Inngangen til et nytt år

– Klimaspørsmålet står selvsagt sterkt. I kjølvannet av dette har både Forskningsrådet og Gassnova porteføljer av interessante forsknings- og utviklingsprosjekter. Mange av dem vil bli relevante for kommende storskala CCS-prosjekter, noe som i seg selv støtter opp om gevinstrealiseringsmålene i Langskip..

Aage trekker også frem samarbeidet mellom Enova, Innovasjon Norge, Gassnova og Forskningsrådet om utvikling av industriell karbonfangst, gjennom PILOT-E. Utlysningen er for prosjekter som skal utvikle og kvalifisere teknologi og løsninger, slik at karbonfangst tas i bruk innen 2030. – Tett og godt samarbeid med det øvrige virkemiddelapparatet blir enda viktigere fremover. Slik at statens investeringer får best mulig samlet effekt. For at dette skal skje må teknologien levere verdiskaping.

Les også intervju med CLIMITS sekretariatsleder Kari-Lise Rørvik «CLIMIT; tilbakeblikk på 2023 og et frampek»

Nåløyet blir trangere 

Et par måneder før nyttår var alle prosjektstøttemidlene i både CLIMIT-FoU og CLIMIT-Demo fordelt, noe som bringer Aage over på kuttene i statsbudsjettet de siste årene. – Med noen få unntak har forsknings- og utviklingsarbeidet vårt fått stadig mindre å dele ut til nye prosjekter. Dette må vi selvsagt forholde oss til. Samtidig er den uunngåelige effekten at CLIMIT-programmet må prioritere sterkere. Dermed får færre aktører prosjektstøtte enn det vi skulle ønske oss. Vi får tilfang av mange spennende prosjekter som vi dessverre må nedprioritere.    

Aage mener det er viktig at CLIMITs bidrag til CCS-prosjekter stadig blir mer tydelige og synlige. Dette er også i tråd med statens forventinger til CLIMIT-programmet. – Alt fra utviklingen av aminteknologier og fangst ved bruk av membraner, til nye konsepter for monitorering av CO₂-lagre, er eksempler på prosjekter der vi har bidratt. Mye av det vi involverer oss i er fremtidige fangstteknologier og nye CO₂-lagre, som kan bli operative om noen år.      

Internasjonalt samarbeid av stor betydning 

Resultatene av den internasjonale orienteringen mener Aage vi så under CLIMIT Summit for snart ett år siden, da internasjonale representanter var å finne både på scenen og blant tilhørerne. – Suksessen med CLIMIT Summit symboliserer på en utmerket måte det gode partnerskapet og samarbeidet mellom Gassnova og Forskningsrådet. Dette gir oss viktig energi i det videre CLIMIT-samarbeidet, som startet helt tilbake i 2005.

– Jeg må også trekke fram det spennende internasjonale samarbeidet vi er med i, blant annet gjennom «Clean Energy Transition Partnership» (CETP). Første utlysning herfra endte i 10 nye prosjekter, der flere hadde norske partnere. Det blir spennende å følge disse videre.

At norske og internasjonale forskningsmiljøer samarbeider og skaper verdier i fellesskap, er noe vi ønsker å utvikle videre. CLIMITs sekretariat samarbeider også med det amerikanske energidepartementet (DOE), og sist høst hadde vi et fruktbart bilateralt møte. USA er en svært viktig aktør i CCS-sammenheng. Fordi utbredelsen av relevant miljøteknologi der også får store positive klimaeffekter globalt. Utveksling av erfaring og kunnskap mellom Norge og USA kommer begge land til gode.   

God dialog med industrien blir viktig i 2024 

– For CLIMITs del bør vi ideelt sett ha knyttet flere prosjekter til Langskips gevinstrealisering. Vi er helt avhengig å spille på lag med industrien. Uten samspillet med industrien kan vi glemme å nå noen klimamål, overhodet. Når vi feirer nyttår 2024 bør vi også kunne se tilbake på et enda mer fruktbart samarbeid med CETP og andre internasjonale aktører, i tillegg til det øvrige virkemiddelapparatet her til lands.

– Et genuint ønske om samarbeid mellom ulike fagmiljøer, nasjonalt og internasjonalt, vil være nøkkelen til fremgangen vi ønsker oss i 2024. Dette har vi i CLIMIT høstet erfaring fra i snart 20 år, avslutter Aage Stangeland.     

IntoWell er støttet med 6 millioner kroner fra Forskningsrådet gjennom CLIMIT-programmet.

