.

Resultatene fra prosjektet er behørig publisert gjennom flere vitenskapelige artikler i internasjonalt anerkjente tidsskrift.

Nøkkeldata om prosjektet

• Tittel: CO₂-PATHS -Prediction of CO₂ leakage from reservoirs during large scale storage
• Prosjektnummer: 280567
• Partnere: IFE (prosjekteier) og NIVA
• Prosjektperiode: 2018-2021
• Budsjett: 8,2 MNOK. Finansiert i sin helhet av Forskningsrådet.