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

ThermoPhys startet 2024, og dette første forprosjektet ble ferdigstilt i februar 2025. I dag teller selskapet tre ansatte, og har planer om å ansette flere. Teamet inkluderer eksperter med mer enn ti års forskningserfaring fra SINTEF.

Målet er å fylle et kritisk hull i CCS-kjeden og gjøre beregningskraften forståelig. Selskapet fikk støtte fra CLIMIT-Demo til et forprosjekt for å kartlegge videre behov og løsninger. ThermoPhys planlegger en større søknad til CLIMIT-Demo i samarbeid med både kommersielle tilbydere og sluttbrukere.

Fra frustrasjon til løsning

– Vi irriterte oss over at tiår med forskning på CO₂ og hydrogen lå spredt og utilgjengelig for industrien, sier Øivind Wilhelmsen, en av gründerne i ThermoPhys. Han viser til at avanserte beregningskoder utviklet i SINTEF og NTNU i dag finnes åpent tilgjengelig på GitHub, men uten brukergrensesnitt eller støtte for dem som faktisk trenger dem.ThermoPhys ble etablert for å tilgjengeliggjøre denne kunnskapen i form av brukervennlig programvare. Målet er å bedre sikkerheten og redusere kostnadene i hele verdikjeden for fangst, transport og lagring av CO₂.

– I CCS er det ikke nok å vite at CO₂ kan lagres, man må vite hvordan blandingen oppfører seg under ulike forhold. Vil det dannes syre? Tørris? Hydrater? Dette er spørsmål vi ser industrien trenger svar på, og her tror vi ThermoPhys kan bidra, sier Ernst Petter Axelsen. Som Gassnovas representant i CLIMIT er Axelsen ThermoPhys sin rådgiver i prosjektet.

Fra åpen kildekode til kommersielt grensesnitt

ThermoPhys bygger videre på den åpne koden fra forskningen, og pakker den inn i et brukervennlig og visuelt grensesnitt. – Du trenger ikke å være fagekspert for å forstå hva som skjer i rørene dine. Men modellen må fortsatt være vitenskapelig forankret og basert på de beste tilgjengelige dataene, sier Øivind Wilhelmsen.

Målet er å gjøre det lettere for både operatører og finansielle aktører å ta gode beslutninger, basert på nøyaktige og anerkjente beregningsmetoder.

Samarbeid med Oliasoft og egen skyplattform

ThermoPhys arbeider nå på to fronter. I tillegg til å utvikle sin egen programvare, jobber de med andre selskap som ønsker å tilby programvare for CSS. Gjennom samarbeid med selskapet Oliasoft skal ThermoPhys integrere sine modeller i programvare for brønninjeksjon.

Fra tidlige laboratoriestudier til kommersielle løsninger har programmet støttet over 800 prosjekter med betydelige bidrag til å redusere utslipp fra kraft- og industrisektorer. I de siste årene har CLIMIT også støtte prosjekter innenfor fangst fra luft (DAC) og andre karbonfjerningsløsninger. Programmet har i dag en nøkkelrolle i å bringe teknologier fra laboratoriet og oppover i TRL nivå (Technology Readiness Level). Med fokus på innovasjon, industriell testing og internasjonale samarbeid har CLIMIT på denne måten bidratt til at norskutviklet teknologi er blant de ledende på verdensbasis.

CLIMITs rolle i teknologiutvikling

Fangst av CO₂ fra kraft- og industrikilder krever effektive separasjonsprosesser. Eksisterende teknologier møter utfordringer som energibehov, materialrobusthet, gass-selektivitet, og kostnader for både fangst og tilhørende støtteprosesser. CLIMIT har gjennom sitt arbeid støttet teknologiutvikling på alle disse områdene.

Les mer om industrikonsortier og klyngesamarbeid.

Gjennom sine 20 år har CLIMIT bidratt til at solventbaserte teknologier har redusert energibehovet med 35 – 40 prosent. Norskutviklet teknologi har gått fra laboratorier til internasjonale markeder, med selskaper som SLB Capturi og Baker Hughes som har investert i norske løsninger og selskaper.

Teknologier for karbonfangst

Tradisjonelt har CO₂-fangst blitt delt inn i tre hovedkategorier:

1. Post-combustion: Fangst av CO₂ etter forbrenning.
2. Pre-combustion: Separasjon av CO₂ og hydrogen før forbrenning.
3. Oxy-combustion: Forbrenning i en oksygenrik atmosfære for å lette CO₂-fangsten.

CLIMIT har støttet prosjekter innen alle disse kategoriene og har prioritert løsninger som solventer, sorbenter, membraner og oxyfuel-teknologi. Kryogene prosesser er i mindre grad inkludert i CLIMITs portefølje, da disse har vært mer kommersielle og typisk brukes i flytendegjøring av CO₂ før transport.

