Sikker og effektiv CO₂-lagring en nødvendighet

En trygg og effektiv lagringsløsning er avgjørende for å realisere det fulle potensialet til CO₂-håndtering. Dette krever en grundig forståelse av de underliggende geologiske prosessene og egenskapene til lagringsstedet. Hvis disse utfordringene ikke håndteres riktig, kan det føre til lekkasjer, redusert lagringskapasitet, og i verste fall miljøskader.

CLIMIT-programmet anerkjenner den store betydningen av dette fagfeltet og satser aktivt på forskning og utvikling for å øke kunnskapen og kompetansen innen geologisk CO₂-lagring.

Svein Eggen (Gassnova) og Erik Lindeberg (SINTEF) på Svelvik CO₂ field Lab. Foto: SINTEF

Reservoar- og takbergarter

• Karakterisering av reservoarer: Prosjekter som undersøker ulike geologiske formasjoner for å vurdere deres egnethet for CO₂-lagring. Dette inkluderer studier av reservoarets porøsitet, permeabilitet og kapasitet med mer. For eksempel undersøkes ulike typer sandstein for å kartlegge hvor mye CO₂ de kan lagre, og hvor lett CO₂-en kan strømme gjennom bergarten. I tillegg studeres formasjonens geomekaniske egenskaper for å vurdere risikoen for deformasjon eller brudd under injeksjon av CO₂.
• Takbergartens integritet: Forskning på takbergarten er avgjørende for å sikre at den er tett og forhindrer lekkasje av CO₂. Dette innebærer å studere takbergartens egenskaper og mekanismer som kan påvirke dens integritet over tid. Det finnes lite prøvedata fra CCS-relevante takbergarter, og det er viktig å øke kunnskapen på dette området. Dette inkluderer å forstå mekaniske egenskaper, mineralogi og oppførsel under høyt trykk og temperatur.
• Optimalisering av injeksjonsstrategier: Studier av hvordan CO₂ best kan injiseres i reservoaret for å maksimere lagringskapasiteten og minimere risikoen for lekkasje. Dette inkluderer å undersøke ulike injeksjonsrater og -trykk, samt å optimalisere plasseringen av injeksjonsbrønner for å sikre jevn fordeling av CO₂ i reservoaret.
• Trykkhåndtering: Utvikling av metoder for å overvåke og kontrollere trykket i reservoaret under og etter CO₂-injeksjon. For høyt trykk kan føre til brudd i formasjonen eller indusert seismisitet, mens for lavt trykk kan redusere lagringskapasiteten. CLIMIT støtter derfor utvikling av avanserte sensorer og modeller for å overvåke og kontrollere trykket i reservoaret.

Monitorering og simulering

• Utvikling av overvåkingsteknologi: Prosjekter som utvikler og tester teknologi for å overvåke CO₂-lagrene, for eksempel seismiske metoder, gravimetri og elektromagnetiske metoder. Seismiske metoder bruker lydbølger for å kartlegge CO₂-ens utbredelse i reservoaret, gravimetri måler endringer i tyngdefeltet forårsaket av CO₂-injeksjon, og elektromagnetiske metoder utnytter endringer i reservoarets elektriske ledningsevne.
• Simulering av CO₂-migrering: Bruk av datamodeller for å simulere hvordan CO₂ sprer seg i reservoaret og forutsi langsiktig oppførsel. Dette bidrar til å vurdere risiko og optimalisere lagringsstrategier. Modellene tar hensyn til faktorer som reservoarets egenskaper, injeksjonsrater og trykk, samt geokjemiske reaksjoner mellom CO₂, vann og bergart.
• Verifisering av lagring: Utvikling av metoder for å verifisere at CO₂-en forblir permanent lagret i reservoaret. Dette kan inkludere å kombinere ulike overvåkingsmetoder, for eksempel seismiske data og geokjemiske analyser, for å bekrefte at CO₂ ikke lekker ut.

CCS-brønner

• Brønnintegritet: Forskning på materialer og design for brønner som brukes til CO₂-injeksjon, for å sikre langsiktig integritet og forhindre lekkasjer. Dette inkluderer å utvikle brønnsement og -foringsrør som tåler det korrosive miljøet forårsaket av CO₂, samt å utvikle metoder for å overvåke brønnens tilstand over tid.
• Boring og komplettering: Optimalisering av bore- og kompletteringsprosesser for CO₂-injeksjonsbrønner. Dette inkluderer å utvikle boreteknikker som minimerer risikoen for lekkasjer og forurensning, samt å optimalisere design og installasjon av brønnutstyr.
• Utvikling av brønnteknologi: Prosjekter som utvikler ny teknologi for CO₂-injeksjon, for eksempel avanserte brønnhoder og injeksjonsventiler. Dette kan inkludere teknologi for å kontrollere injeksjonsrater og -trykk mer presist, samt teknologi for å overvåke brønnens tilstand i sanntid.

Teknologisk utvikling innen geologisk lagring

CLIMIT støtter forskning og utvikling av teknologi for å forbedre alle steg i lagringsprosessen:

• Reservoarkarakterisering: Utvikle mer avanserte metoder for å kartlegge og forstå reservoarenes egenskaper, for eksempel ved bruk av geofysiske teknikker og maskinlæring.
• Brønnteknologi: Forbedre design og konstruksjon av brønner for CO₂-injeksjon, for å sikre langsiktig integritet og minimere risiko for lekkasjer.
• Injeksjonsteknologi: Optimalisere injeksjonsstrategier og trykkhåndtering for å maksimere lagringskapasitet og minimere risiko for indusert seismisitet.
• Overvåkingsteknologi: Utvikle mer sensitive og kostnadseffektive sensorer og overvåkingsmetoder for å detektere mulige lekkasjer tidlig.

