Her gjør de karbon om til batteriråstoff

Bergen: Tre menn med bakgrunn fra oljeserviceindustrien inntar et møterom i Fleslandsvegen 70. I én time forklarer Odd Strømsnes, Hammad Majeed og Håvard Husby hvordan de nå er opptatt av å bidra til å løse problemene fossile utslipp skaper. Selskapets teknologi skal både sørge for en sirkulær økonomi og leveringssikkerhet for viktige materialer i en grønn omstilling.

Bergen Carbon Solutions ble opprettet av de to studiekameratene Finn Blydt-Svendsen og Jan Børge Sagmo i 2016. De skrev en oppgave på Høgskulen på Vestlandet (HVL) om en «umulig» teori for å omdanne klimagassen karbondioksid (CO₂) til rent karbon og skalere opp til industriell bruk.

Det globale behovet for grafitt til batterier vil firedobles fram mot 2030, og for karbonnanorør er veksten anslått til 15 prosent årlig. Grafitt kan brukes som anodemateriale og karbonnanorør for økt ledningsevne på katodesiden i dagens litiumbatterier, samt for neste generasjon batterikjemi.

Steg for steg klarte de å utvikle prosessteknologien som kan ta karbondioksid i gassform, skille oksygen fra karbon, som etterbehandles til karbonnanorør og grafitt. Bergen Carbon Solutions (BCS) er i ferd med å bli ett av de første norske selskapene som kan utnytte karbonet etter at det er fanget, det vil si Carbon Capture and Utilisation – CCU. Av gründerne er bare Finn Blydt-Svendsen igjen. Han sitter også i styret.

Kan få betalt for CO₂

Karbonfangst og lagring har en svært høy kostnad, spesielt knyttet til lagring. Det problemet har ikke BCS. Tvert imot, de kan få betalt for å motta CO₂, og selge karbonproduktene til en hyggelig pris.

Men det er et lite stykke igjen. Teknologien er god og fungerer, men er ikke ferdig utviklet i industriskala. Kravstore kunder skal ha 99,9 prosent rene karbonprodukter. Og kundene kommer med nøyaktige spesifikasjoner som skal tilfredsstilles for å bidra til det grønne skiftet.

Selskapet startet med et bredt spekter av mulig bruksområder for det rene karbonet, men la i fjor om strategi og endret fokus til anode- og katodemateriale til battericeller. Odd Strømsnes ble hentet inn som administrerende direktør, og selskapet ble børsnotert på Euronext Growth.

– Vi har spisset strategien og retter oss inn mot elektrifisering generelt og mot battericelleprodusenter spesielt, sier Strømsnes.

Rundt 90 prosent av dagens grafittproduksjon skjer i Kina, med store CO₂-kostnader. Grafitt produseres ved høye temperaturer i en reformeringsprosess som krever mye energi, eller ved utgraving fra gruver. Begge deler lite miljøvennlig.

Prosessen til Bergen Carbon Solutions foregår ved 700-800 grader Celsius, mens reformering må opp i 2000 grader Celsius.

– I Norge har vi også den store fordelen at vi bruker ren vannkraft. Det er et viktig salgsargument overfor batteriprodusenter i en eventuell produksjonsoppskalering i Norge, sier Strømsnes.

Han sier at selskapet i løpet av 2024 har som mål å kunne produsere fossilfrie karbonmaterialer som er konkurransedyktig med petroleumsbaserte produkter.

Vakker ligning

Teknologidirektør Håvard Husby forklarer hvordan prosessen foregår. CO₂ pumpes inn i en form for digel der spesialsalt varmes opp. Karbon fester seg til en plate mens oksygen frigjøres. I dag slippes oksygenet rett ut i lufta, men kan også tas vare på og selges.

– Det er en vakker liten ligning som forklarer det som skjer, sier Husby og setter opp formler på en tavle der litiumelektrolytten konsumerer karbondioksid og omdanner denne til fast karbon og oksygen. Ioner farer den ene og andre veien.

Li₂O + CO₂ -> Li₂CO₃ (kjemisk opptak av CO₂)

Li₂CO₃ -> Li₂+O+C+O₂ (elektrokjemisk omdannelse av karbonat til fast karbon og oksygengass)

Slått sammen gir dette totalligningen:

CO₂ -> C+O₂

Under elektrolyse dannes det faste karbonet på katoden, men produktet som hentes ut består av 10 prosent karbon, resten salt. Neste prosesstrinn er å løse opp saltet, skille ut karbon og kunne gjenbruke så å si alt saltet i en lukket prosess.