Mens solventteknologi har modnet raskt, har membran- og looping-teknologier fått økt oppmerksomhet som energieffektive løsninger for sektorer uten tilgang til overskuddsvarme.

Den mest modne løsningen

Solventbaserte teknologier har vært et sentralt satsingsområde siden oppstarten av CLIMIT. Denne metoden, som bruker væsker til å absorbere og frigjøre CO₂, er den mest kommersielt modne fangstteknologien. Solventprosjekter har redusert energibehovet betydelig, og mer enn 50 prosjekter har fått støtte fra CLIMIT-Demo for testing ved stasjonære pilotanlegg som SINTEFs Tiller-pilot og Teknologisenteret på Mongstad (TCM).

Innenfor solventteknologi har CLIMIT støttet mobil pilottesting, som SLB Capturis mobile enhet. Denne har blitt brukt til å teste teknologien på flere forskjellige avgasskilder blant annet i sementindustri og avfallsforbrenning. Pilottesting gjennom SLB Capturis mobile enhet har validert ytelsen til aminbaserte solventer på ulike avgasskilder, noe som har fremskyndet kommersialiseringen av teknologien.

Les mer om CLIMITs støtte til utvikling av solventteknologi og hvordan dette har bidratt til kommersielle løsninger.

Sorbenter og looping-teknologier

Sorbentteknologier, som «carbonate looping,» benytter faste materialer som kan absorbere CO₂ ved høye temperaturer. Moving Bed Carbonate Looping-teknologien, utviklet av Fjell Technology Group med CLIMIT-støtte, bruker kalkbaserte materialer som er kjente og kostnadseffektive. Teknologien er spesielt godt egnet for høytemperaturprosesser, for eksempel i sementindustrien.  

Fremtidens løsning

Membraner er et interessant alternativ for industrier uten tilgjengeligoverskuddsvarme og har potensial til å være en kostnadseffektiv løsning. CLIMIT har støttet flere prosjekter for utvikling av membraner, blant annet ved Heidelberg Materials testsenter i Brevik. Air Products har også gjennomført testing av membraner hos Returkraft med støtte fra CLIMIT. Prosjektet har evaluert membranenes effektivitet ved å fange opptil 50 prosent av CO₂ fra avgassen.

Membraner, som skiller gasser uten kjemisk regenerering, kan være spesielt fordelaktige for avgasskilder med høy CO₂ -konsentrasjon, som i kalk- eler sementindustrien.

Oxyfuel og Chemical Looping Combustion (CLC)

CLC-teknologi, som bruker metalloksider for å skape en oksygenrik forbrenningsatmosfære, er støttet med over 75 millioner kroner fra CLIMIT. Denne metoden reduserer behovet for separate fangstanlegg, noe som gir kostnadsfordeler i visse sektorer.

Et område som kan benytte CLC-teknologi for CO₂-fangst er ved forbrenning av foredlet avfallsbrensel. Med støtte fra CLIMIT har SINTEF testet dette med lovende resultater.

Fra laboratoriet til kommersiell drift

Over 270 fangstprosjekter har mottatt støtte fra CLIMIT, med en samlet finansiering på mer enn 1,7 milliarder kroner. CLIMITs tilskudd har ikke bare utløst tilsvarende investeringer fra industrien, men også bidratt til å bygge et robust økosystem for karbonhåndtering i Norge.

Flere prosjekter har blitt ledet av SINTEF som har bygget opp kunnskap og kompetanse i verdensklasse innenfor CO₂-fangst. Tiller-piloten til SINTEF i Trondheim har spilt en avgjørende rolle i å kvalifisere teknologier for industrielle utslippskilder. Testing ved TCM har ytterligere validert disse teknologiene for global implementering.

CLIMIT har styrket samarbeidet mellom akademia og industri gjennom finansiering av prosjekter ledet av SINTEF og NTNU. Dette har skapt en plattform for å koble grunnforskning til praktisk teknologiutvikling. CLIMITs økonomiske bidrag har på denne måten vært en katalysator for å bringe CCS-teknologi fra forskning til kommersiell anvendelse. Les mer om SINTEFs arbeid med solventutvikling og pilottesting med CLIMIT-støtte

• SLB Capturi (tidligere Aker Carbon Capture): Teknologi utviklet med CLIMIT-støtte brukes nå kommersielt, blant annet på Heidelberg Materials’ anlegg i Brevik
• Compact Carbon Capture (3C): Teknologi utviklet av Fjell Technology Group med støtte fra CLIMIT og videreført av Baker Hughes
• Hydrogen MemTech: Membranteknologi som tiltrekker seg internasjonal kapital

CLIMIT en sentral drivkraft for CCS

Gjennom 20 år har CLIMIT vært en viktig motor for teknologiutvikling innen CCS. Med støtte til forskning, pilotprosjekter og kommersiell implementering har programmet bidratt til at Norge er en ledende aktør i det globale arbeidet for å redusere klimagassutslipp.

