KUN FANGST: Aker Kværners prosjekt har fått støtte fra Gassnova. Dette skal rense avgassen for CO2. Aker Kværner regner med at dette er enklest å få til innenfor de økonomiske rammene som finnes. Det store hvite bygningen i midten er absorbsonstårnet hvor avgassen reagerer med aminet. Just Catch er klart til å bygges i 2010. (Bilde: Aker Kværner)
UTSLIPPSFRITT: BPs planer for gasskraftverket på Peterhead innebærer rensing av naturgass før forbrenning og bruk av CO2 som trykkstøtte og drivgass for å få ut mer olje fra oljereservoaret. (Bilde: BP)

Flere veier til CO2-rensing

CO2 er korrosivt

CO 2 er meget korrosivt sammen med vann siden det danner en syre H 2CO 3, som angriper stål. Å injisere CO 2 i et reservoar er derfor forbundet med en risiko dersom reservoaret tidligere ikke har inneholdt CO 2. I slike tilfeller er det stor sannsynlighet for at alle produksjonsrør i brønnene ned til reservoaret må skiftes til et materiale som motstår CO2-forurensingen for å hindre at brønnene skades pga. korrosjon.

Reservoaret på Miller er surt og rørene er korrosjonsbestandige.

Gassnova har inngått sin første avtale om støtte tiil et utviklingsprosjekt.

Sammen med ti partnere får Aker Kværner støtte til å videreutvikle og forbedre eksisterende renseteknologi for CO 2 for avgassene fra et gasskraftverk.

Prosjektet får navnet Just Catch. Den forbedrede renseteknologien skal være på plass i 2010, og planen er å installere renseanlegget på gasskraftverket på Kårstø. Prosjekteringen er kostnadsberegnet til 32 millioner kroner.

UK foran

I Storbritannia, nærmere bestemt Peterhead i Skottland, skal BP sammen ConocoPhillips, Shell og Scottish and South Eastern Energy bygge et anlegg hvor naturgassen skal renses før forbrenning i gassturbiner. CO 2 skal føres fra gasskraftverket via rørledning til Miller-feltet hvor CO 2 skal brukes for øke utvinningsgraden.

Oljeselskapene regner med å kunne få ut 40 millioner fat olje ekstra. Kostnad for prosjektet er ca. 4 milliarder kroner. Det skal være ferdig i 2009.





2

Hvordan dannes CO

Karbondioksid (CO 2 ) dannes under forbrenning ved at karbon knytter seg til oksygen. Vi husker alle forsøkene med knallgass på skolen. Der fremstilte vi hydrogen som vi antente og fikk vanndamp. Forbrenning av naturgass, metan, er ikke ulik.

metan + luft = korbondioksid + vann + nitrøse gasser

CH 4 + N 2 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2O + NOx + N 2

I en forbrenning er det reaksjonen mellom oksygen og hydrogen som skaper energien vi ønsker for å drive gassturbiner eller stempelmotorer. Jo lavere temperatur i brennkammeret, desto lavere blir NO x-utslippene.

Men det er også slik at jo mer kompleks sammensetningen er av hydrokarbonene, metan er den enkleste forbindelsen, desto høyere blir CO 2 -utslippene. Derfor blir andelen av CO 2 i avgassen fra et moderne gasskraftverk på rundt 2,5 prosent, mens den for et kullkraftverk er helt oppe i 16 prosent.













RENSING ETTER FORBRENNING

Just Catch baserer seg på å rense avgassene med aminer. Mest vanlig er å bruke CH 3NH 2, monometylamin, en fargeløs gass, som lukter råtten fisk, under vanlig atmosfærisk trykk, men som er i væskeform under høyere trykk.

En annen metode er å rense avgassene med karbonater, vanligvis kalsiumkarbonat, CaCO 3.

Om bord i ubåter og i militært dykkerutstyr brukes dette til å rense luften for CO 2. Denne metoden er også foreslått brukt for det planlagte gasskraftverket i Hammerfest.