Pålitelig brønndesign og akseptable kostnader

I kjølvannet av Langskip planlegges det i årene som kommer flere hundre nye CO₂-injeksjonsbrønner. Et forsvarlig CO₂-lagringsprosjekt krever innovasjon for å utvikle et pålitelig brønndesign som er innenfor akseptable kostnadsrammer. Driftsparameterne må kontrolleres for å sikre brønnens integritet under batch CO₂ injisering i reservoaret og dermed maksimere brønnens levetid for en gunstig avkastning på investeringen.

IntoWell er et samarbeid mellom SINTEF og Equinor, som skal utvikle og validere simuleringsverktøy for CO₂-brønnens mekaniske integritet. Dette skal bidra til et pålitelig design med optimaliserte konstruksjonsmaterialer, driftsparametere og risikohåndteringsstrategier. Forskningen og innovasjonene av IntoWell-prosjektet er i internasjonal front. Den genererte kunnskapen er viktig for å muliggjøre sikker og kostnadseffektiv implementering av underjordisk karbonlagring og dermed bidra til å realisere internasjonale klimamål.

Utvikling av brønnkonsepter

Det primære resultatet fra IntoWell er «verktøykassen» som støtter kostnadseffektiv utvikling av brønnkonsepter, minimerer usikkerhet og sikrer langvarig integritet for CO₂-injeksjonsbrønner.

Dette innebærer:

• En eksperimentell database over egenskaper for brønnmaterialer
• Bedre forståelse av materialenes beteende i brønnen, innenfor aktuelt temperaturområde
• Flerfysiske simuleringsverktøy for vurdering av mekanisk integritet i brønnen og optimalisering av injeksjonsstrategi

Mer kostnadseffektive løsninger for CO₂-lagring

– CLIMITs støtte har vært avgjørende for IntoWell-prosjektet, sier seniorforsker og prosjektleder Hieu Nguyen Hoang ved SINTEF Industri. – Denne støtten har styrket våre forsknings- og innovasjonsinnsatser innenfor CO₂-lagringsteknologi. Bidragene fra CLIMIT har muliggjort utviklingen av avanserte simuleringsverktøy, eksperimentelle analyser og forskningsbasert kunnskap, og bannet vei for mer robuste og kostnadseffektive karbonlagringsløsninger.

– Funn fra IntoWell-prosjektet er blant annet delt via fagpublikasjoner som gir grundig innsikt i våre resultater. Denne kunnskapsdelingen skal også skje fremover, sier Hieu Nguyen Hoang videre.

Per i dag har IntoWell-prosjektet nådd viktige milepæler, og er i en fase der resultatene konsolideres og innlemmes i pågående og kommende CO₂-lagringsprosjekter. Verdiskapingen fra IntoWell vil blant annet komme til nytte i reelle lagringsprosjekter i tiden som kommer.

Her kan du lese mer om IntoWell-prosjektet 

Prosjektet er støttet med 9,7 millioner kroner fra CLIMIT.

 

Midt i blinken av CLIMITs hovedmål 

Det er det norske seismikkselskapet TGS som har utviklet teknologien Extended High Resolution (XHR), for seismisk kartlegging og monitorering av CO₂-reservoarer. Dette åpner for detaljert avbildning av bergartene som ligger over reservoarene (overburden), både i 3D- og 4D-format. Teknologien muliggjør også overvåkning av hvordan CO₂ beveger seg i reservoaret. – Her har vi et prosjekt som treffer midt i blinken av CLIMITs hovedmål. Nemlig å bidra til å utvikle teknologi samt redusere kostnader for dem som tar teknologien i bruk. Dette sier Kari-Lise Rørvik, leder av CLIMIT.

Suksesskriterier 

Drivkraften bak XHR-prosjektet ligger i å fornye seismisk teknologi -og kompetanse ved å tilby kostnadseffektive avbildningsløsninger – til den voksende CCS-industrien i Norge, og globalt. Extended High Resolution skal bidra til at høykvalitets seismiske data fra CO₂-reservoarer skaffes på en enklere måte. Sentrale forventinger til teknologien: 

• Forbedre bildekvaliteten i overliggende bergarter som bekrefter egnetheten til lageret
• Forbedre avbildningen på reservoarnivå for å nøyaktig overvåke CO₂-bevegelsen
• Gi en kostnadseffektiv seismisk metode for CO₂-overvåking
• Redusere miljøpåvirkningen, blant annet ved å bedre utnyttelsen av lokale fartøy og lokalt utstyr

