Reisen mot karbonfangst

Til grunn for prosjektet ligger et målrettet, systematisk arbeid for å bygge opp kompetanse på karbonfangst.

Prosessindustrien må spille en sentral rolle fremover i kampen for å nå to-gradersmålet fra Parisavtalen. Et skifte fra fossile brensler til grønn energi, vil ikke alene være tilstrekkelig for å kutte utslippene. For mange av industriselskapene produserer faktisk større volumer av CO₂ enn av ferdig produkt. Dermed blir kostnadene den store bremsen når det gjelder implementering av karbonfangstanlegg. Det betyr at forskningsmiljøene og industrien sammen må finne pragmatiske løsninger som industrien raskt kan ta i bruk.

Og en av drivkreftene bak CCS innen norsk prosessindustri er Elkem, en av verdens ledende leverandører av silisiumbaserte avanserte materialer.

Et nødvendig samarbeid

Å foreta store endringer krever kunnskap på nye områder.

“Elkems reise startet rundt 2017”, forteller klimadirektør Trond Sæterstad i Elkem. “Da ble selskapet deltager i CO₂ Hub Nord”. Dette samarbeidet om karbonfangst og lokal infrastruktur for CO₂, består av industriaktører i Mo i Rana industripark og bedrifter lengre nord, samt i Trøndelag.

Siden Elkem har fabrikker flere steder i Norge, har selskapet vært en aktiv bidragsyter og pådriver i en rekke CCUS industri-samarbeid – som Eyde-klyngen, Midt Norge-klyngen, i tillegg til CO₂ Hub Nord. Sistnevnte starter nå opp med testing av CO₂-fangst fra Elkems avgass og SMA Mineral sin avgass.

I disse klynge-prosjektene – som mottar finansiell støtte fra CLIMIT – ser man på løsninger for karbonfangst og lokal infrastruktur og logistikk.

“Ved etablering av CCS, er det en stor fordel for nærliggende industri å samarbeide for å etablere gode løsninger rundt lokal infrastruktur og logistikk. Derfor er klyngeprosjektene så viktige. Da får man større CO₂-volum på det som skal sendes til lager, og aktørene kan dele på kostnader knyttet til infrastruktur og transport”, sier CLIMIT’s Jørild Svalestuen.

En læringsprosess

Men Elken har arbeidet på flere fronter.

I årene mellom 2015 og 2019 deltok selskapet i det CLIMIT-støttede prosjektet CO2stCAP, et samarbeidsprosjekt mellom norske og svenske industriselskaper og forskningsmiljøer, der formålet var å analysere prosesser og identifisere faktorer som driver kostnader i karbonfangst-prosjekter.

Elkem deltok også i forumet Prosess 21, som rettet oppmerksomheten mot løsninger for å redusere industriens samlede utslipp, gjennom utstrakt samarbeid og kunnskapsdeling. Styringsgruppen ble ledet av Håvard Moe, teknologidirektør i Elkem.

I 2021, lanserte så selskapet strategien Klimaveikartet, der karbonfangst blir vurdert som et sentralt virkemiddel for å nå målet om bærekraftig produksjon av Elkems produktportefølje.

En studie som fant muligheter

Dette mangslungne arbeidet ga Elkem et godt kompetanse-grunnlag for å gå videre. Tiden var kommet for å se på praktiske, gjennomførbare karbonfangst-løsninger for Elkems egne anlegg. I parallell med CO₂ Hub Nord, gjennomførte derfor selskapet en mulighetsstudie, som ble sluttført i 2021.

Målet var å lage en generisk forretningsmodell for installasjon av CO₂-fangst på Elkems smelteverk. Modellen evaluerer alle kritiske faktorer ved gjennomføring av karbonfangst. Ved å ta hensyn til ulike forutsetninger – som teknisk status – ved smelteverkene, kan man ved hjelp av modellen beregne mer nøyaktig hva det vil koste å implementere fangstanlegg lokalt.

To solvent-teknologier – fra Saipem og Aker – ble evaluert i forhold til smelteverkenes behov. Hvordan kunne disse tilpasses smelteverkene? Hvor godt egnet ville de være til å fange opp CO₂ fra røykgassen fra produksjonen?

“Det var en utrolig spennende studie”, forteller Ragnhild Jensen, prosjektleder i Elkem. “Vi hadde behov for å lære mer om de praktiske innretningene ved CCS. Hva trenger vi å gjøre på vår side av et grensesnitt? Hvordan må verkene forberede og legge til rette for den nye teknologien? Hva skjer i fangstprosessen? Hva blir utbyttet? Og ikke minst – hva kreves av energi-integrering?”

Elkem brakte blant annet Norsk Energi inn for å evaluere fordeler og ulemper ved  teknologien fra de to leverandørene, med hensyn til  energi-integrering.

“Gjennom prosjektet fikk vi god forståelse for effektiviteten i fangst, hvilke kravspesifikasjoner leverandørene hadde til Elkems avgass, og hva de leverte ut i den andre enden”, sier Ragnhild Jensen.

Resultatet var en kraftig forbedret prosess-design for implementering av CCS-teknologi.

Ett skritt nærmere

Kunnskapen som selskapet hadde bygget opp gjennom grundige forberedelser, har vært helt nødvendig for å iverksette omfattende testing ved anleggene.

“Det naturlige neste trinnet for oss, er å verifisere teknologien ved smelteverkene våre,” sier Trond Sæterstad, klimadirektør i Elkem. “Før vi eventuelt kan ta en investeringsbeslutning, må fangstanleggene testes og evalueres i bruk.”

Ferrosilisium-produsenten Elkem Rana starter nå – gjennom CCUS industrikonsortiet CO₂ Hub Nord – det første pilotprosjekt i sitt slag. I seks måneder skal de benytte en mobil testenhet fra Aker Carbon Capture – et fullskala fangstanlegg i miniatyr.

Akers CO₂-fangst teknologi skal testes ut på avgassene fra Elkem Rana og SMA Mineral hver for seg. Men prosjektet skal også teste ut CO₂-rensing fra felles avgasser fra de to produsentene.

Dette siste alternativet åpner spennende perspektiver. Klarer man å samle strømmer av avgasser fra flere aktører, betyr det vesentlige kostnadsreduksjoner for den enkelte industribedrift.

Og dette er helt kritisk. For kostnadene må ned.