CLIMITs bidrag har muliggjort at norskutviklede teknologier er i kommersiell bruk i prosjekter som Heidelberg Materials’ anlegg i Brevik og internasjonale satsinger innen sement og avfallsforbrenning.

Siden oppstarten i 2005 har CLIMIT-programmet bidratt til en formidabel utvikling innenfor sitt mandat.

Programmets innretning

CLIMITs prioritering kommer frem i en egen programplan som definerer hva som kan støttes. Programplanen har blitt revidert hvert tredje til fjerde år. Disse revideringene har vært nødvendige for å følge de trendene i teknologiutviklingen innenfor programmets rammer og mandat. CLIMIT-programmet har derfor utviklet seg fra kun å støtte prosjekter knyttet til CO₂-håndtering på gasskraftverk til nå å omfatte teknologier både for energi- og industrisektoren. Et sentralt premiss for programmet, er kravet om langtidslagring av CO₂ slik at CO₂-håndteringen blir å regne som et klimatiltak.

Forskning, utvikling og demonstrasjon

Samarbeidet mellom Gassnova og Norges Forskningsråd har fungert svært godt, ikke minst fordi programmet har hatt et felles sekretariat.

CLIMIT-FoU er forskningsdelen av programmet, administrert av Norges Forskningsråd. Det setter søkelys på grunnforskning og utvikling av ny kunnskap og teknologi for håndtering av CO₂.

CLIMIT-Demo er demonstrasjonsdelen, administrert av Gassnova. Det støtter utvikling, pilotering og demonstrasjon av teknologi i større skala for å redusere risiko og kostnader.

En rekke prosjekter har gått fra FoU-delen og over i Demo-delen. Da er dialog og den forståelsen som er i sekretariatet viktig for å få dette til å fungere for søkerne.

Hva skjer rundt oss?

Utbredelse av fangst og lagring av CO₂ som metode i klimakampen tar lang tid fordi markedet for slike løsninger ennå er svakt. Det har manglet gode forretningsmodeller som sikrer investorene nødvendig forutsigbarhet og inntjening. Interessen for og relevansen av CO₂-håndtering er godt begrunnet, men dagens markedssvikt medfører svak betalingsevne og berettiget skepsis fra private aktører som vurderer bygging av fullskala anlegg for å ta hånd om CO₂.

Her har imidlertid CLIMIT-programmet vært med å gjøre en forskjell. Det beste eksemplet er Langskip prosjektet hvor forutgående CLIMIT-prosjekter har hatt stor betydning for at Norge nå kan realisere storskala fangst og lagring av CO₂. Et annet eksempel er klyngeprosjektene. Her har CLIMITs bidratt til at industriaktører samarbeider om felles infrastruktur for CO₂-håndtering. CLIMIT er med andre ord viktig i arbeidet for å redusere klimaskadelige utslipp i industrien

.

Teknologitrender og fremtidige muligheter

Når prosjekter for håndtering av CO₂ faktisk blir realisert – som for eksempel når Langskip går inn i sin operative fase– vil erfaringer fra driftsfasen kunne skape betydelige «læringssløyfer» som gir grunnlag for forbedringer av teknologi og løsninger som allerede er markedsmodne. Disse læringssløyfene vil bidra til ytterligere utvikling av velfungerende teknologier frem mot en standardisering som kan redusere kostnader og risiko.

Det er rimelig å forvente at interessen for helt nye løsninger som bygger på CO₂-håndtering vil vokse frem i de kommende årene, og få betydning for hvilke teknologiutviklings-prosjekter som blir løftet frem av norsk industri. Produksjon av hydrogen fra naturgass med CO₂-håndtering, fangst av CO₂ fra atmosfæren eller i kombinasjon med bruk av biomasse, bruk av CO₂ (CCU) og internasjonale samarbeidsprosjekter er relevante eksempler i denne sammenheng. CLIMIT vil også fremover være viktig for å bringe frem slike teknologier.

Samarbeid og nettverksbygging

CLIMIT fremmer samarbeid mellom industri, akademia og internasjonale partnere. Dette er avgjørende for å styrke kunnskapsspredning og sikre relevans for industriell bruk både i Norge og internasjonalt.

Kommunikasjon og formidling

Det er viktig at CLIMIT-støttede prosjekter bidrar med å spre informasjon for å gi allmenheten og beslutningstagere tilstrekkelig kunnskap om CO₂-håndtering som et nødvendig klimatiltak. Prosjektene oppfordres til å også delta i populærvitenskapelig formidling gjennom sosiale medier, diskusjonsforum og andre allmenne fora.

Vi ser fram til fortsettelsen sammen med våre støttemottakere.

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.