Testing med Equinor 

Med en nøkkelrolle i utviklingen av CCS i Norge og Europa, har Equinor vist interesse for bruk av XHR-teknologien. Det førte til samarbeid mellom TGS og Equinor i 2020 og 2021, der partene gjennomførte småskala konsepttesting av XHR. Lovende resultater ledet til en fullskala prøving av XHR ved Sleipners CO₂-lager i Nordsjøen, sommeren 2022. Dette var første gang en fullskala XHR innsamling ble demonstrert. Resultatene viser at 3D-XHR gir gode kvalitetsdata egnet for CCS-overvåking ned til minimum 1 000 meters dybde, der lagringsreservoaret befinner seg på Sleipner. I tillegg kan XHR benyttes til overvåking ved mistanke om lekkasje fra dypere lagringssteder. 

Bred erfaringsutveksling 

Operasjonell støtte til testen ble ledet fra Magseis (nå TGS) operative base i Tananger. Selskapets Oslo-kontor sto for teknisk støtte. Dataprosesseringen ble gjennomført hos Equinor i Stavanger. Samlet bidro sterke fagressurser innen geofysisk og geologi, både fra TGS og fra Equinors forsknings- og teknologigruppe.

Viktige resultater fra prosjektet 

Resultatene fra TGS viser at 3D XHR gir svært god avbildning med bra oppløsning, og dermed styrket datakvalitet sammenlignet med mer konvensjonelle metoder – både over og i reservoaret. Testene har også vist at fullskala XHR kan operere med lite nedetid, og er mer robust for vær sammenlignet med lignende systemer.

Veien videre 

Samlet sett viser resultatene at XHR er en fleksibel og effektiv overvåkingsteknologi for kommende CCS-prosjekter. – Støtten fra CLIMIT var utslagsgivende for at vi kunne gjennomføre XHR-demonstrasjonen offshore. Vi har nå et rikt datasett og en kombinasjon av XHR- og nodedata som kan benyttes i det videre arbeidet med å demonstrere og implementere teknologien for industrien nasjonalt og globalt, sier Tone Holm-Trudeng, Director Offshore Subsurface Solutions i TGS.

Forskningsmidler ut til omverden 

Når vi spør Eva Halland om hva hun vil se tilbake til er hun ikke sein om å svare – Vi har klart å få forskningsresultater ut til omverden. Vi møter en engasjert Eva via Teams skjermen. Det har vært en enorm utvikling innenfor CO₂-håndtering disse ti årene. Det er historisk.

Vi har vist at CO₂-håndtering er mulig, effektivt og sikkert. CLIMIT-programmet har jobbet seg gjennom flere trinn. I starten gav CLIMIT-programmet støtte til teknologiutvikling og kunnskapsutvikling av ulike fagmiljøer. Vi jobbet med å få frem nye teknologier og få ned kostnadene. Nå i det siste er det mer å se på totalitet og hvordan bygge effektive verdikjeder og detaljer i og rundt dette. Jeg tenkte når Langskip-prosjektet ble lansert i 2021, ja, det kan realiseres med gjennomtestet teknologi. Eva trekker også fram at Teknologisentret på Mongstad og det internasjonale samarbeidet som, f.eks. ACT og CETP, har vært med å styrke både det norske og det internasjonale fagmiljøet i og rundt CO₂-håndtering, og her har CLIMIT utgjort en forskjell, understreker hun.

CLIMIT-støtte har vært avgjørende for CO₂-lagringsmiljøet

Vi kan vel si at Sleipner-data hatt vært å regne som et paradigme skifte. Den åpenheten rundt disse dataene har vært helt avgjørende for den utviklingen vi har hatt både nasjonalt og internasjonalt. Dette har satt Norge på agendaen. CO₂-atlaset til Oljedirektoratet bygde blant annet på de erfaringene som var kommet frem fra flere ulike CLIMIT-støttede prosjekter. Med støtte fra CLIMIT har man også utviklet et stort miljø innenfor seismiske metoder som skal brukes til overvåkning av CO₂-lagre. – Vi kan være sikre på at det vi putter ned ikke vil sive ut igjen, sier Eva Halland.

Skal vi ha en langsiktighet i CO₂-lagringen er det viktig at CLIMIT bidrar med forskning slik at vi får mange flinke PhDer. Det er de unge nå som skal bringe teknologiene videre og vi trenger deres nysgjerrighet og kunnskap for å skape en bærekraftig framtid. Det må vi ikke glemme.

