Skal hente energi fra ovnsgass

Smelteverkene i Norge har den store fordelen at de bruker fornybar strøm til å smelte malmen. Men da er de bare halvveis.

For å lage mangan og andre legeringsmetaller må bindingen til oksygenet brytes og da brukes karbon i form av koks. Altså kull som er behandlet for å bli så rent karbon som mulig. Karbonet binder seg til oksygen og da frigjøres det rene metallet.

Malmen «reduseres» fra et oksid til metall. Det motsatte av en oksidasjonsprosess. Men det blir også enorme mengder CO₂ og CO. Mest av det siste.

Ulike verk

Franske Eramet eier tre mangansmelteverk i Norge. De eksporterer to tredjedeler av produksjonen til Europa og resten til USA.

Til sammen bruker de tre verkene årlig rundt 2 TWh i strøm og energimessig like mye i koksen som anvendes som reduksjonsmiddel i smelteprosessen.

De tre smelteverkene, et i Sauda, et i Kvinesdal og et på Herøya er alle ulike. Det siste har hatt avsetning på CO-gassen til Yara, men de har endret prosessen og nå forhandles det med andre industrikunder i området om den brennbare gassen.

I Kvinesdal ble det bygget et varmekraftverk i 1980 som produserer 80 GWh strøm årlig og som leverer varme som bl. a. benyttes til oppdrett av piggvar.

Ved anlegget i Sauda har den brennbare gassen til nå vært dårlig utnyttet. Bare rundt 20 prosent har vært benyttet til eget varmebehov. Resten blir faklet av.

– Det ønsker vi å gjøre noe med, for her er det snakk om store gassmengder, sier direktør for strategi og kommunikasjon i Eramet Norge, Kåre Bjarte Bjelland.

Totalt produseres det rundt 19.000 m³ avgass i timen. Avgassen fra prosessen, som bruker mer enn 100. 000 tonn koks årlig, inneholder rundt 60 prosent CO, 25 prosent CO₂ og resten er H₂ og N₂.

– Nå er vi med god støtte fra Enova i gang med et energigjenvinningsprosjekt for å utnytte CO-gassen og litt hydrogen som kommer fra reduksjonsprosessen, sier han.

Gassmotor

I første omgang skal smelteverket i Sauda installere en enorm Jenbacher J620 GS gassmotor med generator fra Clarke Energy. Den 20 sylindrede motoren skal går kontinuerlig og vil produsere 1,5 MW strøm, cirka 1 MW varmt vann og i tillegg vil også eksosvarmen utnyttes.

– I utgangspunktet er dette en motor med en mekanisk effekt på 3 MW, men da kjører den 125 liter store motoren på naturgass med et trykk i forbrenningskammeret under arbeidsslaget på 20 bar. I vårt tilfelle det kvaliteten på gassen et usikkerhetsmoment og da må vi teste gjennom dette pilotprosjektet. Det er det første i sitt slag i verden der ovnsgass fra en manganovn gjenvinnes til energi ved bruk av en gassmotor. Vi vil starte på 10 bar, men leverandøren håper på å gå opp til 11,22 bar. Jeg håper vi kan komme enda høyere slik at vi kan klare oss med seks i stedet for syv motorer i fullskalaanlegget, sier maskiningeniør og prosjektleder i Eramet Sauda, Marius Foss.

I første omgang skal smelteverket installere èn slik motor, men planen er å installere opptil syv for å kunne utnytte all den brennbare avgassen. Det, som de kaller «energy recovery unit», vil kreve en investering estimert til om lag 300 millioner kroner.

En slik energigjenvinning vil årlig produsere rundt 100 GWh strøm og 60 GWh varmt vann. I tillegg vil eksosgassen gi 100 GWh i varmeverdi.

Fjernvarme

Det blir mye fjernvarme fra en slik prosess. Planen er at den skal leveres til Sauda Fjernvarme som skal bruke den til å erstatte elektrisk oppvarming.

Håpet er at det vil bli så mye varme at den også kan tilbys til nye industribedrifter som trenger billig varme.

– Vi planlegger også å investere i et tørkeanlegg for malmen til rundt 100 millioner kroner. Ved å benytte eksosvarmen til å gjøre den helt tørr vil vi kunne redusere koksforbruket med 2,5 prosent. Bare det alene utgjør mellom syv og åtte tusen tonn CO₂ årlig. Samtidig frigjør dette rundt 50 GWh årlig som gjør det mulig for saudaverket å øke produksjonen betydelig, sier Bjelland.

Biokull

Eramet kan slå seg på brystet med at norskprodusert mangan påvirker klimaet mindre enn mangan fremstilt i land uten fornybar strøm. Likevel kommer CO₂-utslippene fra reduksjonsprosessen til å forbli høye. Bruken av fossil koks sørger for det.

Her ser selskapet to muligheter i fremtiden. Det ene er å gå over til hydrogen fremstilt av fornybar energi som reduksjonsmiddel. Det andre er å benytte biokull som produseres av skogsavfall.

– Vi jobber med å se på hydrogen som reduksjonsmiddel ved Eramets prosessanlegg i Tyssedal og med et biokarbonprosjekt i Porsgrunn, sier han.

CO₂-deponering

Sammen med Sintef og Gassnova ser selskapet også på bruk av CCS. Det å ha store punktutslipp nær sjøen gjør den enklere å hente ut og transportere CO₂-gassen til lageret som planlegges utenfor Vestlandet.

Hvis de kan kombinere bruk av biokarbon fra norsk skog med CCS vil de faktisk oppnå negativt utslipp ved å redusere mengden CO₂ i atmosfæren.

Anlegget i Sauda produserer 330.000 tonn CO₂ årlig. Det er like mye som vi har spart i utslipp på 160.000 norske elbiler. Men løsningen er ikke å stenge anlegget. Fordi det brukes vannkraft og ikke fossil energi sparer man rundt en halv million tonn CO₂.

– Vi er veldig fornøyd med den dialogen vi har med norske myndigheter og virkemiddelapparatet. Vi er jo multinasjonale og i de fleste land er det lite av det samarbeidet vi har her i Norge, sier Bjelland.