Koldioxidinfångning – fast bättre

Projekteringen pågår fortfarande men så här tänker man sig att den planerade Bio-CCS-anläggningen skulle kunna se ut. Kraftvärmeverket är den halvrunda, grå byggnaden till vänster i bakgrunden. Illustration: Urban Design, 2023.
Publicerad av
Redaktionen - 26 jun, 2024

Varför bygga en anläggning för att fånga in koldioxid ur atmosfären, när naturen gör det bättre och dessutom gratis med solenergi?

Av: Jörgen Städje
 

Stockholm Exergi är ett företag med många järn i elden, nämligen fjärrvärme, fjärrkyla, elgenerering och avfallshantering. Dessutom har man ett antal samarbeten med andra i branschen. Ungefär tio procent av Stockholm värms exempelvis av värmen från avloppsvatten, vilken man utvinner i ett samarbete med Stockholm Vatten och Avfall. Fjärrkyla är en bra affär, för överallt där man utför mekaniskt arbete eller behöver kylning, som i ishockeyrinkar eller datorhallar, skapas värme som kan absorberas i fjärrvärmenätet. Exergis avsikt är att sprida riskerna och skapa ett stabilt företag.

Men det räcker inte. Man har funnit ett behov av att börja med negativa avgasutsläpp och slutförvara gasen i berggrunden. Metoden kallas Bio-CCS (Bio-Carbon Capture and Storage) eller BECCS (Bio-Energy Carbon Capture and Storage). Sedan 2019 har man därför kört en mindre forskningsanläggning i avsikt att säkerställa att man tänkt rätt i alla delar av processen.

Men att utvinna koldioxid ur atmosfären, kan man tjäna något på det, utöver förstenad koldioxid? Exergis forskningsansvarige Erik Dahlén menar att man kan det. 

b
Erik Dahlén är ansvarig för forskning och utveckling. Här visar han sina främsta medhjälpare, kaliumkarbonat i torr form och löst i vatten.

– Det går åt mycket energi i början av processen, för pumpning och temperaturhållning, men man tar tillbaka cirka 25 megawatt el i den expander som expanderar gasen i processen och dessutom får man energi eftersom den inkommande rökgasen är 40 grader varm, medan slutprodukten är väldigt kall.

Metoden är inte ny. Det finns flera hundra likadana anläggningar i världen och Exergi har använt den tidigare för att ”tvätta bort” koldioxid ur stadsgas. Tekniken är alltså välkänd.

Vårt projekt har valts ut av EU:s innovationsfond för dess potential att bidra till omställningen av den europeiska energisektorn och möjligheten att mildra klimatförändringarna. FN:s klimatpanel IPCC menar att koldioxidinfångning är helt nödvändigt om vi ska nå 1,5-gradersmålet. Stockholm Exergi har beviljats ekonomiskt stöd för Bio-CCS från EU:s innovationsfond. Vårt projekt valdes ut för dess potential att bidra till omställningen av den europeiska energisektorn och möjligheten att mildra klimatförändringarna. Stockholm Exergis Bio-CCS-projekt får 180 miljoner Euro i EU-stöd. Detta stöd är viktigt, men det räcker inte.

Det går eventuellt att få statligt stöd också. Svenska regeringen utreder ett auktionsförfarande där staten ger ekonomiskt stöd till negativa utsläpp av koldioxid enligt en omvänd princip där de företag som ber om minst stöd per ton insamlad koldioxid vinner.

Det går att tjäna pengar på att fånga in koldioxid. Man kan sälja negativa utsläpp till andra länder på en internationell marknad i form av så kallade CRC:er (Carbon Removal Certificates). De svenska nettoutsläppen av växthusgaser är ca 52 miljoner ton koldioxidekvivalenter per år. Svenska biokraftvärmeverk och pappersbruk har med infångning av sina biogena utsläpp (som till skillnad från de fossila utsläppen tillhör kretsloppet), potential att motverka utsläppen med uppemot 30 miljoner ton koldioxid per år. Om Sverige drar ned sina fossila utsläpp till 5-10 miljoner ton per år så finns här en exportpotential på 20-25 megaton koldioxid per år, i en industri som samtidigt beräknas ge cirka 11.000 arbetstillfällen och intäkter på 60 miljarder kronor per år. Naturligtvis måste det finnas någon som är villig att köpa negativa koldioxidutsläpp, men det ska väl inte vara något problem så som energi produceras i det gasberoende Europa av idag.

Men, framhåller Erik, ingen metod för att fånga in koldioxid är bäst. Därför håller man på att studera flera andra metoder för att exempelvis fånga koldioxid från Exergis olika anläggningar för avfallsbehandling. Rökgaserna från avfallsförbränningsanläggningen i Högdalen innehåller bara 10-11 % koldioxid mot 18 % från biopannorna, så där skulle andra metoder än den här beskrivna lämpa sig bättre. Exergi håller ständigt på med undersökningar av andra metoder (teknikscanning), som mebranteknik, kryoteknik, adsorption och absorption.

b
Packningsmaterialet där reaktionen sker, består av tunn rostfri plåt med mängder av veck och hål, för att gas och kaliumkarbonat ska ha maximal chans att fördelas, mötas och reagera. Sektionen med packningsmaterial kommer att bli hela 45 meter hög och 9 meter i diameter.

