Utredning av karbonfangst ved Kvitebjørn Varme AS sitt avfallsforbrenningsanlegg på Skattøra i Tromsø

Bakgrunn og hensikt med prosjektet?
Kvitebjørn Varme AS (KVAS) i Tromsø energigjenvinner årlig ca. 60.000 tonn kommunalt avfall og næringsavfall i 2 forbrenningslinjer. Energigjenvinningen brukes til forsyning av fjernvarme på Tromsøya og reduserer andelen avfall som eksporterts til Sør-Sverige for sluttbehandling. Det er økende etterspørsel i fjernvarmenettet og KVAS har derfor fått tillatelse til å etablere en tredje forbrenningslinje på 15 MW på Skattøra. Etablering av denne linjen øker sluttbehandlingskapasiteten av avfall til 110.000 tonn per år.

Forbrenningsanlegget er i dag den 3. største kilden til klimagassutslipp i Tromsø. Ved utvidet kapasitet vil avfallsbehandlingen bli nest størst utslippskilde, og det desidert største punktutslippet i Tromsø. Karbonfangst knyttet til sluttbehandling av avfall vil dermed være avgjørende for å virkeliggjøre Tromsø kommunes ambisjoner om å oppnå karbonnøytralitet innen 2030.

I Norge forbrennes det totalt mer avfall i små eller mellomstore anlegg enn i store anlegg. Det finnes derimot forholdsvis lite erfaring med karbonfangst fra små- eller mellomstore forbrenningsanlegg. Dette skaper en ekstra stor usikkerhet rundt prisbildet for CCS for de vanligste anleggene i Norge og i resten av Europa. Det finnes også svært lavt antall av teknologileverandører som leverer totalentrepriser på karbonfangst. Dette gir ytterligere risiko, som kommer på toppen av uforutsigbar strømpris, teknologirisiko og et usikkert politisk rammeverk for CO₂-prising. Høy grad av utnyttelse av spillvarme fra fangstprosessen og muligheten for å få tilbud om totalentrepriser på karbonfangstanlegg er to sentrale faktorer som kan bidra til større økonomisk forutsigbarhet i karbonfangstprosjekter.

Hva var målet til prosjektet?
Det viktigste ambisjonene med idéstudien var å bidra til å finne ut hva som trengs for å modne flere teknologileverandører til å kunne gi en totalentreprise på karbonfangstanlegg til KVAS (delmål 1). Dette arbeidet knyttet seg til en teknologiscreening i markedet, dialog med aktuelle leverandører, og vurdering av tekniske og fysiske forhold for KVAS som spiller inn på teknologivalg (delmål 2).

Delmål 3 var å overordnet vurdere hva som kan gjøres med CO₂ etter fangst. Her inngikk en overordnet screening av mulighetene for å lagre CO₂ ved f.eks. å inngå i et nordnorsk cluster på sikt og/eller om det kanskje finnes noen bruksområder for CO₂ fram til det tidspunktet at det etableres infrastruktur for CO₂-lagring i nord.

Siste delmål var å utrede hvordan en velegnet eierstruktur knyttet til karbonfangstanlegget kan se ut for KVAS (delmål 4).

Delmål 1 og 2 har størst omfang i denne studien.

Hva har prosjektet gjort i form av aktiviteter?
1. Røykgassvurderinger mot karbonfangst
Petter Lundstrøm (Dr. Ing. i kjemiteknikk) utarbeidet en analyse av røykgassens sammensetning og karakteristikk med utgangspunkt i et sett av loggførte målinger over tid.
TCM Mongstad utarbeidet videre en rapport om røykgasskomponenter og røykgasskarakteristikk som påvirker et CO₂-fangstanlegg i tilknytning til avfallsforbrenning, primært basert på aminteknologi. Rapporten lærte oss at det er store fordeler ved å ha en røykgass som er renest mulig med tanke på blant annet sure komponenter. Dette hadde følger for det videre arbeidet med teknologivurdering og tilpasninger av dagens anlegg.

2. Teknologiscreening og dialog med leverandører av fangstteknologi
I samarbeid med Norsk Energi har det blitt utført en teknologiscreening for fangst med vurdering opp mot de fysiske forholdene på forbrenningsanlegget til KVAS. Dette involverte dialog med de mest aktuelle teknologileverandørene. Analysen hadde stort fokus på hvordan teknologiene kunne gi ideell energieffektivitet gitt de fysiske forholdene til Skattøra forbrenningsanlegg som er et hetvannsystem. Faktorer som ble vurdert var eksempelvis temperaturer, flowrate, komposisjon og trykk på røykgassen, behovet for strøm og damp/varmt vann og potensiell grad av energigjenvinning til fjernvarme. Rapporten fra TCM Mongstad og Lundstrøm ble benyttet for å vurdere hvilket kjemisk absorpsjonsmedium som egner seg best.