Reguleringer og rammeverk for CO₂-lagring

Lagring av CO₂ er underlagt et omfattende regelverk, både nasjonalt og internasjonalt. Dette er nødvendig for å sikre trygg og miljømessig forsvarlig lagring, og for å legge til rette for utvikling og implementering av CCS-teknologi.

Nøkkelkomponenter i det internasjonale regelverket

• Londonprotokollen: Denne internasjonale avtalen regulerer dumping av avfall til havs, og har blitt tilpasset for å tillate lagring av CO₂ under havbunnen. Norge har vært en pådriver for denne tilpasningen, som er avgjørende for prosjekter som Langskip og Northern Lights.
• Ospar-konvensjonen: Denne konvensjonen beskytter det marine miljøet i Nordøst-Atlanteren, og inkluderer reguleringer for lagring av CO₂ i geologiske formasjoner under havbunnen. Norge er en aktiv deltaker i Ospar-samarbeidet.
• EUs direktiver: EU har et direktiv for CO₂-lagring som setter krav til sikkerhet og miljøvern. Selv om Norge ikke er medlem av EU, er direktivet iverksatt i norsk lov gjennom EØS-avtalen.
• FNs klimakonvensjon (UNFCCC): Denne konvensjonen setter rammene for internasjonal klimapolitikk, og anerkjenner CCS som et viktig tiltak for å redusere klimagassutslipp.

Nasjonalt regelverk

I Norge er CO₂-lagring regulert gjennom en rekke lover og forskrifter, blant annet:

• Forurensningsloven: Setter generelle krav til miljøvern og forhindring av forurensning.
• Plan- og bygningsloven: Regulerer arealbruk og stiller krav til konsekvensutredninger for CO₂-lagringsanlegg.
• Petroleumsloven: Gir myndighetene hjemmel til å tildele tillatelser for lagring av CO₂ i geologiske formasjoner.
• CO₂-lagringsforskriften: Setter spesifikke krav til sikkerhet og miljøvern ved CO₂-lagring, inkludert krav til overvåking og rapportering.
• Havressursloven og havbunnsmineralloven: Regulerer aktiviteter på kontinentalsokkelen, inkludert lagring av CO₂.

Harmonisering av regelverk

En av utfordringene er å harmonisere nasjonale og internasjonale regelverk for å sikre effektiv og smidig implementering av CCS-prosjekter. Samtidig gir Norges omfattende erfaring med petroleumsvirksomhet og offshoreteknologi et godt grunnlag for å utvikle og iverksette CO₂-lagringsteknologi.

Kommersialisering av CO₂-lagring sett fra et CLIMIT-perspektiv

Flere CO₂-lagringsprosjekter er i en tidlig fase av kommersialisering, spesielt i Europa. Northern Lights, som en del av Langskip-prosjektet, har vakt betydelig internasjonal interesse. Industrielle aktører i Europa ser på muligheten for å benytte den norske infrastrukturen for lagring av CO₂. Dette kan bidra til å etablere et kommersielt marked for CO₂-lagring. De nasjonale forutsetningene for lagring av CO₂ er svært gode, og kan gi norske aktører et teknologisk fortrinn i det internasjonale markedet. For å sikre trygg og effektiv lagring av CO₂ i geologiske formasjoner er det avgjørende med en dyptgående forståelse av de underliggende geologiske prosessene og egenskapene til lagringsstedet. Dette inkluderer en detaljert karakterisering av reservoaret og takbergarten, samt en vurdering av mulige risikoer knyttet til injeksjon og langtidslagring av CO₂.

Når Langskip settes i drift, vil det bidra til å tydeliggjøre hvilke teknologiområder og prosjekter CLIMIT-programmet bør prioritere og satse på. Det vil også gi verdifull veiledning til industrien og akademia om hvilke utfordringer som krever ytterligere forskning og løsninger

Det videre arbeidet innenfor kommersialisering av CO₂-lagring

• Optimalisering av lagringsteknologier: Det er behov for ytterligere forskning på effektivisering av alle steg i lagringsprosessen. Dette inkluderer blant annet å forbedre injeksjonsteknologi, optimalisere brønndesign og utvikle løsninger for trygg og effektiv overvåking av lagrede CO₂-masser.
• Økonomisk bærekraft: For å gjøre CO₂-lagring økonomisk gjennomførbart må kostnadene knyttet til lagring reduseres. CLIMIT vil fortsette å ha søkelys på dette gjennom støtte til forskning på nye teknologier og løsninger.
• Internasjonalt samarbeid: Videre samarbeid mellom land og regioner for å bygge en felles infrastruktur for transport og lagring av CO₂ vil være avgjørende. CLIMIT har en viktig rolle, særlig gjennom sin støtte til prosjekter som knytter sammen internasjonale partnere.
• Skalering: Videre arbeid må sette søkelys på å skalere eksisterende prosjekter slik at CO₂-lagring kan håndtere større volumer i takt med at CCS-teknologier blir tatt i bruk i større omfang.

CLIMIT spiller en viktig rolle ved å støtte forskning og utvikling innen CO₂-lagring, spesielt når det gjelder å redusere risiko og utvikle kostnadseffektive løsninger. Programmets mål er å muliggjøre en fullskala CCS-infrastruktur som kan bidra til å nå klimamålene nasjonalt og internasjonalt. CO₂-lagring er en av nøklene til dette.