– En av flere nøkler ligger i denne delen, sier Husby.

«Ping pong» med fabrikantene

Et annet nøkkelspørsmål er hvordan karbonet skreddersys til kundene der renhet og overflate er viktige faktorer. De begynte med karbonfiber, noe seinere forbedret til nanorør.

– Karbon er ikke så vanskelig å lage, men det er derimot karbonnanorør med tynne vegger og så liten diameter som mulig. Jo tynnere og mindre nanorørene er, desto større overflate per gram og dermed økt ledningsevne i en battericelle, forklarer Hammad Majeed, direktør for strategisk innovasjon og forskning.

Han sier at de spiller «ping pong» med batterifabrikantene for å komme fram til de mest ideelle kombinasjoner.

– Dette er ikke gårsdagens batterier, men neste generasjon, sier Majeed.

Håvard Husby kommer med et lite hjertesukk.

– I Europa er batteriindustrien i hovedsak opptatt av å oppskalere produksjonen med dagens teknologi. I Asia er det fullt fokus på å utvikle neste generasjons teknologi og batterigjenvinning, sier Husby.

Det betyr at Bergen Carbon Solutions har tett samarbeid med asiatiske selskaper.

– Vi hadde ønsket oss to-tre europeiske selskaper som også konsentrerte seg om neste generasjon. Det hadde vært litt enklere å jobbe tett på med tanke på tilbakemeldinger, justeringer og å skreddersy produktene, sier Husby.

Kamp om kompetanse

Bergen Carbon Solutions har 35 ansatte fra forskjellige nasjoner. Doktorgradstettheten er relativt høy.

– Vi må hente toppkvalifiserte folk fra mange land. Vi har ikke nok egen ekspertise i Norge. Det er helt greit, vi trenger input og variasjon i bakgrunn og tilnærming. Vi er et globalt selskap og trenger mangfoldet, sier Strømsnes. Han sammenligner med utviklingen i oljeindustrien, der man også måtte hente eksperter fra andre land.

Oljeindustriens nye oppgang skaper nå større hodebry for den grønne industrien. Regjeringens «utvikling» og ikke «avvikling» av petroleumsaktivitetene betyr at flinke mennesker tilbys høyere lønn enn oppstartsbedrifter med nullutslippsteknologi.

– Oljesektoren, som nå igjen er på «speed», er til dels kompetansetømmende for et lite land som Norge. Noen synes det er risikabelt å begynne i en grønn gründerbedrift. Det betyr at vi tiltrekker oss ressurssterke folk med tro og tæl, tror Strømsnes.

Teknologifokus

BCS-prosessen er svært arealeffektiv og bruker ikke så mye energi som den fossilbaserte. Det kan høres selvmotsigende ut, men BCS-prosessen har lavt karbonavtrykk. Basert på norsk vannkraft er den tilnærmet negativ. For batteriprodusenter blir klima-avtrykket for batteriene, fra råstoff til resirkulering i andre enden av livsløpet, avgjørende.

Strømsnes er overbevist om at batteriprodusentene må ta livsløpsanalyse inn i ligningen. Og krav kommer. Fra 2027 innfører EU «batterisertifikater». Der kommer Bergen Carbon Solutions positivt ut.

Til utviklingsarbeidet henter BCS i dag CO₂ på flasker fra Yara på Herøya. Målet er å kunne bygge anlegg ved store punktutslipp og hente CO₂ rett fra piper og prosesser. BCS kan også fange CO₂ og kjøre inn i sine prosesser.

Teknologien er testet på punktutslipp fra Bergen Interkommunale Renovasjonsanlegg (BIR), som har regionens største utslipp med 200.000 tonn CO₂ i året. Der klarer selskapet å produsere karbon ved å hente ut CO₂ fra pipen med konsentrasjon helt ned i 8-10 prosent CO₂.

Bergen Carbon Solutions er i samtaler med Høyanger kommune om å sette opp en pilotfabrikk som blant annet kan ta CO₂ rett fra nærliggende industri. Der holder blant annet Hydro til med aluminiumsproduksjon og resirkulering.

– Vårt mål er ikke nødvendigvis å bygge egne fabrikker. Det kan vi gjerne gjøre i samarbeid med andre aktører, i partnerskap eller eventuelt lisensiere teknologien, sier Strømsnes.

Artikkelen ble først publisert i TU-magasinet, nr. 7–8/2023