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.

IEA har justert TCP-rammeverket og ny avtale inkludert oppdatert strategi vil være klar for IEAGHG (GHG TCP) etter at alle medlemmer har godkjent.

Net Zero by 2050

Det ble gitt en oppdatering fra IEA om status siden siste møte fra Samantha McCulloc som leder CCUS enheten i IEA. En viktig rapport er Net Zero by 2050, som sier at verden må slutte å lete etter olje for at vi skal nå klimamålet. Stor innsats fra alle teknologier vil være nødvendig for å nå nullutslippsmålet i 2050. Det vil være stort behov for CCUS og i 2050 må mer enn 7,6 milliarder tonn CO₂ fanges. Rapporten The role of low-carbon fuels in the clean energy transitions of the power sector viser hvordan lav-karbon hydrogen og ammoniakk kan bidra til økt stabil leveranse av ren kraft. IEA har også gitt ut en analyse som viser utviklingen av produksjon og etterspørsel etter hydrogen Global Hydrogen Review 2021 – Analysis – IEA.

IEAGHG sekretariatet har gitt innspill på IPCC AR6. CDR (Carbon dioxide removal) og fangst fra luft (DACCS) er tema som trekkes mer fram. IEAGHG vil bidra gjennom studier å få økt forståelse for teknologiene og i hvilken grad og hvordan grad de bidrar til klimamålene.

COP-26 blir arrangert i Glasgow 31. oktober -12. november. IEAGHG jobber med et side arrangement sammen med universitetet i Texas, CCS Knowledge Center, Bellona.

Lands bidrag til klimatiltak

Oppdatering av Nationally Determined Contributions (NDA) – landenes bidrag til klimatiltak per juli 2021, er at 86 land har gitt sine innspill og kun åtte har inkludert CCS. Sett i forhold til hva som er nødvendig for å nå klimamålene, ligger summen av disse tiltakene langt unna FNs klimamål.

En viktig del av IEAGHG møtet er gjennomgang av rapporter som er publisert siden sist, de som er underveis og vedtak av nye rapporter.

Studier

Følgende rapporter er publisert siden siste møte, mai 2021

Følgende studier skal snart publiseres:

Studier underveis

Studier i forberedende fase

Forventet oppstart av disse i oktober 2021

Det ble vedtatt å starte fem nye studier

Tekst fra pressemeldingen til Elkem.

Elkem, a global leader in silicon-based advanced materials, today announces that it will test the world’s first carbon capture pilot for silicon smelters at its plant in Rana, Norway. The project has received financial support from Gassnova CLIMIT and is a follow-up to the company’s recently launched climate roadmap to reduce emissions towards net zero while growing supplies to the green transition.

The carbon capture pilot is a collaboration between Elkem and Mo Industripark, SINTEF, Alcoa, Celsa, Ferroglobe, SMA Mineral, Heidelberg Materials, Norfrakalk, Arctic Cluster Team and Aker Carbon Capture.

The test unit will be installed at Elkem’s plant in Rana, which produces high purity ferrosilicon and Microsilica. In addition, emissions from SMA Mineral will also gradually enter the treatment plant. Aker Carbon Capture delivers the test unit, which is the only one of its kind in Norway.

The project is supported through the CLIMIT-Demo program, by state enterprise Gassnova SF. CLIMIT is Norway’s national programme for research, development and demonstration of CO2 capture and storage technology. The main goal of the project is to verify the technology on real industrial exhaust gases from smelters, in order to prepare a full-scale plant for industrial carbon capture. The program runs over two years.

“Elkem aims to be part of the solution to combat climate change – and to be one of the winners in the green transition. Our mission is to provide advanced material solutions shaping a better and more sustainable future. We have recently launched a climate roadmap detailing our ambitions to reduce emissions while growing our supplies to the green transition. Carbon capture is a key technology to reach net zero by 2050,” says Elkem’s CEO, Helge Aasen.

Elkem recently launched a global climate roadmap detailing how the company plans to reduce its total CO2 emissions by 28% from 2020-31 while growing its supplies to the green transition, thereby delivering 39% improvement of its product carbon footprint in the same period.

As a part of this work towards carbon-neutral materials production, Elkem has conducted a feasibility study for the establishment of carbon capture and storage (CCS). The purpose of the study has been to assess the technical and economic feasibility of installing carbon capture at its Norwegian plants in Bjølvefossen, Bremanger, Rana, Salten and Thamshavn.

Great relevance to other plants

“The test unit installation at Elkem Rana means that we are now moving one step forward. The work to be done in Rana will also be of great relevance to other plants both in Elkem and for other players in the industry,” says Trond Sæterstad, climate director in Elkem.

