Testlab: Fabrikken i Brevik skal snart bli en testlab i tillegg til produksjonsbedrift for sement.

CO2-FANGST

Fanger CO2 med membran

Sementindustrien

  • Sementindustrien gir voldsomme CO2-utslipp, HeidelbergCement-konsernet som har virksomhet i over 40 land slipper alene ut 48–50 millioner tonn årlig. Det er like mye som hele Norge slipper ut.
  • Ifølge Wikipedia slippes det ut 900 kg CO2 for hvert 1000 kg ferdig produsert sement. Norcem opplyser at bransjen selv mener 650–700 kg CO2 per tonn sement er et riktigere tall.
  • For Norcem ligger snittet under 600 kg CO2 per 1000 kg sement. Verdensproduksjonen er 3,5 milliarder tonn sement, som da skal gi fra 2,2 til 3,15 milliarder tonn CO2-utslipp .
  • Det er to kilder til høye CO2-utslipp fra produksjon av sement. Den ene er energien som kreves for å oppnå tilstrekkelig høy temperatur i produksjonsprosessen. Den andre, og største kilden, er at spaltingen av kalksteinen (kalsineringen) avgir mye CO2 (ca 0,5 tonn pr tonn produkt).
  • I en artikkel på nettsidene til Universitetet i Agder antydes det at så mye som 7–10 prosent av all menneskeskapt CO2 stammer fra sementindustrien. Industrien selv og andre kilder mener det riktige tallet er fem prosent.

Dette er prosjektene

  1. Aker Clean Carbons aminteknologi. Denne er kommet langt og er forholdsvis moden, men den er veldig energikrevende. Testingen skal skaffe dokumentasjon av energibehov og hvordan aminteknologien vil fungere for røykgassene fra sementproduksjon.
  2. Faststoffabsorpsjon, ikke væske som Aker benytter. Denne løsningen er utviklet av RTI, Research Triangle Institute, et uavhengig verdensomspennende forskningsinstitutt med hovedkontor i North Carolina i USA. Teknologien er i en veldig tidlig utviklingsfase.
  3. Membranteknologi. Bak dette står et konsortium med NTNU, DNV Kema og det israelske selskapet Yodfath engineers. Membranen er utviklet på NTNU, den er testet på kullkraftverk på røykgassene fra sementproduksjon. Det israelske selskapet skal levere strukturene der membranskivene blir plassert og gassen ført gjennom.
  4. Alstoms kalsiumsyklus er en regenerativ karbonsyklus (RCC), som tar i bruk kalkstein som absorpsjonsmateriale (kalkstein er basis for sementproduksjon, og vil alltid være tilgjengelig på fabrikkene)til CO2-fangsten. Et viktig spørsmål i prosjektet vil være om kalksteinen etter at den har vært brukt til fangst kan brukes i sementproduksjonen igjen. Alstom har tilgang til et RCC-pilotanlegg ved Universitetet i Darmstadt. Denne teknologien skal ikke testes ut ved fabrikken i Brevik.

Klimadebatten og økende krav om klimavennlige produkter fra både myndigheter, forbrukere og andre samfunnsaktører har bidratt til at HeidelbergCement Northern Europe har valgt en svært ambisiøs visjon:

Innen 2030 skal konsernets produkter være CO2-nøytrale i et livsløpsperspektiv.

FoU lagt til Norge

Som en del av arbeidet har konsernets norske sementprodusent, Norcem, fått klarsignal til å starte et omfattende forskningsprosjekt for karbonfangst.

Et testsenter skal etableres ved fabrikken i Brevik, og over en periode på tre og et halvt år skal Norcem teste ut fire forskjellige fangstmetoder.

Totalt vil prosjektet koste 93 millioner kroner, konsernet selv stiller med 25 millioner, resten er støttemidler fra Climit, et offentlig finansiert program for å kommersialisere CO2-fangst.

Mandatet til Norcem er at de både vurderer modne teknologier og de som er mer umodne. Et annet krav er at resultatene blir offentlig tilgjengelige.

