ENKEL PROSESS: Den varme eksosgassen føres gjennom kjøler og inn i absorpsjonstårnet hvor aminet binder seg til CO2. Avgassen ut inneholder 15 prosent CO2. Aminet varmes opp og CO2 kokes ut, før aminet pumpes tilbake og kjøles ned og tilbakeføres til absorpsjonstårnet. (Bilde: Aker Kværner)
UTVIKLER NORSK RENSETEKNOLOGI: Fra venstre Oscar Graff, Vibeke Andersson, Ann-Helen Haaland, Svein Klemetsen og Knut Sanden. (Bilde: Anders J. Steensen)
LITE: På tross av de store dimensjonene kan Aker Kværners Just Catch bli den fysisk minste kandidaten til renseanlegg. (Bilde: Aker Kværner)
Naturkrafts anlegg på Kårstø. Til venstre sees turbinhall, mens senter i bildet viser NOx-renseanlegget. (Bilde: Geir Fuglseth/Naturkraft)
SINT: - Jeg frykter at månelandingsprosjektet på Mongstad ikke kommer norsk industri til gode i det hele tatt. Dette er å bruke statens midler for å konkurrere ut norsk industri og teknologi på eksportmarkedene. Men jeg gir ikke opp håpet om at utviklingen snus, sier Knut Aaneland i Norsk Industri. (Bilde: Anders J. Steensen)
STÅL OG BETONG: CO2-fjerningstanken bygges i stål, mens selve absorpsjonskolonnen kan bygges i betong. (Bilde: Aker Kværner)
SEPARAT ANLEGG: Slik tenker Aker Kværner pilotanlegget på Kårstø plassert i forhold til fangstanlegget og gasskraftverket. (Bilde: Aker Kværner)

Norsk CO2-teknologi mest miljøvennlig

  • Kraft


– Når vi bruker flis fra skogen som brensel i dampkretsen, kan vi fjerne all CO 2 fra kraftverket, i tillegg kan vi fjerne CO 2 i avgassene fra kjelen. Trevirke er karbonnøytralt siden det er med i det naturlige karbonkretsløpet og slik oppnår vi at vi fjerner 116 prosent av CO 2 sammenlignet med utslippet fra et kraftverk fyrt med fossilt brensel. Dette gir en netto reduksjon i totalutslippet av CO 2, forteller Oscar Graff i Aker Kværner.

Må fjerne all CO 2

Rapporten fra Tel-Tek viser at å bruke trevirke fra skogen som brensel i et CO 2 fangstanlegg, er å utnytte trevirke i skogen langt bedre og mer miljøvennlig enn å konvertere det samme trevirke til biodrivstoffer. Det reduserer det totale CO 2 utslippet til atmosfæren, dersom CO 2 blir deponert i et sikkert lager, som i Utsira og Johansen-formasjonene på norsk sokkel.

En helt fersk rapport fra University of Victoria i Canada understreker hvor viktig det er å komme med en løsning. Rapporten fastslår at alle menneskeskapte utslipp må stoppes dersom FN klimapanels målsetting om at gjennomsnittstemperaturen ikke skal stige mer enn to grader Celsius innen 2050. Graff mener at Just Catch Bio kan bidra til å løse en stor del av denne problemstillingen.



Kan ta skogsavfall

Tel-Teks rapport viser at det er nok tilgjengelig skog på Vestlandet til å dekke flisbehovet ved et fullskala fangstanlegg på Kårstø. Totalt i Norge finnes store tilgjengelige og uutnyttete ressurser for flis og biomasse for fyring i biokjelen. For en kraftverksblokk på størrelse med Kårstø-kraftverket, er behovet i en kjele på ca. 110 MW. Anslagene fra skogsindustrien i Norge er at man lett kan forsyne 20 til 25 slike store fangstanlegg.