Mo Industrial Park will be the project owner and SINTEF will have a leading role in the project management of the program.

“In total the partners have identified 1.5 million tonnes of potential CO2 capture in the region. This corresponds to three percent of Norway’s total emissions, and almost one third of the emissions from the metal industry,” says Jack Ødegård, Vice President Research in SINTEF.

“It is very relevant for CLIMIT to support the world’s first CO2-capture from ferrosilicon and silicon industry. In this project, there are nine international industries collaborating in development of cost-effective CCS solutions. Important research work will be carried out by SINTEF as well. Knowledge from development of the full scale CCS project Longship is also applicable for this Elkem pilot,” says Ingrid Sørum Melaaen, Gassnovas´ Head of Secretariat CLIMIT.

“The mobile test unit is for all practical purposes a large facility in miniature. It is very exciting that we can now follow up the feasibility study and test that the technology is also suitable for large-scale smelters,” says Jon Christopher Knudsen, Chief Commercial Officer in Aker Carbon Capture

“It is necessary to cut carbon emissions. In addition, this project will create new jobs and ensure the competitiveness of the industry. This is also aligned with Mo Industrial Park’s sustainability strategy and the initiative will add important cutting-edge expertise to the region,” says Jan Gabor, Executive Vice President Property Development in Mo Industrial Park.

The project has a total budget of NOK 23.6 million, of which Gassnova CLIMIT will contribute 13.8 million and the industry will contribute with the remaining amount.

For more information

Odd-Geir Lyngstad
VP Finance & Investor Relations
Tel: +47 976 72 806
Email: odd-geir.lyngstad@elkem.com

Hans Iver Odenrud
Corporate Communication Manager
Tel: +47 958 16 230
Email: hans.iver.odenrud@elkem.com

About Elkem

Elkem is one of the world’s leading providers of advanced material solutions shaping a better and more sustainable future. The company develops silicones, silicon products and carbon solutions by combining natural raw materials, renewable energy and human ingenuity. Elkem helps its customers create and improve essential innovations like electric mobility, digital communications, health and personal care as well as smarter and more sustainable cities. With a strong track record since 1904, its global team of more than 6,800 people has a joint commitment to stakeholders: Delivering your potential. In 2020, Elkem was rated among the world’s top 5% on climate and achieved an operating income of NOK 24.7 billion. Elkem is listed on the Oslo Stock Exchange (ticker: ELK).

Blandinger av CO₂ og olje

Injeksjon av CO₂ i oljefelt for å øke oljeproduksjonen er velkjent, men for å sikre at injisert CO₂ forblir lagret trengs kunnskap om hvordan blandinger av CO₂ og olje oppfører seg.

Ying Guo fra NORCE har ledet UNCOVER-prosjektet, finansiert av Forskningsrådet gjennom CLIMIT-programmet. Her har forskerne gjennom eksperimenter og modeller studert hva som skjer når CO₂ blandes med olje. 

– Resultater vi har fått på laboratoriet gir oss ny kunnskap om hvordan storskala CO₂-lagring kombinert med meroljeutvinning kan gjennomføres, påpeker Guo.

Blandinger av CO₂ og olje oppfører seg spesielt. Figuren under er en illustrasjon fra eksperimentene i UNCOVER-prosjektet. Et lag med CO₂ injiseres i utgangspunktet oppå et lag med olje. Etter en stund vil CO₂ (blått i figuren) begynne å blande seg med oljen (rødt i figuren). Dette arter seg som «fingre» av CO₂ som trekker seg ned i oljen.

Når CO₂ (blått) injiseres på toppen av et lag med olje (rødt) vil CO₂ etter en tid begynne å løse seg opp i oljen. CO₂ vil bevege seg som fingre ned i oljefasen. Gjennom UNCOVER-prosjektet er det etablert ny kunnskap om mekanismer som leder til denne prosessen. Illustrasjon: NORCE.

Kunnskapen kommer andre til nytte

– Gjennom eksperimenter og modeller forstår vi nå blandinger av olje og CO₂ mye bedre. Dette er kunnskap vi kan bruke til å designe storskala prosjekter hvor oljen skal dyttes i retning av produksjonsbrønner, samtidig som CO₂ forblir lagret.

UNCOVER-prosjektet har fokusert på grunnleggende forskning. Resultatene fra prosjektet vil være nyttige når CO₂ i fremtiden skal lagres i stor skala. Kunnskapen vil også bli brukt ved simulering av felt.