Behov for videreutvikling av kunnskap

Det er fire områder Eva Halland ser at vi fortsatt vil trenge å forske mer innenfor:

1. Modellering av CO₂-prosessene i et lager
   Hva skjer når CO₂en blir injisert og lagret?

2. Injeksjonsstrategi, som ulike varianter av direkte injeksjon fra skip til brønn.
   Hva er mest kostnadseffektivt og sikkert?

3. Industriklynger
   Hvordan få en effektiv måte å håndtere CO₂ fra norske industriklynger.

4. Mer kostnadseffektive måter å håndtere CO₂ på
   Hvordan kan CO₂-håndteringskonseptene lage bærekraftige verdikjeder og forretningsmodeller. Hvordan må vi som samfunn tenke rundt dette?

Vil se CO₂ i bakken

Når vi spør Eva avslutningsvis hvor ferden går videre. Så har hun replikken klar. – Jeg vil se at ting skjer. Selv om jeg nå kommer til å følge mye av dette på nye måter, så vil jeg fortsatt bidra. Det å bruke erfaringen min og å få fram mer effektive prosesser vil være et av de områdene jeg vil jobbe mer med. For det stopper ikke nå!

Prosjektet er støttet med 14 millioner kroner fra CLIMIT. 

Metodikk for pålitelig overvåking av CO₂-lagre

Fremtidens CCS-prosjekter er ikke bare avhengige av pålitelig og nøyaktig overvåking, men også at overvåkingen skjer mest mulig kostnadseffektivt. Dette krever smart bruk av all tilgjengelig informasjon og at ulike datakilder behandles og kombineres mest mulig presist. 

aCQurate har videreutviklet en metodikk («Joint Inversion») for samtolking av flere ulike typer geofysiske data, for å så nøyaktig som mulig kvantifisere bakenforliggende undergrunnsegenskaper.

Norske og internasjonale ekspertmiljøer har oppnådd resultater

aCQurate ble etablert i 2016 som et samarbeid mellom SINTEF og andre verdensledende miljøer innenfor CO₂-overvåking i Canada, USA og Tyskland. I tillegg hadde prosjektet aktiv deltakelse fra Equinor og Trondheims-baserte Quad Geometrics. I stor grad besto arbeidet i å videreutvikle SINTEFs programvare for «Joint Inversion». Programvaren ble testet ut med data fra to feltlaboratorier: Ketzin i Tyskland og Field Research Station i Canada. Dette ble gjort for å kvalitetssikre at metodikken ville fungere i fullskala lagringsprosjekter. Dette hjalp oss til å frambringe unike funn som vi vil bygge videre på, sier Peder Eliasson, forskningsleder i Geofysikk ved SINTEF Industri. Sammen med prosjektleder Michael Jordan, seniorforsker ved SINTEF Industri, trekker han fram tre hovedresultater:

• Ny «Joint Inversion»-metodikk for kombinert tolking av flere geofysiske datakilder som passiv/aktiv seismikk, Electrical Resistivity Tomography (ERT), Controlled Source Electro-Magnetics (CSEM), gravitasjon og Magneto-Metric Resistivity (MMR). Metodikken tar hensyn til kjente, eller delvis kjente, petrofysiske korrelasjoner mellom de undergrunnsparametre som skal kvantifiseres.
• Applikasjon av den nye metodikken til data innhentet under CO₂-injeksjon ved Field Research Station i Calgary.
• Et godt etablert samarbeid mellom SINTEF og ledende miljøer på området, både i USA, Canada og Tyskland.

– Vi har hatt forskning innen CO₂-overvåking i snart to tiår, og har arbeidet med utvikling av en trinnvis mer kompleks «Joint Inversion»-metodikk nesten like lenge. Men industrien satset ikke like mye på CCS-forskning den gang, som i dag. Prosjektet hadde både en komplisert partnerkonstellasjon med representanter fra USA og Canada – sammen med satsing på bruk av nye feltdata fra Field Research Station i Calgary, der aCQurate deltok. Måten dette ble organisert kan minne om dagens ACT- og CETP-prosjekter og hadde ikke vært mulig da uten et CLIMIT-demoprosjekt, sier Peder Eliasson.

Veien videre

SINTEF er godt i gang med utvikling av metodikken etter aCQurate som nå blir videreført via ACT-prosjektet SPARSE. Prosjektet vil bruke «Joint Inversion»-teknologien til et lav-kost, node-basert overvåkingssystem som også er under utvikling i SPARSE. Innovasjoner knyttet til bruk av passiv seismikk for overvåking av CO₂ blir også tatt videre i Grønn Plattform-prosjektet LINCCS og i FME NCCS. – Gode eksempler på at CLIMITs satsninger er med å bringe frem store internasjonale gjennombruddsprosjekter, avslutter Kari-Lise Rørvik, sekretariatsleder for CLIMIT.