I en rapport utarbeidet av Norsk Energi for Norsk Bioenergiforening er det påvist at bioavfall og annet avfall bare på Østlandet utgjør en årlig ressurs på 60 TWh. – Når Olje– og energiminister Åslaug Haga sier at hun vil satse på å utnytte bioenergi, så håper jeg hun ser hvilken positiv effekt bioenergi kan ha i en CO 2-fangst sammenheng. Vi håper hun og regjeringen er villig til å prøve ut Just Catch Bio på Kårstø. Et anlegg som både benytter bioenergi effektivt og samtidig fjerner all CO 2 fra gasskraftverket, sier Graff.



Kraftverk viktigst å rense

De største menneskeskapte utslippene i verden kommer fra kraftverk med fossilt brensel, det være seg kull, olje eller gass. Prognosene fra det internasjonale energibyrået IEA, viser at i 2030 vil CO 2 - utslipp fra industri og kraftverk stå for nær 62 prosent av alle menneskeskapte utslipp av klimagasser. Til sammenlikning står transport (bil, tog, fly og skip) for 20 prosent av de menneskeskapte klimautslippene.

– Vi mener det viktigste er at Norge bidrar til å redusere disse store utslippene, med vår løsning. Med vår løsning vil de totale CO 2-utslippene reduseres, ikke bare de menneskeskapte og dermed bidra til å nå FN klimapanels målsettinger, sier Graff.

---------------------------

Just CatchTM

Et norskutviklet aminrenseanlegg for CO 2. Er ikke prekvalifisert til å delta i anbudet for et fullskalaanlegget på Kårstø. Er så langt heller ikke med på Stoltenbergs månelandingsprosjekt på Mongstad. Utenlandsk teknologi og arbeidsplasser er prioritert.

Just Catch er aminrenseanlegg for CO 2 for kullkraftverk, gasskraftverk og industri. Anlegget er konstruert for å stå etter forbrenningsprosessen og kan heftes på alle eksisterende energianlegg basert på fossilt brensel. Prosjektet er et samarbeid mellom 13 aktører og har en budsjettramme på 32 millioner kroner. Målsettingen er å halvere investeringskostnadene sammenlignet med annen aminrenseteknologi. En mer effektiv energibalanse skal redusere driftsomkostningene med 30 prosent. Avfall skal reduseres til et absolutt minimum. Teknologien skal kunne realiseres før 2010.

– Våre labtester og det kvalitetssikringsarbeid som er gjort av DNV viser at vi nå kan bygge et pilotanlegg. Vi mener å ha nådd de målsettingene vi hadde før prosjektet startet. Vi oppnår en total virkningsgrad for gasskraft og fangst på 51 % med både lavere investerings- og driftskostnader, sier prosjektleder Knut Sanden.



Ett prosesstog

Aker Kværner har arbeidet med å finne varmevekslere og pumper som er mer kostnadseffektive. Selve absorpsjonstårnet som er den store utstyrskomponenten hvor aminet møter røykgassene, vil bil laget i betong (glideforskaling) - en norsk teknologi som er vel kjent fra en rekke offshoreprosjekter og bruer. For et anlegg som skal stå i eksplosjonsfarlig område, gir betong en enkel, sikker, raskere og billigere løsning, sammenlignet med en i stål.

Det brukes standard industripumper og platevarmevekslere. Det kjøres ett prosesstog uten dublering av utstyr, noe som reduserer både kompleksiteten og kostnadene. – For et anlegg på land er det enkelt å skifte ut deler dersom det oppstår feil. Anlegget blir enklere å drive og vedlikeholde. Vi mener at løsningen vil ha en høy driftsregularitet, over 95 prosent, slik at SFT´s krav tilfredsstilles. Et annet viktig poeng er at kraftverket ikke vil påvirkes av en eventuell stans i fangstanlegget.