Prosjektet har resultert i ni publikasjoner i internasjonale tidsskrift, samtidig som en doktorgradsstipendiat har forsvart sin avhandling med stil. Det er også etablert nyttig internasjonalt samarbeid med forskergrupper i England og Brasil.

Sentrale forskere i UNCOVER-prosjektet. Fra venstre: prosjektleder Ying Guo, Widuramina Sameendranath Amarasinghe og Ingebret Fjelde. Foto: NORCE.

Nøkkeldata om prosjektet

Tittel: Understanding of CO₂ dissolution in oil by convection driven mixing and wettability alteration (UNCOVER)

Prosjektnummer: 268439

Prosjekteier: NORCE

Partnere: Heriot-Watt University (UK), Federal University of Rio de Janeiro (Brasil)

Prosjektperiode: 2017-2021

Budsjett: 10,9 millioner kroner (finansiert i sin helhet fra Forskningsrådet)

Doktorgradstipediat Widuramina Sameendranath Amarasinghe viser frem cellen hvor blandinger av olje-CO₂ er studert. Foto fra NORCE.

CLIMIT-FoU utlysninger 2022

CLIMITs 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 i 2022:

Detaljer om utlysningene er gitt lenger ned i teksten.

Det er verd å merke seg at det ikke er øremerket midler til CO₂-håndtering på Forskningsrådet utlysning av Forskerprosjekter. Årsaken er at CLIMIT har et begrenset budsjett, og istedenfor å spre midlene tynt utover alle tilgjengelige søknadstyper, vil utlysninger som adresserer brukerpartnere bli prioritert i 2022.

Det er også verd å få med seg at Gassnovas del av CLIMIT-programmet viderefører sin utlysning om utvikling og demonstrasjon av CO₂-håndteringsteknologi i 2022. Detaljer er tilgjengelig her.

Søkerwebinarer

Forskningsrådet setter opp flere webinar for å presentere kommende utlysninger.

18. oktober arrangeres webinar om kompetanse- og samarbeidsprosjekter.
19. november settes det opp et webinar om utlysninger innen miljøvennlig energi og CO₂-håndtering.

Utlysning for kompetanse og samarbeidsprosjekter

Formålet med de to utlysningene for kompetanse- og samarbeidsprosjekter er å utvikle ny kunnskap og bygge forskningskompetanse som samfunnet eller næringslivet trenger for å møte viktige samfunnsutfordringer. Prosjektene skal ledes av forskningsmiljøer i samarbeid med brukerpartnere.

I kompetanseprosjekter skal det være minst to norske samarbeidspartnere fra næringslivet som stiller med kontantfinansiering. Forskningsrådets støtte kan maksimalt være fire ganger brukerpartnernes kontantfinansiering.

Samarbeidsprosjekter retter seg mot tema hvor det er vanskelig å få brukerpartnere til å bidra med kontantfinansiering. I samarbeidsprosjekter skal det være minst to brukerpartnere som deltar aktivt i prosjektet. Det er ikke krav til kontantfinansiering, og brukerpartnerne kan motta støtte fra Forskningsrådet, forutsatt at statsstøtteregler følges.

Utlysningene er tilgjengelige på Forskningsrådets hjemmeside:

• Samarbeidsprosjekter
• Kompetanseprosjekter

Innovasjonsprosjekter

I søknader om innovasjonsprosjekter må en bedrift stå som søker. Forskningsorganisasjoner kan delta som partnere. Målsetningen med utlysningen er fornyelse og bærekraftig verdiskaping for bedriftene som deltar i prosjektet. Prosjekter som støttes skal også gi samfunnsøkonomiske gevinster ved at ny kunnskap og nye løsninger blir tilgjengelige.

Utlysningen vil bli publisert på Forskningsrådets nettside mot slutten av 2021.

ACTs internasjonale utlysning

Internasjonalt samarbeid er viktig for å lykkes med implementering av CO₂-håndtering i stor skala. Gjennom ACT-samarbeidet vil det bli satt opp en internasjonal utlysning for forskning- og innovasjonsprosjekter. Her må det være med partnere fra minst tre av landene som deltar i ACT.

En ny ACT-utlysning er under planlegging. Det legges opp til søknadsfrist høsten 2022, og detaljer om utlysningen vil bli lagt ut på ACTs hjemmeside sommeren 2022.

Arrangementsstøtte og utenlandsstipend

Et mindre beløp er satt av til arrangementsstøtte og utenlandsstipend. Utlysningene publiseres mot slutten av 2021.

Kontakt oss

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