Processen

Det är smart att utnyttja naturens fotosyntes som binder koldioxid, snarare än att försöka suga in den ur atmosfären direkt, som i DACCS (Direct Air Capture with Carbon Storage), eftersom naturen är effektivare.

På så vis kan Bio-CCS avskilja koldioxid med ursprung från atmosfären ur en ström som har mer än 400 gånger högre koncentration jämfört den som finns i omgivande luft. Bio-CCS-tekniken är därmed en hybrid av naturliga processer och teknisk infångningsteknik. Ungefär 800.000 ton gas kommer att kunna fångas in per år, vilket är mer än de fossila utsläppen från Stockholms vägtrafik under ett helt år.

Kraftvärmeverket KVV8 i Värtan tar in restprodukter från skogsindustrin som flis, grenar, toppar och kvistar och omvandlar dem till 750 GWh elektricitet och 1700 GWh värme per år.

b
En översikt av den befintliga forskningsanläggningen. Man hämtar avgaser direkt från förbränningsugnen i kraftvärmeverket och använder bakpulver (!) för att utvinna koldioxiden ur den. Denna anläggning är bara ett första steg, så för närvarande används inte koldioxiden till något. Men i framtiden ska man ta hand om 800.000 ton gas årligen.

Tyvärr förväntas infångningsnivån, caption rate ”bara” bli ~90 % och den resterande koldioxiden släpps ut i atmosfären. Men den fanns redan där, så den gör ingen ytterligare skada. Tvärtom far den tillbaka till skogen och absorberas igen.

Alla detaljer kring processen finns i bildtexten till processkissen.

b
Processkiss. Det är den svenska skogen som gör det stora jobbet, och det alldeles gratis. Koldioxid fångas i fotosyntesen och träden lagrar kolet i stammar och bark. När skogsindustrin sågar ned träden, blir bark och kvistar kvar (residualen) för att det inte går att såga till plank eller göra papper av. Det överblivna tar andra leverantörer hand om, hackar till flis och transporterar till Värtan där flisen förbränns och blir till fjärrvärme och elenergi. Det blir mycket koldioxid – 160 ton per timme. Genom att förena koldioxiden i rökgaserna med kaliumkarbonat (K2CO3) löst i vatten och därmed skapa bakpulver, kaliumbikarbonat (KHCO3) i en sk absorber tar man hand om bara koldioxiden och släpper ut övriga gaser. Sedan vänder man processen, bryter loss koldioxiden och återvinner kaliumkarbonatet och vattnet i en sk desorber, på samma sätt som när sockerkaka jäser när man bakar. Den rena koldioxiden kyls och antar flytande form. Den flytande gasen mellanlagras i Värtan, men kommer att skeppas, åtminstone som det ser ut nu, på gastankfartyg till ett ställe utanför Norges kust där berggrunden är lagom porös för att kunna absorbera gasen, där man pumpar ned den. Gasen kan inte läcka upp igen, eftersom trycket uppifrån är så stort, över 80 bar. EU kräver att man hela tiden övervakar akvifären, mäter tryck, seismisk aktivitet, pH och ledningsförmåga, för att hitta eventuella läckor. Efter cirka 20 år har gasen förenats med berggrunden och blivit till sten, hoppas man. Efter att lagringen avslutats på en plats ska den ändå övervakas i 20 år. Därefter anses risken för läckage vara obefintlig. Förmodligen har inte all gas mineraliserats då, men läckagerisken är borta.

Varför just i Värtan? Tekniken förutsätter en sammankoppling med biokraftvärmeverket. Det behövs också en hamn för att kunna transportera koldioxiden till permanent lagring. Värtan är på så vis den idealiska platsen, för här finns både det moderna biokraftvärmeverket och närheten till den befintliga hamnverksamheten i Energihamnen.

När anläggningen står klar, ungefär år 2027 kommer den flytande gasen att skeppas till mineralisering, exempelvis utanför Norge där berggrunden har visat sig vara lagom porös för att kunna absorbera gasen. Men det finns inget som säger att man inte skulle kunna leverera gas till berggrunden i Skåne, Gotland, Danmark eller Baltikum en bit in på 2030-talet. Då kan det istället bli fråga om pipelines. Det handlar bara om att finna en berggrund av sandsten, basalt eller kalksten. Tyvärr är Sveriges huvudsakliga berggrund av granit inte lämplig för absorption av gas.

Tidplaner

Med en anläggning som denna blir Stockholm en av de första städerna i världen att fånga in koldioxid i stor skala. Så har ser tidplanen ut:

Teknikutredning: 2016-2019

Forskningsanläggning i drift: 2019

Miljötillstånd och byggstart: 2024

Anläggning i drift: 2027-2028

Leverans till nya ställen: ~2030

Läs mer

Titta in hos Stockholm Exergi: https://www.stockholmexergi.se/koldioxidinfangning/

Faktaruta

Flisförbrukning KVV8: 900.000 ton/år

Elektrisk uteffekt ur KVV8: 135 MW

Gasinfångning: 800.000 ton CO2/år

Capture rate: 90 %

Energiförlust: ~0 (allt återvinns)