Utvider samarbeid med Sintef og NTNU

Sintef og NTNU har deltatt aktivt i å teste og utvikle løsninger for Just Catch. Forskerne i Trondheim har sett på hvordan aminet risles i absorpsjonstårnet slik at rensingen blir mest mulig effektiv. Man har også sett nøye på hvordan vannvaske-seksjonen, som sitter i toppen på tårnet, bør utformes. Sintef og NTNU har deltatt i å finne egnede aminer. – Vi må finne forskjellige aminer til forskjellige renseoppgaver. Vi tror ikke at vi kan bruke det samme aminet for et gasskraftverk som for et kullkraftverk, sier Sanden.

Derfor har Aker Kværner inngått et nærmere samarbeid med Sintef og NTNU for å videreutvikle ”smarte” aminblandinger for renseanlegget. – Vi anser det for meget viktig for å redusere energibehovet og derigjennom driftskostnadene. Forbedrete blandinger og design av anlegget vil gi minimalt med avfall og aminutslipp til luft. Hittil har vi kommet ned på et nivå på < 3 ppm til luft. Dette er det samme nivået som gjelder for arbeidsmiljø. Vi har ikke vært i stand til å se at dette kan ha skadelige virkninger for naturen. Vårt mål med arbeidet er å komme frem til så lave utslipp som mulig og vi vil kun bruke ”grønne” kjemikalier i Just Catch, sier Oscar Graff.

Sintef og NTNU skal også utvikle et avansert simuleringsverktøy som skal beregne Just CatchTM prosessen med valgte aminblandinger. Verktøyet skal brukes til modellering og dimensjonering av framtidige anlegg.

-------------------------------------------------

Just Catch BioTM

Fangstanlegget Just Catch BioTM er videreutviklet fra Just CatchTM teknologien. Aker Kværner videreutvikler konseptet sammen med Aker ASA i et prosjekt beregnet til 24 millioner kroner.

– Vi er i ferd med å ferdigstille et forprosjekt hvor vi har fulgt de samme kvalitetskrav, de samme krav til prosedyrer og verifikasjon av arbeidet, som når vi utarbeider installasjoner til bruk i oljeindustrien. Forskjellen er at vi denne gang har så langt som mulig lagt oss mot industristandarder slik vi kjenner de fra landbasert prosessindustri. Det betyr at vi bruker ISO standarder og ikke API, forteller fungerende prosjektleder Svein O. Klemetsen.

Han sier at ved å bruke ISO-standarder og industrielle standarder for å dokumentere anlegget, vil prisen på fangstanlegget reduseres, selv om det på Kårstø vil ligge innenfor et klassifisert eksplosjonsfarlig område. For et anlegg som ikke ligger integrert med et stort gassbehandlingsanlegg, vil kostnadene reduseres ytterligere, fordi det da vil ligge i et sikkert område uten eksplosjonsfarlige gasser.



Uavhengige systemer

Mens Just CatchTM tapper energi fra dampkretsen i et kombikraftverk for å varme aminet ved regenerering og fjerning av CO 2, så bruker bioversjonen en flisfyrt dampkjel for å generere egen damp. Løsningen har flere driftsmessige fordeler. CO 2-fangstanlegget er helt uten integrasjon med kraftverkets tekniske systemer, og begge anleggene kan kjøres helt upåvirket av hverandre. Det andre er at anlegget ikke vil stjele kraft fra kraftverket. For et anlegg av Kårstøs størrelse vil fangstanlegget kreve 12 prosent av den totale energiproduksjonen i kraftverket.

Det betyr at rundt 500 GWh elektrisk kraft vil gå tapt. Med Just Catch Bio vil denne kraften, nok 25 000 boenheter, gjøres tilgjengelig for markedet.



Flisfyrt etterbrenner

Selve kjernen i løsningen er at den varme eksosgassen fra en gassturbin inneholder store mengder luft som er brukt til kjøling av selve gassturbinen. Det betyr at eksosen inneholder 14 prosent oksygen, som er nok til å kunne bruke eksosen som luft til forbrenningen i biokjelen. Den varme eksosen fører til at virkningsgraden i biokjelen økes med 7 % til hele 90 %. Med andre ord så er biokjelen nærmest en etterbrenner på gassturbinen.