Prosjektet er støttet med 4,69 millioner kroner fra CLIMIT.

Hva er testet?

Prosjektet har gjennomført eksperimentell skala-testing av tankdesign for Knutsen NYK Carbon Carriers (KNCC) LCO₂-EP-teknologi ved ResQs sikkerhets- og beredskapssenter, nær Haugesund. LCO₂-EP-inneslutningssystemet er ikke ny teknologi, men basert på utviklingen av trykksatt naturgassteknologi («PNG») og design av gassrørledninger som allerede er godt dokumentert.

«Testriggen vår bekrefter at CO₂-transport ved forhøyet trykk (34 til 45 bar) er klar til utrulling.» Dette sier Per Lothe, Special Technical Advisor Technology ved Knutsen NYK Carbon Carrier. Testriggen ble også et unikt verktøy for å øke kunnskapen om hvordan CO₂ oppfører seg ved ulike trykk. Neste fase i dette prosjektet blir å teste nytt CO₂-utstyr. I vårt tilfelle vil dette være korrosjonsovervåkingsteknologi og se på hvilken påvirkning urenheter i CO₂en kan ha på KNCCs teknologi.

KNCCs testrigg

Testriggen består av to containere som representerer to uavhengige CO₂-tanker, som inneholder fire rørseksjoner hver. Containerne gjengir en skipsinstallasjon i skala-design. Testprogrammet og prosedyrer ble utviklet med hensyn til de operative behovene som vil være for et CO₂-frakteskip. Testprogrammet fulgte den vanlige prosessen med å gjøre et skips lastesystem klart for mottak, lasting, lossing av CO₂ og til slutt klargjøring for planlagt vedlikehold. 

Solide resultater i samarbeid med dyktige partnere

KNCC har i dette prosjektet samarbeidet med Equinor, DNV, Horisont Energi og CapeOmega. DNV og CapeOmega har sammen med CLIMIT-programmet bidratt økonomisk.

Nye måter å innrette og gjennomføre CO₂-transport på er mulig og dette prosjektet har vist at:

• Igangkjøring, gassing opp og trykksetting av CO₂ ble vellykket utført i henhold til prosedyrene.
• Ny kunnskap om varmeoverføring mellom faser av CO₂ og kontakt med stål, ga viktig innsikt i videre design og drift – også når det gjelder lekkasjehåndtering.
• Mindre lekkasjer oppdages enkelt og kan håndteres tilsvarende. Når tanktrykket opprettholdes, ble det observert minimal kjøling til utvinning av LCO₂.

«Det å ha tilgang til en rigg med CO₂ der vi kan teste utstyr og observere uønskede hendelser, gjør oss trygge på at endelig transport av CO₂ er sikker», avslutter Per Lothe. Selskapet har ambisjoner om å være en betydelig transportør av CO₂ i fremtiden. Det å ha en testrigg for verifikasjoner og mannskapsopplæring er viktig i denne sammenhengen.

KNCC er et joint venture-selskap eid av Knutsen Group og NYK Group. Ved hjelp av flere tiårs erfaring, spesialbygde flåter og deres egenutviklede LCO₂-EP-teknologi transporterer de flytende CO₂ (LCO₂) til CO₂-lagre.

En idé som har ligget og ruget i mange år

Det var Norlof Henriksen som fant opp Minox-prosessen i sin tid i Norsk Hydro.  Prosessen som fjerner oksygen fra sjøvann for å unngå korrosjon ble patentert tidlig på 90-tallet. Siden det har Minox-prosessen blitt anvendt på en rekke offshore olje og gass installasjoner. I 2016 kom ideen om å benytte filosofien bak prosessen til CO₂-fangst.

Minox så et marked som endret seg og at interessen for CO₂-håndtering økte. Med støtte fra CLIMIT kom en idestudie i gang. Denne ble etterfulgt av prosjektet som nå tester teknologien i CO₂-fangst testriggen på USN. I disse testene er den tradisjonelle absorber kolonnen i et CO₂-fangstanlegg erstattet med Minoxs kompakte system. Systemet består av mikser og separator. Selskapet har som målsetning å få nok kunnskap til å bygge et større anlegg. – Gjerne på en offshore plattform hvor vi har erfaring fra tidligere, avslutter Tor Skovdal Friis.

