Cutting Cost of CO₂ Capture in Process Industry (CO₂stCap)

Bakgrunn og hensikt med prosjektet

Energiintensiv prosessindustri kan bruke en rekke teknologier for å redusere CO₂-utslipp, inkludert økt bruk av biomasse, energieffektiviseringstiltak og CCS. Selv om det ofte blir understreket at alle teknikker er nødvendige, fokuserer enkeltundersøkelser ofte på en enkelt teknologi for å redusere alle anleggsutslipp.

Det er økende fokus på CO₂-fangst fra prosessindustri, både i Norge og internasjonalt, men for å lykkes med implementering i dette segmentet må sannsynligvis kostnadene reduseres betydelig. Partiell CO₂-fangst kan være en metode for signifikante reduksjoner av investerings- og driftskostnader. Partiell fangst er definert som karbonfangst med en fangstgrad på under 90 % av fabrikkens utslipp.
I prosessindustrien kan partiell CO₂-fangst gjøres på ulike måter, f.eks. ved å redusere operasjonstid, fange deler av avgassen eller å bruke en fangstteknologi som bare trekker ut noe av den CO₂ som finnes i avgassen. Partiell fangst vil kunne utfordre prinsipper for hvordan man skal drive et fangstanlegg (driftsfilosofi), men vil også kunne åpne for andre og/eller nye teknologivalg.

Hva var målet til prosjektet?

Det overordnede målet med prosjektet var å foreslå en kostnadseffektiv karbonfangststrategi for fremtidige CCS-systemer for ulike industrier, og som tar i betraktning
• Utnyttelse av spillvarme/energi
• En mer effektiv bruk av biomasseressurser
• Ulike fangstteknologier og optimalisering
• Endringer i markedsforhold

Hva har prosjektet gjort i form av aktiviteter?

Prosjektet har involvert 4 Ph.d.-kandidater som har arbeidet med konsepter for partiell CO₂-fangst, teknisk-økonomiske analyser og optimalisering.

Konseptet med partiell fangst har blitt undersøkt i fire ulike casestudier (produksjon av stål, papirmasse, sement og silisium) ved å utføre kostnadsoptimaliseringsberegninger for en absorpsjonsbasert fangstprosess med monoetanolamin (MEA).

Tekno-økonomiske analyser har vært fundamentet i arbeidet. Bruk av dette verktøyet gir et felles grunnlag som muliggjør en effektiv og rettferdig sammenligning av alternative partielle fangstkonsepter.

Hva har prosjektet oppnådd? Ble målene til prosjektet oppnådd?

Prosjektet har vist at ved å fokusere på de mest kostnadseffektive CO₂-kildene, kan partiell fangst føre til en betydelig reduksjon både i de spesifikke og absolutte CO₂-fangstkostnadene. Reduksjon av de spesifikke kostnadene er viktig for å motivere til bruk av karbonfangst, gitt at denne kostnaden kan relateres til kostnadene for utslippskvoter og derfor kunne skape verdier for CCS. Reduksjon av absolutte kostnader er viktig med tanke på å redusere risikoen for investeringen, noe som er spesielt viktig for de som er tidlig ute og under modning av karbonmarkeder.

Mer spesifikt har prosjektet utført casestudier som omhandler implementering av kostnadseffektiv karbonfangst i fire nordiske næringer: Sement, stål, papirmasse og silisiumproduksjon. Resultatene demonstrerer potensialet for kostnadseffektiv partiell fangst av CO₂ på alle disse industristedene. Oppsummert så kan man ved de undersøkte anleggene fange 100-500 kt/a ved hvert utslippssted ved å utnytte overflødig varme og lavtrykksdamp tilgjengelig på stedene til en pris
på 40–70 € / tonn CO₂, der stål- og sementanleggene har de laveste kostnadene. Til sammenligning så vil det kreves 80-110 €/tonn CO₂ for full fangst.

Fremtidige planer

Prosjektet har vist at delvis partiell fangst kan redusere CO₂ fangstkostnadene betydelig. Dette har vært vist ved 4 ulike industrier og partnerne ønsker å gå videre med dette ved å undersøke flere bransjer som for eksempel raffinerier. Noen av forskningspartnerne jobber videre i et prosjekt (ZEROC, støttet av CLIMIT og industri) som ser på infrastrukturen som trengs ved å implementere en CCS kjede for industribedrifter, og dette er også et viktig prosjekt for å redusere kostnadene ved CCS.