Dette gir økt mengde CO 2 i avgassen som skal renses, uten at mengden avgass øker. Dermed behøver heller ikke absorpsjonstårnet i renseanlegget å økes. Resultatet er at aminrenseanlegget, som klarer å rense 85 prosent av CO 2 fra avgassen, med etterbrenneren kan rense all CO 2 fra gasskraftverket i tillegg til CO 2 fra forbrenningen av flis. Total rensegrad i forhold til utslippet fra gasskraftverket blir på 116 prosent. – Vi får en positiv rensing av avgassen og reduserer totalt sett CO 2 i karbonkretsløpet dersom CO 2 blir injisert i et deponi. Dette er en unik renseteknologi som gir en effektiv og fornuftig anvendelse av biomasse. Dersom Just Catch Bio løsningen anvendes på nye gasskraftverk, vil de nasjonale CO 2-utslippene reduseres i motsetning til bruk av annen kjent renseteknologi, sier Klemetsen.



Er verifisert

Det Norske Veritas er brukt til å verifisere resultatene for Just CatchTM fangstanlegg. DNV fant ingen elementer som innebærer en unødig risiko og bekrefter at prosjektet er gjennomførbart. – Løsningen er brakt så langt frem som mulig og vi har underlag nok for å kunne bygge et 10 % test- og demonstrasjonsanlegg på 100 000 tonn CO 2-fangst årlig. Det er nødvendig for å kunne kommersialisere teknologien. Det er viktig å løfte løsningene ut fra simuleringer og laboratorium til et større demonstrasjonsanlegg. Et slikt anlegg vil kunne teste ut og løse eventuelle ukjente problemer som det ikke har vært mulig å identifisere tidligere. En slik verifisering vil gi nødvendig trygghet for våre kunder. Dessuten vil det danne grunnlaget for bedre modelleringsverktøy, noe som er helt nødvendig når anlegget skal skaleres opp, forteller Graff.



Ønsker pilotanlegg

Graff ønsker aller mest å bygge pilotanlegget på Kårstø. – Vi ønsker å komme i gang med testing så tidlig som mulig. Vi kan ha et testanlegg basert på Just Catch BioTM klart i 2009. På Kårstø har vi tilgang til eksosgass fra et kraftverk i drift. I tillegg kan fangstanlegget kobles mot Gasscos prosessanlegg på Kårstø. Etter testperioden på gasskraftverket kan anlegget benyttes til å rense 100 000 tonn av CO 2-utslippene fra terminalen. Det vil gi en fornuftig etterbruk og være et godt klimatiltak.

– Hovedårsaken til at vi ønsker Kårstø er at der kan vi komme i gang ett til to år tidligere med et større anlegg enn det som planlegges på Mongstad. Å bygge et Just Catch Bio pilotanlegg på Kårstø vil gi viktig erfaring og vil kunne redusere risiko og kostnader ved framtidige anlegg. Dette burde norske myndigheter være mer opptatt av. Det er de som skal betale regningene for fangstanleggene. Et tidlig testanlegg vil understøtte og sikre planene for framtidige fullskala anlegg. Lykkes vi med bioløsningen har vi fått fram en unik fangstteknologi som kan bli et viktig eksportprodukt og Norges viktigste bidrag mot global oppvarming, sier Oscar Graff.

Han forteller at de ikke er fremmede for å teste ut anlegget andre steder. Både USA, Tyskland, Storbritannia og Sverige er interessante i den forbindelse. – Årsaken er at systemet er laget for å rense etter forbrenning av et kraftverk. Det betyr at det kan henges på et hvilket som helst kraftverk som er fyrt med fossilt brensel. Særlig i Storbritannia er dette interessant fordi Storbritannias regjeringen har bestemt seg for å satse på slike fangstanlegg for å få ned CO 2 utslippene.