Kompakt CO₂-fangst

I testene på USN blir det brukt en veldokumentert CO₂-fangstvæske (MEA) for å kunne sammenligne med referanse data fra andre tester. – Vi ønsker å ha en effektiv teknologi, og det må dokumenteres. «Vi har sett en lovende fangstgrad og vi ser fram til å få testet dette ut i større skala etter hvert.» Dette sier Ole Morten Isdahl som er prosjektlederen for CO₂-fangst prosjektet og teknisk sjef i Minox. Det unike med denne kompakte prosessen er små væskedråper som skaper stor kontaktflate mellom røykgass og CO₂-fangstvæsken.  

Minox sikter mot anlegg som vil kunne fange 200 000 tonn CO₂ per år. Det er anslått absorberhøyde på under 14 meter og et totalarealkrav langt under det som bygges av fangstanlegg i dag. Prosessens  energitall er lovende, og de jobber nå med å finne gunstige kombinasjoner for prosessen sin. Minox er fornøyde med fangstgraden de har oppnådd. Samt effektene de har sett av ulikt trykk og hvordan prosessen har reagert på ulike temperaturer. Vi er glade for å kunne trekke på den ekspertisen som er her på USN. Det gir oss unike sammenlignings- og utviklingsmuligheter – Teknologien ser lovende ut, understreker Ole Morten. Han gleder seg til å presentere resultater på flere kommende offshore og CCS-konferanser i tiden framover. 

Fakta om Minox-prosessen

Minox-prosessen ble utviklet av Minox og Norsk Hydros forskningssenter i 1985-1990. Den første enheten ble levert til Saga Petroleums Snorre A-plattform i 1991, som i dag driftes av Equinor. Siden den gang har prosessen blitt kontinuerlig forbedret og optimert. Den har vist seg å være en svært effektiv, sterk og pålitelig måte å deoksygenere sjøvann. Til dags dato har rundt 30 systemer blitt levert over hele verden.

Repsol Norge og Moreld Minox, sammen med Universitetet i Sørøst-Norge og ProSep, samarbeider om proof-of-concept for Minox Compact CO₂-fangstsystem. Prosjektet vil dokumentere absorpsjons- og energieffektiviteten til den væskebaserte kompaktabsorberen i pilotskala. En potensiell anvendelse av teknologien er CO₂-fangst på steder hvor konvensjonelle løsninger blir for store og tunge. Teknologien skal optimaliseres for å fange 200 000 tonn CO₂/år fra offshore gassturbiner, men den vil også være skalerbar.

Vi deler kunnskap

«Det er viktig for oss å hele tiden oppdatere prosjektdatabasene våre» sier Kari-Lise Rørvik som er leder i CLIMIT-sekretariatet. Vi forsøker å legge ut en omtale av alle de prosjektene vi gir støtte til. Som viser bredden i CLIMITs prosjektportefølje. Denne basen bygger vi så ut, uke for uke. Vi har delt den i to slik at det er en for FoU-delen som går i regi av Norges forskningsråd. Den andre delen er Demo-del som driftes av Gassnova SF.

CLIMITs prosjektdatabase finnes både på norsk og engelsk. Vi har delt den inn etter tema og det skal være lett å søke seg rundt.

Et eksempel: Mulighetsstudie Kollsnes SOFC-CC

Alma Clean Power og Gasnor ønsket å gjøre en mulighetsstudie for å vurdere effekter av å produsere strøm fra spillgass fra Gasnor’s LNG-anlegg på Kollsnes, ved bruk av brenselcellemoduler med karbonfangst. Prosjektet er ett av de som ligger i CLIMIT-Demo sin prosjektportefølje. Brenselcellemodulene som Alma Clean Power leverer, er av typen Solid Oxide Fuel Cell (SOFC), som kan operere med høy virkningsgrad på naturgass og med effektiv karbonfangst (CC). Med Northern Lights’ mottaks- og lagringsanlegg for CO₂ på nabotomten ligger mye til rette for utslippskutt. I dag blir spillgassen brukt i gassmotorer.

Målet med studien var å vurdere gjennomførbarhet og lønnsomhet av en SOFC-CC installasjon. Dette skulle gjøres ved å etablere funksjonskrav, omfang og grensesnitt for et slikt utbyggingsprosjekt og gjøre tidlige kostnadsestimater. Effekt av økt strømproduksjon og reduserte CO₂-skatter vurderes som inntekter i estimatene, mens positiv effekt av varmegjenvinning blir neglisjert. Kostnadene er knyttet til innkjøp og bygging, samt operasjon og vedlikeholdskostnader.

Resultatene er svært positive og viser at det er mulig å forbedre energieffektivitet og redusere CO₂-utslipp med SOFC-CC-teknologi.