Halverte kostnader

En studie fra Tel-tek i samarbeid med Skagerak Energi og Aker Kværner viser at det er mulig å halvere kostnadene for rensing med aminer. For et gasskraftverk på 400 MW, som Kårstø, innebærer det en ekstra utgift på ca. 500 millioner kroner, mens det tidligere var anslått en pris på rundt 1 milliard kroner.

Ulempen med rensemetoden er at den stjeler effekt. Virkningsgraden går betydelig ned. Et gasskraftverk uten rensing har i beste fall en virkningsgrad på 55 prosent. Skal rensingen bli effektiv, må avgassene ledes gjennom et høyt absorbsjonstårn. For å få en effektiv rensing bør avgassen være under trykk. Hele renseprosessen stjeler rundt 10 prosent av virkningsgraden på gasskraftverket.

I tillegg kommer energi som kreves for å håndtere CO 2 videre, enten i form av gass under trykk eller i rør for å deponeres i havbunnen eller andre underjordiske lagre.





RENSING FØR FORBRENNING

Prosjektet i Storbritannia baserer seg i stor grad på eksisterende komponenter. Det er planlagt ferdig allerede i 2009 fordi arbeidet må gå så raskt for å utnytte effekten av økt oljeutvinning i Miller-feltet. De aller fleste komponentene er allerede på plass, blant annet rørforbindelsen ut til Miller-plattformen for CO 2. Den assosierte gassen fra dette feltet har tidligere vært brukt for å drive gasskraftverket i Peterhead. Gassen fra Miller-reservoaret inneholdt store mengder CO 2. Stålkvaliteten i rørledningen er korrosjonsbestandig for å hindre skader fra CO 2.

Kraftverket i Peterhead drives av gass fra gassnettet i Storbritannia, som igjen forsynes fra gassfeltene i Nordsjøen. Rensingen før forbrenning gjøres ved tradisjonell dampreformering av naturgassen.

metan + damp = hydrogen + karbondioksid

CH 4 + 2H 2O = 4H 2 + CO 2

I dampreformeren renses rundt 90 prosent av metanet til hydrogen som brukes til brensel for gassturbiner. CO 2 føres ut til Miller-plattformen og pumpes ned i reservoaret som drivgass for å å få ut mer olje. Når oljen er tømt, vil CO 2 fortsatt kunne lagres i reservoaret. BP regner med å forlenge feltets levetid med 10 år.





Nye gassturbiner

Selve gasskraftverket skal ha to kombikraft gassturbiner på 175 MW hver. Disse skal drives med blandingen av hydrogen og restmetanet etter reformering. Avgassen blir i all hovedsak vanndamp. Både engelske myndigheter og BP definerer derfor gasskraftverket som forurensingsfritt, dvs. ren energi, til tross for at det er basert på fossile brensler.

De nye turbinene kommer i tillegg til dagens gasskraftverk, som har vært i drift siden 2000. En omfattende ombygging i 2000 med tre nye gassturbiner for å kunne drive kraftverket med nordsjøgass, medførte en reduksjon i CO 2 -utslippene tilsvarende 400.000 kjøretøyer. Tidligere var kraftverket fyrt med sur gass fra Miller-feltet. Det er denne ledningen som nå skal tas i bruk igjen.

De nye turbinene representerer den store utfordringen i prosjektet. Ingen har hittil levert turbiner i denne størelsen som bruker hydrogen som drivstoff. Også sikkehetsaspektene knyttet til bruk av hydrogen må være ferdig utredet når prosjektet starter opp.

Flammepunktet for hydrogen er på 2045 0C, mens flammepunktet for metan ligger på 1875 0C. Skal disse turbinene tåle den ekstra varmen, er det behov for kjøling.

En enkel måte å kjøle på er vann i form av ørsmå dråper. Dette forbedrer også kompresjonen under forbrenning, fordi utvidelseskoeffisienten for vann er mange ganger større enn for luft. Prinsippet med vannspøyting i forbrenningsmotorer ble mye brukt under annnen verdenskrig for å redusere temperaturen i kompressormatede flymotorer.

I tillegg har det også vært brukt i Formel 1-motorer.