Den første skrivebordsstudien startet for fire år siden, den ble etterfulgt av en «pre-engineering study» og Liv-Margrethe Bjerge, prosjektleder for Nord-Europa, ble satt inn som prosjektleder.

– Den første interne reaksjonen var at dette var for stort. Etter en del justeringer ble søknaden levert, forteller Bjerge. Prosjektet var så stort at det måtte ha en særskilt notifisering knyttet til statsstøtte, men etter en runde med vurderinger i Brussel og et ok fra Gassnova ble det gitt klarsignal i juni.

Les også: Sargas' CO2-fangstanlegg gir lav virkningsgrad

Fra åtte til fire

Forskerne og ingeniørene hos Norcem startet med åtte forskjellige teknologier. Etter en fase med siling og vurderinger ble de sittende med fire prosjekter, og tre av dem skal testes ut i Brevik (se faktaboks).

Utvelgelsen og gjennomføringen av forskningsprosjektet gjøres i et nært samarbeid med ECRA, European Cement Research Academy.

Bjerge vil ikke røpe om hun har noen favoritt blant kandidatene, og hevder at alle står like sterkt hos Norcem.

– Men det er jo forskjeller. De mest modne teknikkene er også de mest energikrevende. Membranen er testet og fungerer på kullkraftverk. Sementproduksjon har andre gasser med høyere CO2-konsentrasjon, langt høyere temperatur og mer støv. Men om den viser seg å fungere vil den knapt bruke energi.

Energibehovet er derfor et svært viktig ­element i forskningsprosjektet. For å oppnå full rensing med de teknologier som benyttes i dag, vil energibehovet være så stort at Norcem vil måtte bygge et «eget kraftverk» ved Brevikfabrikken. Da går vinningen opp i spinningen.

Et sentralt spørsmål i studien vil være hvor mye CO2 man kan klare å fange basert på tilgjengelig overskuddsvarme fra produksjonen. Foreløpige anslag viser at så mye som 30 til 40 prosent kan fanges. Å få verifisert dette vil være viktig.

Det er flere grunner til at HeidelbergCement valgte å legge denne forskningen til Norge. En er at ideen var norsk. I tillegg ligger Norge langt fremme internasjonalt på karbonfangst.

Viktig er det også at fabrikken i Brevik er utstyrt slik at sammensetningen av avgassene kan justeres. Det gjør det mulig å simulere hvordan de forskjellige teknologiene vil fungere på andre fabrikker i andre land.

Først ut er membranteknologien, bygge­arbeidene for å få klar nødvendig infrastruktur er allerede startet, og testingen skal etter planen kunne starte før årsskiftet.

Hvordan denne teknologien fungerer, kan du lese mer om her: Kopierer lungene til CO2-fangst

Jegere: Liv-Margrethe Bjerge og Vetle Houg jakter CO2 på vegne av sementindustrien. Fire mulige teknologier kom til finalen etter en vurdering som ­startet med åtte.

Mulighet for doktorgrad

Det åpner seg muligheter for en doktorgrad knyttet til CO2-fangstprosjektet til Norcem.

– Vi har diskutert det med alle partnerne. Vi er positive, men har ikke noe konkret prosjekt i dag. Men hvis en kandidat eller et universitet melder seg med en tilstrekkelig relevant og interessant idé, er vi åpne for å vurdere en stipendiatstilling, sier Bjerge.

Vetle Houg, kommunikasjonssjef for Nord-Europa i HeidelbergCement forteller at konsernet har fem veier mot visjonen om klimagassnøytrale produkter innen 2030. Ved siden av karbonfangst er det energieffektivisering, alternative brensler, nye sementresepter og sist optimal utnyttelse av betongens evne til å ta opp CO2, også kalt karbonatisering.

– Vi har gjort veldig mye de siste 20 årene, av det som gjenstår er karbonfangst det aller viktigste, sier Houg.

Les også:

De Grønne styrer tysk teknologimekka

5 spørsmål om ny løsning for CO2-rensing

Snart kan madrassen din lages av CO2  

Nordens største elbilkonferanse
Få med deg «Nordic EV Summit 2017» tirsdag 7. februar.
Union Scene, Drammen, Norway.