3. Vurdering av nedstrøms løsning for CO₂
Det ble gjennomført møter med både Horisont Energi og Nothern Lights om deres løsninger langs kysten i Nord-Norge. Norsk Energi gjorde en overordnet vurdering av mulighetene for CCU. Det ble lagt konkrete arealplaner for mellomlagring av CO₂, med blant annet oppkjøp av tomt ved sjøen for å romme både fangst, mellomlager og kaianlegg for henting av CO₂ via skip. Norsk Energi konkluderte med at volumet CO₂ som skal fanges og håndteres er mye større enn den mulige etterspørselen for CO₂ i området, og at en lagringsinfrastruktur blir nødvendig uansett om det blir aktuelt å selge fraksjoner til bruk.

4. Arbeid med tilrettelegging et framtidig CCS-anlegg
Kvitebjørn Varme har i lengre arbeidet mot investeringsbeslutning og planlegging av en tredje forbrenningslinje på Skattøra (Linje 3). Endelig beslutning ble tatt i september 2022. Dette har gitt en kritisk mulighet til å sikre at anlegget bygges slik at CCS på sikt kan integreres. Røykgassrapportene fra TCM og Petter Lundstrøm bidro til at det ble besluttet i styret at systemet for rens av sure komponenter på de eksisterende forbrenningslinjene skal oppgraderes i forbindelse med byggingen av den nye linjen slik at alle får samme teknologi. Dette rensesystemet vil ha høyere grad av redundans og gi høyere rensegrad for sure komponenter. Da vil utslippene også være godt innenfor kravene for forventet framtidig BAT. Det var også samme investeringsbeslutning som gjorde at tomten på sjøsiden kunne kjøpes for å romme et framtidig CCS-anlegg. Det har blitt utarbeidet en overordnet arealplan for dette, og et planinitiativ er sendt til Tromsø kommune. Det er etablert et risikoregister og laget en overordnet framdriftsplan for et hovedprosjekt.

Hva har prosjektet oppnådd? Ble målene til prosjektet oppnådd?
Kvitebjørn Varme har gjennomgått et skifte i eierstruktur da de ble kjøpt av Saren Energy i august 2022. De var samtidig i prosess mot en investeringsbeslutning for linje 3. Dette gav en unik mulighet til å tilrettelegge for CCS og å få investeringsbeslutning på integrasjonen. Resultatene fra idéstudien har derfor allerede hatt direkte innvirkning på planene for videre utvikling av CCS for Kvitebjørn Varme gjennom konkrete investeringsbeslutninger. Som følge av timingen av idéstudien mot har CCS-prosjektet kommet betydelig lengre enn forventet.

Gjennom idéstudien har vi lært hvilke tekniske faktorer som påvirker teknologivalg for KVAS. Spesielt ser enkelte teknologier ut til å synergere mye bedre med forbrenningsprosessen og fjernvarmeanlegget og i tillegg passe bedre med røykgassammensetningen enn andre. Gjennom dialog med leverandører har det også blitt mer tydelig hva som kreves for at flere skal kunne tilby totalentreprise. Vi mener fortsatt at dette er et viktig utgangspunkt for å gjøre CCS attraktivt for små- til mellomstore forbrenningsanlegg.

Vi anser delmål 1 til 3 å være oppnådd. Delmål 4 er ikke oppnådd. Grunnen til det er at mangelen på regulatoriske rammer skapte for mange usikkerheter til at det ble mulig å etablere en eierstruktur på dette tidspunktet. Derimot har idéstudien bidratt sterkt til at vi har oppnådd investeringsbeslutning på tilrettelegging av linje 3-ombyggingen til en senere installasjon av karbonfangst- og mellomlagringsanlegg. Vi er derfor godt fornøyde med måloppnåelsen fra idéstudien.
Prosjektet har også gitt KVAS og Daimyo bedre innsikt og forståelse i hvilke muligheter og utfordringer som følger med etableringen av et CO₂-fangstanlegg. Arbeidet har medført økt forståelse for teknologimodenheten og kompleksiteten knyttet til etablering av et CO₂-fangst.

Fremtidige planer?
Kvitebjørn Varme har blitt en del av Saren Energy så de videre initiativet vil kommer fra Saren eller fra KVAS direkte. De planlegger å modne prosjektet videre gjennom et Teknisk-økonomisk mulighetsstudie med flere konkurrerende teknologileverandører. En mulighetsstudie vil bidra til ytterligere modning av design basis, et referanseanlegg med komplett flytskjema, energi- og massebalanse, layout, samt videre utvikling av risikomatrise og gjennomføringsplan.