Flere detaljer om prosjektet

Budsjett: 0,8 MNOK

CLIMIT-finansiering: 50 %

Prosjektpartnere: Gasnor

Prosjektleder: Alma Clean Power AS

Prosjektperiode: 4/23-10/23

Ta mer enn gjerne kontakt med sekretariatet om du har en prosjektidé eller lurer på noe rundt noen av prosjektene du har lest deg opp på.

Prosjektet er støttet gjennom det internasjonale initiativet, Accelerating CCS Technologies (ACT), som er en del av ERA NET Cofund. CLIMIT-Demo har bidratt med finansiering til de norske partnerne i prosjektet.

I SENSE-prosjektet har teamet utviklet en måleteknikk som registrerer grunnbevegelser på millimeternivå på land og til havs. Bakkebevegelse er relatert til trykkendringer i lagerreservoaret og hjelper dermed operatører med å sikre en sikker CO₂-injeksjon. Bred internasjonal deltakelse med ledende forskningsmiljøer og aktive industrideltakere har bidratt positivt i dette prosjektet, understreker Kari-Lise fra CLIMIT-programmet som følger flere internasjonale initiativ i regi av ACT.

Tre viktige funn

«SENSE svarer på viktige spørsmål om hvordan teknologiske løsninger kan bidra til sikker lagring av CO₂. Vi har fått frem teknologier og modelleringsverktøy som er mer effektive enn tidligere, sier prosjektleder Bahman Bohloli fra Norges Geotekniske Institutt (NGI). Han forteller videre at testing av fiberoptikk i storskala laboratorie-forsøk hos NGI, i Tyskland og på felt i Japan har bidratt til å bekrefte og sikre resultatene i prosjektet.

Fra laboratoriet og i feltforsøk kan vi konkludere med at «strain-sensing» fiberoptisk måleteknologi viser det samme, og at den er en effektiv teknologi for overvåkning av CO₂-lagre med tanke på å måle trykkendringer i reservoarer.

Grunnlagsdata fra fire områder

SENSE-prosjektet har brukt følgende områder for å få tallmateriale for sine modeller, samt for å sjekke hypoteser og bekrefte modellene. Vi oppsummerer de viktigste funnene per område.

Hatfield Moors (England)

Hatfield Moors er et sandsteinsreservoar for lagring av naturgass om sommeren og produksjon av samme gas om vinteren. Det forventes at overflaten får heving sommerstid på grunn av trykkoppbyggingen i reservoaret, og senkning om vinteren når trykket i reservoaret reduseres. Satellittdata analyserer sammenhengen mellom trykkendringer i reservoaret og bevegelser i overflaten. Data fra satellitt-overvåking (InSAR) ble benyttet til å overvåke ørsmå deformasjoner og bevegelser på land. SENSE-prosjekts partnere introduserte en automatisk prosessering metode for InSAR-data som hjelper operatorer å redusere kostnader for detektering av overflate bevegelser. De har også undersøkt og implementert løsninger for å måle bakkebevegelse gjennom satellittdata i et utfordrende og vegetert myrlandskap.

In Salah CO₂-lager i Krechba (Algerie)

I studien av In Salah benyttes post-injeksjonsdata for å observere hvordan overflaten reagerer noen år etter injeksjonen ble avsluttet. Resultatene viser at jordoverflaten begynte å synke etter injeksjonsstoppen. Dette var forventet. Innsynkningen har bakgrunn i trykkfall over tid etter at injeksjonen ble avsluttet. Innsynkningshastigheten gir viktig informasjon om reservoarets hydromekaniske oppførsel og dermed modelleringen av dette.

Boknis Eck offshore i Kiel (Tyskland)

Ved Boknis Eck utføres eksperimenter i full skala. Disse måler bevegelser på havbunn som skjer på grunn av injeksjon eller av simulert heving av havbunnen. Her er søkelyset på presisjonen til instrumentene, dataforstyrrelser og andre praktiske problemstillinger offshore. Resultater viser at en fiberoptiskkabel kan fange opp signaler fra havbunnsbevegelser til og med i et turbulent havmiljø nær kysten med veldig høy nøyaktighet.

Mexicogulfen (USA)

Her benyttes geologiske og geofysiske data ved ulike scenarier for CO₂-injeksjon. Deretter beregnes bevegelser på havbunn gjennom geomekanisk modellering. Samlet skal dette gi underlag for valg av teknologier for reservoarovervåkning. Vår konseptuell studie for Mexicogulfen viser hvilke måleteknologier som er mest relevante for overvåking av CO₂-lagre, fiberoptisk måleteknologi og trykksensorer er et godt utgangspunkt. 

Framtidsplanene 

SENSE-partnerne er i dialog med industrien for realisering av fiberoptisk målingsteknologi i storskalaprosjekter. Partnerne er også i dialog for å videreutvikle løsningen med fokus for å overvåke mulig risiko for CO₂-lekkasje rundt forkastninger med bruk av satellitt data, og fiberoptisk måleteknologi.

Nøkkeldata for prosjektet:

Tittel: Assuring integrity of CO₂ storage sites through ground surface monitoring (619155)

Prosjekteiere: Equinor, NGI ved prosjektleder Bahman Bohloli, Quad Geometrics og Universitet i Oslo.

Øvrige er: GEOMAR (Tyskland), British Geological Survey (BGS) (UK), IFPEN (Frankrike), CIUDEN og Spanish Geological Survey (Spania), Lawrence Livermore National Laboratory  og University of Texas, Austin (USA), Research Institute of Innovative Technology for the Earth (Japan), CSIRO (Australia) og KIGAM (Sør-Korea).

Støtte fra CLIMIT-programmet: 12,3 MNOK

Prosjektperiode: 2019 -2022

Mer informasjon: SENSE og forskning.no

Mer om karbonfangst og -lagring: CCS, Langskip-prosjektet og Teknologisenter Mongstad

Adsorpsjonsteknologien er i en tidlig-fase når det gjelder CO₂-fangst fra industrien, og har tekniske utfordringer som må løses. Derfor er det igangsatt et prosjekt i regi av SINTEF Industri og TotalEnergies Norge for å simulere prosessene i CO₂-adsorpsjon. Totalbudsjett er på 24 millioner kroner, hvor CLIMIT støtter halvparten.

Hva er det unike med CO₂-adsorpsjon?

Adsorpsjon refererer til prosessen der CO₂-molekyler blir tiltrukket og bundet til overflaten av et fast stoff, som for eksempel aktivert karbon eller zeolitter. Dette skjer ved at CO₂-molekylene interagerer med overflateatomene eller -gruppene på det faste materialet (sorbenten) gjennom svake kjemiske bindinger. Den foreløpig vanligste metoden for CO₂-fangst er absorpsjon. Der blir CO₂ fra røykgass oppløst i en tilpasset væske. Denne prosessen innebærer som regel at CO₂-molekylene også reagerer med komponenter i væsken. Bindingsenergien for CO₂ vil derfor være høyere ved absorpsjon enn ved adsorpsjon. Både for adsorpsjon og absorpsjon må det tilføres energi for å frigjøre CO₂-molekylene igjen.

Hva er oppnådd?

«I prosjektet har vi jobbet med 6-7 ulike prosesser og vi jobber med å finne de mest effektive kombinasjonene med et utall av sorbenter (flere enn antall aminer som finnes på markedet i dag). Vi analyserer sorbentene og bruker de eksperimentelle dataene til å simulere hvor effektive og gode de forskjellige prosessene vil være. Håpet er å finne kombinasjoner som vil være bedre enn dagens amin-teknologi. Vi ser allerede store forskjeller mellom prosessene når det gjelder CO₂-fotavtrykk», sier Richard Blom, SINTEF. Han nevner også at man har store forskjeller på hvilken måte prosessene bruker energien. «For eksempel er det vesentlig mer effektivt å flytte den faste sorbenten mellom kalde og varme seksjoner i prosessen enn å ha sorbenten fiksert i kolonnen og variere temperaturen på hele kolonnen, men en forutsetninger er at sorbenten tåler å bli flyttet», understreker Richard. 

Det er også utfordrende for prosjektet da mange av de teknologiene som blir testet ut er på svært ulikt TRL-nivå, noe som gjør simuleringene ekstra krevende, og det å sette opp koding som gir sammenlignbare resultater. Det vil også være lokale forhold som spiller inn, slik som for eksempel tilgang på fast sorbent. Er den «kortreist» vil kostnadsbildet bli annerledes. Prosjektet har som mål å finne en adsorbent/prosess kombinasjon som på sikt kan egne seg for en pilot i industriell skala.

CO₂-adsorpsjon – forbedre ytelsen

«Før det tas beslutninger om oppskalering, vil lab-pilotene hos SINTEF Industri brukes for å demonstrere gyldigheten av de oppnådde simuleringsresultatene, under forskjellige driftsbegrensninger», avslutter Svein Gunnar Bekken i CLIMIT. Som ser fram til å få sluttresultatene.